学科深度交叉促进分析化学高层次人才培养研究与实践

为了适应高等教育改革和创新型人才培养的新要求,改变人才培养模式尤为重要。以培养创新型人才为目标,学科交叉为驱动,多院系合作为支撑,从课程体系设置、培养目标等方面入手,探索了学科交叉在分析化学研究生培养中的作用,并通过联合培养制度、学科交叉论坛等方式进行了实践。     

高职精细化工专业学科交叉型教学实践的研究

按照高等职业技术教育的教学规律,说明了学科交叉型教学的必要性,并进行了高职精细化工专业学科交叉型教学的构建实践,探讨了学科交叉型教学经验.     

打造学科交叉国际育人平台 推动化学学科原始创新:吉林大学未来科学国际合作联合实验室*

学科交叉融合是前沿重大科学研究的重要特征,是学科原始创新及新学科产生的重要路径,更是拔尖创新人才培养的重要模式。学科交叉融合的根本目的在于打破传统学科之间的壁垒,运用知识的融通培养拔尖创新人才、开展跨学科研究创造新知识、解决前沿重大现实问题等。吉林大学未来科学国际合作联合实验室充分利用学科交叉培养人才的优势,整合化学学科和校内外、国内外优质资源,搭建多学科交叉科研平台,构建“大师-大平台-大学科”育人机制,产出原创性成果,促进化学学科原始创新。     

建立学术共同体互信的基金评审机制的尝试与思考

完善评审机制是国家自然科学基金委新时代基金改革的重要任务之一。为切实落实该项改革任务,建立符合新时代科学基金资助导向的科学、公正、高效的评审机制,基金委化学部努力探索新的学科基金管理模式,尝试了在通信评审阶段由科学家与学科管理人员共同参与项目的分组、指派,共同完成同行评议专家遴选工作的新模式。本文分析了科学家参与同行评议专家遴选工作的利弊,探讨了如何更好的发挥科学家在同行评议专家遴选工作中的作用,建立学术共同体互信的基金评审机制。     

基于交叉优势特色学科的大学化学创新实验教学体系构建与实践*

以大学化学与农林优势学科交叉融合为教学改革任务,构建“基础+模块”的大学化学实验创新教学体系,分别开展“项目式”教学、“科教融合”教学、“产学研”教学、“混合式”教学、“虚实结合”教学等五位一体的实验教学实践,并建立化学创新实验课程评价新体系。本化学创新实验教学体系改革明显提高了学生的实践动手能力与综合素质,为深入开展化学基础学科与农林优势学科交叉融合教学奠定一定基础。     

美国高中教科书《化学:概念与应用》中“学科交叉”内容案例分析

以美国高中主流理科教科书Chemistry：Concepts and Application作为研究对象,选取了几则涉及“学科交叉”内容的典型案例进行介绍和分析,从当前基础教育课程改革的角度得出若干启示,为我国进行课改实践探索的高中化学教师提供教学中有关该内容选取和应用的认识参考。     

基于学科交叉融合的通识选修课程建设实践——以“化学与文物考古”课程为例

在“双一流”建设背景下,如何通过课程实施来培养具有跨学科素养的复合型人才已成为一流本科专业人才培养的目标问题。以“化学与文物考古”课程为例,归纳出了基于学科交叉融合的通识选修课程建设的基本做法和实践经验,特别是此课程使不同专业的学生接触到了跨学科素养形成所依赖的跨学科内容,从而为高校培养具备综合创新能力的跨学科人才提供重要抓手。因此,本课程的实践探索可为高校交叉学科融合的通识选修课程的建设提供经验启示。     

学科交叉背景下的高分子材料与工程专业的教学探索与实践——以浙大高分子科学与工程学系专业核心课程《高分子化学》教学为例

自从20世纪20年代“高分子”概念建立之后,高分子学科和工业蓬勃发展,人类进入了高分子材料的新纪元。高分子材料在民生、安全和尖端科技等各个领域发挥着关键作用。作为全球制造业最大的国家,我国未来要在全球高分子材料领域处于引领地位,关键在于当前的大学基础教育要能培养出德才兼备的顶尖专业人才。浙江大学高分子科学与工程学系的高分子材料与工程专业具有典型的理工学科交叉性特征。本文结合该专业的核心必修课程《高分子化学》教学改革的例子,总结专业建设的探索和实践经验,探讨学科交叉背景下专业人才培养的两个基本问题：一是以培养理工结合型专业人才为目标的课程体系设置与建设,另一个是厚植正确价值观作为人才培养基石的课程教学实践。希望本文作者的教学实践经验和思考能为我国高分子材料与工程专业人才培养起到“抛砖引玉”的作用。     

