高中化学与大学无机化学教材知识点的衔接研究*

作为化学教育专业的必修课程,无机化学起到了奠定师范生化学理论基础的重要作用。在衔接高中化学知识的前提下,开展大学无机化学教学有助于构建完整的化学知识教学体系、调动师范生学习的积极性,实现高中到大学无机化学课程学习的顺利过渡。笔者在教学实践、教育实习指导及调研的基础上,以人教版高中化学、北师大版《无机化学》教材内容为例,从教与学的角度探讨了高中化学和大学无机化学教材知识点的衔接情况,形成了部分经验积累和教学建议,为师范类专业认证背景下的无机化学课程教学提供借鉴和参考。     

SnO_2/石墨纳米片复合电极及其在超级电容器中的应用

在电场的作用下对石墨棒进行电化学剥离,使其表面形成相互平行排列,且垂直于石墨棒基底的二维(2D)石墨纳米片阵列(GNSA).然后通过阴极还原电沉积法制备Sn O2/石墨纳米片阵列(Sn O2/GNSA)复合电极.采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外(FT-IR)光谱对其形貌和结构进行了表征.电化学测试表明该复合电极具有优异的超电容性能,在0.5 mol·L-1Li NO3电解质中,扫描速率为5 m V·s-1,电位窗口为1.4 V时,比电容达4015 F·m-2.由Sn O2/GNSA复合电极和相同电解质组装成的对称型超级电容器,在扫描速率为5 m V·s-1时,其电位窗口可增至1.8 V,能量密度达到0.41 Wh·m-2,循环5000圈后其比电容仍保持为初始比电容的81%.     

An Enzymatic N-Acylation Step Enables the Biocatalytic Synthesis of Unnatural Sialosides

Chitin is one of the most abundant and cheaply available biopolymers in Nature. Chitin has become a valuable starting material for many biotechnological products through manipulation of its N-acetyl functionality, which can be cleaved under mild conditions using the enzyme family of de-N-acetylases. However, the chemoselective enzymatic re-acylation of glucosamine derivatives, which can introduce new stable functionalities into chitin derivatives, is much less explored. Herein we describe an acylase (CmCDA from Cyclobacterium marinum) that catalyzes the N-acylation of glycosamine with a range of carboxylic acids under physiological reaction conditions. This biocatalyst closes an important gap in allowing the conversion of chitin into complex glycosides, such as C5-modified sialosides, through the use of highly selective enzyme cascades.     

创新型综合实验:苯甲酰苯胺的合成*

肟化反应和贝克曼重排反应是高校化学专业重要的基础有机实验,现行的实验教材常采用由环己酮制备己内酰胺,该实验存在反应过程难监测,反应后处理损失大,收率低,实验效果不理想等问题。以二苯甲酮为原料,经肟化、贝克曼重排合成苯甲酰苯胺,产物经1H NMR、13C NMR、IR等确证分子结构。研究结果表明:苯甲酰苯胺合成反应平稳,实验现象明显,后处理简便,收率较高。通过TLC监测反应进程,能使学生对反应过程有清楚的认知和掌控。实验内容和时间适合大学实验要求,实验综合性强,拓展空间大,能够有效训练学生的创新思维和科研意识,提高学生的实验技能。     

全日制化学教育硕士的PCK水平调查研究*

以美国埃里克森学院PCK量化工具为研究基础设计调查问卷,选取离子反应第1课时的电离概念教学片断,以河北某高校学科教学(化学)专业37名教育硕士为研究对象,要求被试者在对视频片断进行观摩的基础上作答9个开放性问题。研究发现:全日制化学教育硕士PCK整体和各维度知识处于“基本的”水平,在教学内容知识维度表现最佳,在学生知识、教学策略知识维度稍差一些,在把握概念关系、调整教学策略等能力活动上的表现有待发展。针对研究发现,结合化学教育硕士的专业属性及培养过程中的问题,提出构建“教师专业学习共同体”,干预化学教育硕士PCK结构的改善;依托教学案例情境载体功能,帮助化学教育硕士进行PCK的深度建构;开展基于研究性反思的教学实践,促进化学教育硕士PCK螺旋式提升等3条建议。     

