乙醇分子内及分子间脱水反应机理的计算化学实验研究

介绍了一个面向大三下或大四上本科生的计算化学探索性实验。通过研究乙醇分子内及分子间脱水反应机理,从分子水平理解醇脱水反应过程中酸催化剂的作用机制和反应的能量路径。通过本实验,使学生初步掌握量子化学计算通用软件高斯(Gaussian)的使用方法,掌握结构优化、频率计算、过渡态搜索等基本计算操作,并学会采用量子化学计算手段来研究化学反应的基本过程,为将来科研工作打下重要基础。     

本科化学类专业化学实验教材中的分析仪器

梳理了部分国内综合性院校本科化学类实验的课程设置及所用化学实验教材,同时简单介绍了科学仪器的分类。针对各类化学实验教材中分析仪器部分的内容重复、更新不及时、深度不够等问题,提出了解决方案,希望能对今后化学实验教材的编写提供不同的视角和有益的借鉴。     

矿物基环境修复材料制备及应用的综合性实验设计

为促进“研学结合”,增强学生实际操作能力,依托于化学实验平台设计了“矿物基环境修复材料制备及应用”的化学综合实验。实验内容包括改性沸石材料的制备、表征和应用探索。实验由教师科研成果转化而成,已在本校环境化学综合实验课中进行教学实践,该实验可以使学生掌握文献调研、材料制备与表征、性能分析、数据处理等重要技能,锻炼学生综合实验设计和思维创新的能力,激发了学生探索环境修复材料前沿知识的兴趣。     

多组分无溶剂反应制备吲哚衍生物——绿色有机化学教学实验

基于当前国内高校所使用的有机化学实验教材中普遍缺乏对多组分反应以及绿色合成理念的介绍,为化学专业本科生二年级所开设的短学期创新实验课程设计了一个多组分无溶剂反应的教学实验,并于2022年将其成功应用于教学实践中。实验以对甲基苯甲醛、N-甲基吲哚、5,5-二甲基-1,3-环己二酮(达米酮)为反应物,在1个反应瓶中快速实现多个组分的有序作用得到包含3个反应物片段的吲哚取代甲烷类化合物。该实验具有原料成本低、反应时间短、产品提纯方便、综合性较强以及高原子经济性的特点。     

不同版本高中化学教科书中学生必做实验的分析与启示——基于“科学探究与创新意识”素养

以人教版、苏教版、鲁科版(2019年版)和沪科版(2020年版)高中化学教科书中的学生必做实验文本为研究对象,基于“科学探究与创新意识”素养构建高中化学教科书中学生必做实验文本的分析框架,分析和比较4个版本教科书中学生必做实验文本“科学探究与创新意识”素养的体现及其异同,为学生必做实验教学提供启示和建议。     

基于真实情境的高中化学作业设计——化学中常用的实验方法

依据课程标准,围绕核心素养,通过实例阐述了“双新”背景下基于真实情境的高中化学作业的设计。从生活-生产、学术研究、化学实验、化学史实、教材和跨学科等6个方面挖掘真实情境,精心组织问题,进行作业设计,突出作业对落实核心素养的功能价值。     

吡嗪类碳酰肼化合物与CT-DNA相互作用及体外抑菌

以5-氯吡嗪-2-羧酸甲酯和水合肼为原料,经亲核取代和脱水缩合反应合成了3种新型吡嗪类碳酰肼化合物C13H14N6O(a)、C13H14N6O2(b)和C12H12N6O2(c)。采用元素分析与核磁共振氢谱对化合物a~c进行了表征,结果表明合成的产物即为目标化合物。通过溶剂挥发法培养得到了化合物a的单晶并利用X-射线单晶衍射测定化合物a的晶体结构为单斜晶系。根据紫外-可见光谱可知,化合物a~c均以插入模式与CT-DNA作用。利用微量热实验测定了化合物a~c与CT-DNA的相互作用,发现反应过程放热,热效应ΔH依次为-5.77×103、 -5.50×103和-5.96×103 kJ·moL-1,反应时间均小于40 min。通过分子对接模拟计算明确了化合物a和b与DNA的具体结合位点包括A链DC4和DG5以及B链DC4、 DG5和DA6,化合物c与DNA的具体结合位点包括A链DC4和DG5以及B链DC4和DG5。采用牛津杯法测定了化合物a~c对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌以及大肠杆菌四种细菌的抑菌活性,结果表明化合物a~c均对铜绿假单胞菌表现出优于阳性对照组四环素的抑菌活性。     

羟丙基甲基纤维素在干法烟草薄片胶粘剂的应用研究

为研究羟丙基甲基纤维素(HPMC)在干法烟草薄片的应用价值,将其与3种常见胶粘剂(瓜尔胶、魔芋胶和羧甲基纤维素钠(CMC)进行对比,对不同胶粘剂体系的水溶液粘度测试、薄膜傅里叶红外光谱测试,胶粘剂及相应薄片的350℃低温热裂解分析和对应薄片抗张强度测试。结果表明：1wt%含量的HPMC水溶液10 min即可溶解,并可在烟草薄片的加工过程中调节涂布液粘度;HPMC与其他3种胶粘剂复配后存在氢键等物理交联作用,提高了对应胶粘剂制备的干法烟草薄片的纵向抗张强度,均>0.5 kN/m; 1wt%用量HPMC制备干法烟草薄片热裂解产物中有毒和刺激性物质含量低,分别为1.83%和5.31%。本文研究表明HPMC制备的干法烟草薄片综合性能较好,有较好应用价值。     

纳米镍钴铁氧体空心微球的制备与性能

以乙二醇为溶剂,氯化铁、氯化钴、氯化镍和醋酸铵为反应试剂,采用溶剂热法制备纳米Ni_xCo_1-xFe₂O₄(x=0、0.3、0.5、0.7、1)铁氧体空心微球,研究镍含量对铁氧体空心球的磁性与吸波性能的影响。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和网络分析仪对试样的物相组成、微观形貌和电磁特性进行表征。结果表明制备的镍钴铁氧体为尖晶石结构,且形貌为空心球,粒径在200nm左右。当x=0时,镍钴铁氧体空心球饱和磁化强度最大为81.7emu·g^-1,反射损耗在1658.8MHz有最小值为-16.9dB。     

2-甲酰基呋喃苯乙酰腙及其Ni(Ⅱ)配合物的晶体结构及热化学性质

以苯乙酸甲酯、水合肼和呋喃甲醛为原料,合成了配体2-甲酰基呋喃苯乙酰腙(H₂L:C₁₃H₁₂N₂O₂),再与六水氯化镍反应,制得配合物Ni(HL)₂ (1),并对配体及配合物进行了元素分析和X射线单晶衍射结构表征,结果表明,配体晶体属单斜晶系,P2₁/c空间群,晶胞参数为:a=1.161 9(3) nm,b=1.359 8(3) nm,c=0.792 16(19) nm,β=109.307(4)°;Ni(Ⅱ)配合物晶体属三斜晶系,P1空间群,晶胞参数为:a=0.455 70(14) nm,b=1.094 7(3) nm,c=1.204 8(4) nm,β=98.302(5)°。利用热重实验研究了H₂L和1的热稳定性,并计算了各自热分解过程的表观活化能(E_a),发现配合物的热稳定性要远高于配体。采用微量热法研究了H₂L及1与小牛胸腺DNA(CT-DNA)的相互作用,实验结果表明,配合物的作用焓值(ΔH)要大于配体的焓值,说明配合物与CT-DNA的作用要比配体与CT-DNA的作用更强。