对溶剂具有自旋交叉响应金属-有机框架材料的制备及性能研究综合性实验

推荐一个综合性化学实验——对溶剂具有自旋交叉响应金属-有机框架材料的制备及性能研究综合性实验,实验内容包括金属-有机框架材料的扩散法制备、单晶结构的测定、粉末X射线衍射的表征、磁学性能测试。该实验内容丰富,包含具体合成、仪器操作、数据处理等基本科学研究核心内容,可以作为载体使学生进行自主学习并提升相关学习积极性。     

基于学科观念及方法建构的元素化合物单元教学设计与教学实效性研究

一直以来元素化合物的单元教学是以知识的系统性和完备性为教学目标的,然而实际的教学效果并不理想。为此本研究提出了基于学科观念建构的元素化合物单元教学设计,目的在于通过观念建构实现知识的结构化和功能化,进而提高学生解决问题的能力。以山东科技版《化学1必修》教材中"硫的转化"单元为例,本研究提出以建构"转化观"为核心的单元教学目标,研究了"转化观"有效建构的2个重要标志,即学生能够自主建构以价态和类别为横纵坐标的二维物质转化关系图,能够利用转化关系及规律解决实际问题,实现观念的工具化。研究了有效建构"转化观"的教学策略:(1)由整体到局部的策略,即先建构转化关系再利用整体结构指导学生认识重要代表物的性质,实现思维的系统化、有序化和结构化;(2)从自然现象→实验室→工业生产→环境等多角度建构和应用转化关系,以实现知识的工具化;(3)依据各课时教学内容的特点,选择开放程度适当的教学方式,保证教学的实效性。以山东科技版《化学1必修》教材中"材料家族的元素"单元为例,提出了建构"材料观"的单元核心教学目标。具体而言,就是要帮助学生建立从化学的视角认识材料的思路和角度,即认识材料的性能、加工、制备、用途等与物质性质的关系。研究确立了教学的基本思路是:以铝为载体建构基本认识框架,以铝的重要化合物为载体深化认识思路和方法,最后应用该思路和方法认识硅及其化合物的性质与相关材料问题。在教学实践的基础之上,本研究对单元教学的实效性进行了分析,提出了基于学科观念及方法建构的元素化合物单元教学设计的一般思路和方法:明确单元核心基本观念及思想方法→选择与核心观念相匹配的知识载体→合理分配各部分知识载体的功能→合理设计单元中每一课时的教学情境、问题和学生活动→精心设计课时之间的衔接。     

On the Ambiphilic Reactivity of Geometrically Constrained Phosphorus(III) and Arsenic(III) Compounds: Insights into Their Interaction with Ionic Substrates

