基于创新能力培养的化学专业本科实验教学新体系的构建与实践

课程体系是人才培养的载体。为了更好地培养拔尖创新人才,南京大学化学国家级实验教学示范中心依据化学学科的特点和发展趋势,以科学内容的内在联系和研究规律为主线构建了“化学实验基础?化学合成与表征+化学原理与测量?化学功能分子实验+化学生物学综合实验+基于项目的研究实验”实验课程新体系,按照一流课程建设要求(高阶性、创新性和挑战度)对实验教学内容进行了优化,并建立起与之相适应的实验教学平台。新课程体系综合考虑了化学一级学科的整体性和关联学科的交叉性,在南京大学化学化工学院“拔尖计划”和“强基计划”学生中实施,教学效果显著。     

乙炔二茂铁的合成表征和电化学性质测定

选择了一条反应条件温和且比较经济的反应途径，在惰性气氛中合成了一系列二茂铁衍生物的重要合成中间体——乙炔二茂铁。通过UV、IR、^1H NMR对化合物进行了表征，运用CV测定了电化学性质。该实验作为综合化学实验，有助于学生了解化学研究的一般过程，掌握惰性气氛合成技术及柱色谱分离方法，提高学生综合分析问题和解决问题的能力。     

四氮（14）轮烯合镍（Ⅱ）配合物的研究（I）——取代四氮（4）轮烯…

四氮（１４）轮烯类配合物在性质上与卟啉，酞菁类化合物具有有许多相似性，本文利用模板反应，合成了２个四氮（１４）轮烯合镍（ＩＩ）配合物及６个四氮（１４）轮烯合镍（Ⅲ）配合物的衍生物，其中６个未见文献报道，对所有化合物进行了ＥＡ、ＩＲ、ＵＶ、ＨＮＭＲ、ＭＳ等波谱表征。     

四氮[14]轮烯合镍(Ⅱ)配合物的研究 Ⅲ.取代四氮[14]轮烯合镍(Ⅱ)及其π配位三羰基合铬多核配合物的合成、表征及电化学性质

制备了三个含有多个苯环的四氮[14]轮烯合镍(Ⅱ)大环配合物,并将其与Cr(CO)_6反应,合成了四个结构新颖的杂多核配合物,用IR,UV,~1H NMR,~(13)C NMR,MS等波谱表征,确定了化合物的分子结构,并进行了电化学性质的研究.     

核酸酶酶解-高效液相色谱法分析DNA碱基组成——介绍一个综合化学实验

介绍一个分析化学与生物化学交叉的综合化学教学实验及其教学方案的设计思路。该实验以高效液相色谱和核酸酶为工具,分析DNA的碱基组成。通过改革实验教学设计,加深学生对各个知识点的理解与运用,培养学生分析问题和解决问题的能力。     

基于1,1’-二苯乙炔-3,3’,5,5’-四羧酸微孔铜配位聚合物的合成和气体吸附性质

本文报道了配合物[Cu2(EBTC)(H2O)2]·8H2O·DMF.DMSO(1,EBTC=1,1′-二苯乙炔-3,3′,5,5′-四羧酸根;DMF=N,N-二甲基甲酰胺;DMSO=二甲基亚砜)的合成、晶体结构和吸附性质。1拥有内径为0.85 nm和0.85 nm×2.15 nm的两种孔洞,分别被6个和12个四羧酸根桥联的[Cu2(CO2)4]螺旋桨式结构围绕,并被EBTC连接成三维超分子结构,该结构拥有可容纳溶剂分子的一维孔道。1为(3,4)-连接的fof(sqc1575)拓扑结构,具有非常大的孔体积,其值高达单位晶胞体积的72.8%。去除溶剂分子后的1a表现出永久孔性,其Langmuir表面积为2844 m2·g-1,BET表面积为1 852 m2·g-1。它对H2、CO2、CH4和C2H2具有可观的气体吸附量和相对较高的吸附焓。特别是,在迄今所有已报道的孔性金属-有机材料中,1a在273 K、1.0×105Pa下,表现出最高的乙炔吸附量(252 cm3·g-1)和很高的吸附焓(吸附量为1 mmol·g-1时的吸附焓为34.5 kJ·mol-1)。     

线上线下混合式-六环节实验教学实践与探索——以化学生物学实验"基于生物正交反应的蛋白质标记"为例

化学生物学综合实验是针对化学生物学专业高年级本科生开设的一门衔接本科-硕士教学的综合性实验课程。本文以“基于生物正交反应的蛋白质标记”科研融合型实验为例,结合化学生物学学科特点,将实验教学内容模块化,探索设计线上线下混合式-六环节教学方式,应用于本科生综合实验教学。经实践取得良好的教学效果,为综合型实验课程教学提供了参考与借鉴。     

四氮［14］轮烯合镍（Ⅲ）配合物的研究（Ⅱ）──取代四氮［14］轮烯合镍（Ⅱ）配合物的合成及电化学性质

利用模板反应和亲电取代反应，合成了６种互为顺反异构体的四氮［１４］轮烯合镍（Ⅱ）配合物，并用￣１ＨＮＭＲ谱进行了确证．此外，还对一系列四氮［１４］轮烯合镍（Ⅱ）配合物进行了电化学研究．应用瞬态电化学方法和电化学ＥＳＲ波谱对ＣＶ峰进行了讨论与归属；研究了部分大环配合物的成膜现象及成膜机理．     

核磁共振技术测定联萘酚的对映体纯度

手性联萘酚((±)-BINOL)制备是国内高校常开设的一个实验,其产品的对映体纯度测试是实验的重要一环。以2-甲酰基苯硼酸和(S)-(?)-1-苯乙胺的混合物作为手性试剂与联萘酚发生Bull-James Assembly反应,以此设计了核磁共振氢谱(¹H NMR)测定联萘酚对映体纯度的实验。实验结果表明,通过反应生成的对映体混合物的核磁信号,能准确地计算出(±)-BINOL的对映体纯度。以选定的苯环氢核信号计算出的(R)-BINOL含量与理论ee值有着良好的线性关系(R²=0.9999)。此实验方法能够快速完成大量学生样品的测量,同时大大减少实验废液的产生量。学生通过此实验可对核磁共振技术有更进一步的了解。     

基于光线传感器的手机光度计设计与应用

利用智能手机的光线传感器设计了一款简易光度计,并为其开发了安卓手机应用,可以在线查看样品信号,自动计算吸光度值。此款简易光度计采用了液相色谱紫外检测器的流通池作为样品吸收池,利用光纤传导光信号,可以大幅降低试剂使用量。进行一次测试只需要使用约200μL样品,有效降低了实验室废液回收量。利用该光度计对铁离子标准溶液进行测定,在测定浓度范围内,吸光度与样品浓度具有良好的线性拟合关系,其中R2=0.9991,可取代化学实验中的传统分光光度计。利用该光度计进行实验可以强化学生对仪器和实验原理的理解,有利于培养创新意识。