有机化学创新设计性实验“甲基化反应”的改进*

结合科研成果及实验教学经验,对有机化学实验中传统的甲基化反应实验进行改进。教材中涉及的传统甲基化试剂具有毒性大等缺点,不利于实验教学的实施。因此,提出使用三氟乙酸甲酯取代传统甲基化试剂,应用于本科有机化学实验教学中,加强学生对甲基化反应理论知识的理解。本实验结合新颖的科研内容,引入科研实验的设计思路,不仅有利于学生更好地掌握理论知识,而且有利于激发学生对科学研究的兴趣,提高学生的综合素养。     

绿色氧化法制备联苯类化合物的研究性实验设计与实践*

以苯甲醛和丙酮为原料,利用Robinson增环反应先制备3-甲基-5-苯基环己-2-烯-1-酮,再引导学生设计并研究了水相绿色氧化3-甲基-5-苯基环己-2-烯-1-酮合成联苯类化合物3-乙氧基-5-甲基-1,1′-联苯的影响因素,利用核磁共振确定了产物结构。该研究性实验教学以绿色化学为中心,结合了2步连续反应,产物易提纯且产率高,并开展了开放式大型分析仪器教学和测试,对学生有机合成实验能力和科学研究能力的培养具有很好的教学效果。     

以对苯二甲酸、三乙烯二胺构筑的二维层状结构的镉配位聚合物的晶体结构和荧光性质

溶剂热条件下采用Cd(NO3)2.4H2O、对苯二甲酸和三乙烯二胺作为反应物合成出一个具有二维骨架结构的配位聚合物{Cd(bdc)(dabco)(DMF)].2H2O}n(1),并采用元素分析、红外光谱、差热分析和X-射线单晶衍射进行了研究及表征。晶体结构分析结果表明:对苯二甲酸离子(bdc)将Cd(Ⅱ)离子连接成一维链,相邻链之间进一步被三乙烯二胺(dabco)构筑成二维层状结构。沿c轴方向,垂直于二维层状结构中存在大小为0.74 nm×0.65 nm的一维通道。荧光谱图表明常温固态下配合物1发射蓝色荧光,荧光寿命为38.2 ns。     

钼酸铋纳米片的制备以及光催化性能测试*

以硝酸铋与磷钼酸为原料,通过水热反应制备高催化活性光催化剂,应用X射线衍射和扫描电子显微镜进行材料表征,通过以氙灯为光源研究材料对四环素的表面光催化降解的特性。本实验涉及无机纳米材料的水热合成、结构表征以及有机类污染物光催化降解应用,将无机化学、物理化学、有机化学和分析化学的理论内容、实验方法与科学研究前沿相结合,能够全方位提升本科大学生的综合实验技能及科学研究水平。     

H-ZSM-5催化环己酮肟制ε-己内酰胺反应机理的ONIOM研究

采用ONIOM和DFT方法研究了H-ZSM-5分子筛催化环己酮肟制ε-己内酰胺的贝克曼重排反应机理.所有的构型优化使用ONIOM(B3LYP/6-31+G(d):PM3)方法进行,并在此基础上对得到的最优构型应用多种密度泛度方法,如B3LYP/6-31+G(d),PBE/6-31+G(d),M062X/6-31+G(d)和ωB97XD/6-31+G(d)进行完整46T簇模型的单点能计算.B3LYP,PBE和M062X泛函使用dftd3程序计算了额外色散校正,以考虑分子筛内部的弱相互作用.计算结果显示,经色散校正的DFT方法的计算精度被大大提高,达到一个与MP2方法相媲美的精度.反应的决速步是由第一步1,2-H转移和重排步共同决定,内部反应能垒为44.5 kcal/mol.反应速率常数表明,在293~393 K时,在H-ZSM-5上贝克曼重排反应进行得相当缓慢;当温度达到423 K时,正逆反应速率相当,反应开始发生;当达到623 K时,反应速率常数为130 1/s.     

基于培养学生科学实验能力的综合性多步有机合成实验设计与实践:咖啡因的化学合成与表征*

在大学有机化学的经典实验“从茶叶中提取咖啡因”的基础上,设计了以氰乙酸与二甲基脲为原料的“咖啡因的化学合成与表征”综合性实验。该实验操作过程易于控制,重复性较好,通过熔点、紫外、红外、核磁共振、质谱等手段对产物进行了结构表征。通过该实验,学生不仅可以巩固蒸馏、过滤及重结晶等基本实验操作,而且有助于提高对有机化合物合成研究过程的认识,有利于学生综合实验能力的培养。