The ambiphilic nature of geometrically constrained Group 15 complexes bearing the N,N‐bis(3,5‐di‐tert‐butyl‐2‐phenolate)amide pincer ligand (ONO^3?) is explored. Despite their differing reactivity towards nucleophilic substrates with polarised element–hydrogen bonds (e.g., NH₃), both the phosphorus(III), P(ONO) ( 1 a ), and arsenic(III), As(ONO) ( 1 b ), compounds exhibit similar reactivity towards charged nucleophiles and electrophiles. Reactions of 1 a and 1 b with KOtBu or KNPh₂ afford anionic complexes in which the nucleophilic anion associates with the pnictogen centre ([(tBuO)Pn(ONO)]^? (Pn=P ( 2 a ), As ( 2 b )) and [(Ph₂N)Pn(ONO)]^? (Pn=P ( 3 a ), As ( 3 b )). Compound 2 a can subsequently be reacted with a proton source or benzylbromide to afford the phosphorus(V) compounds (tBuO)HP(ONO) ( 4 a ) and (tBuO)BzP(ONO) ( 5 a ), respectively, whereas analogous arsenic(V) compounds are inaccessible. Electrophilic substrates, such as HOTf and MeOTf, preferentially associate with the nitrogen atom of the ligand backbone of both 1 a and 1 b , giving rise to cationic species that can be rationalised as either ammonium salts or as amine‐stabilised phosphenium or arsenium complexes ([Pn{ON(H)O}]⁺ (Pn=P ( 6 a ), As ( 6 b )) and [Pn{ON(Me)O}]⁺ (Pn=P ( 7 a ), As ( 7 b )). Reaction of 1 a with an acid bearing a nucleophilic counteranion (such as HCl) gives rise to a phosphorus(V) compound HPCl(ONO) ( 8 a ), whereas the analogous reaction with 1 b results in the addition of HCl across one of the As?O bonds to afford ClAs{(H)ONO} ( 8 b ). Functionalisation at both the pnictogen centre and the ligand backbone is also possible by reaction of 7 a / 7 b with KOtBu, which affords the neutral species (tBuO)Pn{ON(Me)O} (Pn=P ( 9 a ), As ( 9 b )). The ambiphilic reactivity of these geometrically constrained complexes allows some insight into the mechanism of reactivity of 1 a towards small molecules, such as ammonia and water.     

金(I)配合物催化乙烯加氢的反应机理

采用密度泛函理论B3LYP方法, 对两类金(I)配合物AuX (X=F, Cl, Br, I)和AuPR₃⁺(R=F, Cl, Br, I, H, Me,Ph)催化C₂H₄加氢反应的机理进行了理论研究. 计算显示Au(I)配合物对C₂H₄氢化具有较好的催化效果, 其作用下的加氢反应存在“活化H―H键后再与C₂H₄反应”和“活化C＝C键后再与H₂反应”两种途径, 前者的活化能较后者低90-120 kJ·mol^-1, 因而具有明显的能量优势. 研究表明AuPR₃⁺ 的催化能力明显强于AuX. 此外, X/PR3基团供、吸电子能力的变化对配合物的催化能力也具有较为显著的影响. 电子结构分析显示Au(I)配合物在C₂H₄ 加氢反应中不仅能够削弱H―H、C＝C 键的强度, 还使H₂ σ_H―H^*、C₂H₄ π_C＝C^* 轨道能级下降, 从而缩小了π_C＝C-σ_H―H^*或σ_H―H-π_C＝C^*轨道间的能级差, 促进了C₂H₄-H₂反应中的电子离域, 从而降低禁阻反应发生的难度.σ_H―H^*、π_C＝C^*轨道能级改变量与加氢反应活化能E_a的降低值之间存在较好的一致性关系, 因此使上述轨道能级下降幅度越大的Au(I)配合物可以获得较好的催化效果.     

烯胺酮（酯）参与的串联反应构建吡咯衍生物的研究进展

作为多位点的有机合成子,烯胺酮（酯）参与的串联反应广泛应用于吡咯衍生物的合成。综述了烯胺酮（酯）与邻二羰基化合物,β 硝基烯烃和苯乙炔等参与的串联反应在吡咯单环和稠环衍生物合成中的应用进展,并对其未来发展进行了展望。参考文献49篇。     

Syntheses and Characterizations of （η~5－C_5H_5）MoFeCo（CO）_8（μ_3－S） and （η~5－C_5H_5）_2Mo_2Fe（CO）_7（μ_3－S）：X－ray Crystal Structure of （η~5－C_5H_5）MoFeCo（CO）_8（μ_3－S）

ＳｙｎｔｈｅｓｅｓａｎｄＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｓｏｆ（η~５－Ｃ_５Ｈ_５）ＭｏＦｅＣｏ（ＣＯ）_８（μ_３－Ｓ）ａｎｄ（η~５－Ｃ_５Ｈ_５）_２Ｍｏ_２Ｆｅ（ＣＯ）_７（μ_３－Ｓ）：Ｘ－ｒａｙＣｒｙｓｔａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ（η~５－Ｃ_５Ｈ_...     

聚偏氟乙烯膜的改性研究进展

主要介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)膜在近年来改性方法的最新研究进展,从辐照改性、等离子体改性、共混改性和化学改性等几方面进行了详细介绍,简要介绍了PVDF膜作为离子交换膜的一些最新应用.     

C3H2环丙烯基自由基与O(3P)反应机理的理论研究

本文用量子化学密度泛函方法对C3H2 (环丙烯基自由基)与O(3P)反应的机理进行了理论研究。在B3LYP/6-311++G**计算水平上优化了各驻点（过渡态,中间体,产物）的几何结构,在QCISD(T)/6-311++G**水平下计算了各物质的单点能量,在两种水平下计算了298K和600K时的能量。计算结果表明：C3H2 + O(3P) 反应可以生成P1 (C2H +HCO),P2 (C2H2 + CO) 和P3 (HC3O+H)三种产物。生成P1反应通道的能垒最低,即P1为主要产物,与实验的结果一致。产物P1可以通过路径：R→ IM1→ IM2→ P1获得。本文详细地讨论了C3H2 + O(3P) 的反应机理,并从理论上对实验结果进行了验证。研究结果有助于深入理解C3H2 + O(3P)反应机理以及C3H2在大气中的燃烧过程。     

厦门大学"化学学科拔尖学生培养试验计划"学生科研能力培养的探索与思考

介绍了厦门大学化学拔尖学生培养试验计划学生科研训练开展情况,并结合问卷调查,通过数据对比分析,探索如何培养高层次创新人才的科研兴趣、素养和能力。     

Law of Mass Action Type Chemical Mechanisms for Modeling Autocatalysis and Hypercycles: Their Role in the Evolutionary Race

One of our most appealing challenge is to unravel the role of a presumably autocatalytic system in controlling the origin and spreading of Life on our entire planet. Here we show that in the simplest autocatalytic loop involving reactions capable of self-replication and obeying law of mass action kinetics, concentration growth of the autocatalyst may be characterized by parametrization of direct and autocatalytic pathways rather than by kinetic orders of the autocatalyst. Extending this model by feasible elementary steps allows us to outline super-exponential growth where kinetic order of the autocatalyst is higher than unity. Furthermore, it is shown in case of the simplest hypercycle that such a situation might appear where the otherwise more sluggish autocatalytic route receives a decisive support from the crosscatalytic pathway to become an apparently stronger autocatalytic loop even if the other route contains a more efficient autocatalysis. If the hypercycle is performed under flow conditions selection of autocatalyst depends on kinetic and flow parameters influenced by external factors mimicking that the most adaptive loop of hypercycle eventually finds its wining way in the evolutionary race.     

DpgC-Catalyzed Peroxidation of 3,5-Dihydroxyphenylacetyl-CoA (DPA-CoA): Insights into the Spin-Forbidden Transition and Charge Transfer Mechanisms**

Despite being a very strong oxidizing agent, most organic molecules are not oxidized in the presence of O₂ at room temperature because O₂ is a diradical whereas most organic molecules are closed-shell. Oxidation then requires a change in the spin state of the system, which is forbidden according to non-relativistic quantum theory. To overcome this limitation, oxygenases usually rely on metal or redox cofactors to catalyze the incorporation of, at least, one oxygen atom into an organic substrate. However, some oxygenases do not require any cofactor, and the detailed mechanism followed by these enzymes remains elusive. To fill this gap, here the mechanism for the enzymatic cofactor-independent oxidation of 3,5-dihydroxyphenylacetyl-CoA (DPA-CoA) is studied by combining multireference calculations on a model system with QM/MM calculations. Our results reveal that intersystem crossing takes place without requiring the previous protonation of molecular oxygen. The characterization of the electronic states reveals that electron transfer is concomitant with the triplet–singlet transition. The enzyme plays a passive role in promoting the intersystem crossing, although spontaneous reorganization of the water wire connecting the active site with the bulk presets the substrate for subsequent chemical transformations. The results show that the stabilization of the singlet radical-pair between dioxygen and enolate is enough to promote spin-forbidden reaction without the need for neither metal cofactors nor basic residues in the active site.