Synthesis and Crystal Structure of Zn(Ⅱ) Complex with 2-Aminopyridine and Acetylacetone

A mixed complex [Zn(C5H6N2)(HL)2] (C5H6N2 = 2-aminopyridine, H2L = acetyl- acetone) has been synthesized and characterized by IR, elemental analysis and X-ray single-crystal diffraction analysis. The crystal belongs to monoclinic, space group P21/c with a = 7.4490(15), b = 8.2650(17), c = 27.615(6)(A),β = 101.69(3)°, V = 1664.9(6)(A)3, Z = 4, Mr = 357.70, Dc = 1.427 g/cm3, F(000) = 744, μ = 1.493 mm-1, R = 0.0309 and wR = 0.0771. The Zn(II) is coordinated by one nitrogen atom from 2-aminopyridine and four oxygen atoms from two acetylacetone anions to furnish a distorted square pyramid geometry. The complex forms a three-dimensional network through intermolecular hydrogen bonds.     

An Improved Approach for Practical Synthesis of 5-Hydroxymethyl-2′-deoxycytidine (5hmdC) Phosphoramidite and Triphosphate

5-Hydroxymethyl-2′-deoxycytidine (5hmdC) phosphoramidite and triphosphate are important building blocks in 5hmdC-containing DNA synthesis for epigenetic studies. However, efficient and practical methods for the synthesis of these compounds are still limited. The current research provides an intensively improved synthetic method that enables the preparation of commercially available cyanoethyl-protected 5hmdC phosphoramidite with an overall yield of 39% on 5 g scale. On the basis of facile and efficient accesses to cyanoethyl protected-5hmdU and 5hmdC intermediates, two efficient synthetic routes for 5hmdC triphosphate were also developed.     

球等鞭金藻生长抑制物的高效液相色谱分析

采用硅烷化键合相C18反相色谱柱,以V(乙腈)∶V(水)=63∶37为流动相,0.3mL/min恒流洗脱,检测波长UV-235nm等条件,建立了一种利用反相高效液相色谱分析球等鞭金藻生长抑制物的粗提物、Sepha-dexG-15凝胶柱层析分离获得的3个组分、硅胶G薄层层析分离获得的4个组分等8个分离纯化产物中具有抑制活性组分的方法,并确定了具有抑制活性组分的保留时间。通过乙酸乙酯萃取球等鞭金藻老化培养液,得到了具有抑制活性的粗提物;粗提物经SephadexG-15凝胶柱层析分离后,获得3个具有抑制活性的组分;通过硅胶G薄层层析对此3个组分进行分离,在获得的4个组分中,仅有一个组分具有抑制活性。将粗提物与SephadexG-15凝胶柱层析分离获得组分的高效液相色谱进行对比,确定具有抑制活性组分的保留时间在3.827~6.002min范围内;通过与硅胶G薄层层析分离获得组分的高效液相色谱的再次对比,发现仅具有抑制活性的组分Ⅱ(Rf为0.637)中出现保留时间为4.875min的峰,并且相同保留时间的峰同样出现在具有抑制活性的粗提物以及SephadexG-15凝胶柱层析分离获得的3个组分的高效液相色谱中。结果表明:在优化的实验条件下,高效液相色谱中保留时间为(4.872±0.005)min的峰对应的组分正是具有抑制活性的组分。     

Ru/ZrO2·xH2O催化喹啉加氢反应

制备了负载型催化剂Ru/ZrO2·xH2O,并用XRD、XPS和TEM对催化剂进行了表征,所制得的催化剂金属钌的平均粒径约为3.8 nm.在2MPa和40℃的温和条件下,以水为溶剂时,Ru/ZrO2·rH2O催化喹啉加氢生成1,2,3,4-四氢喹啉的选择性达98.0%,而且表现出较强的抗氮中毒能力,催化剂循环使用性能稳定.对喹啉加氢反应中的催化反应机理进行了探讨.     

表面活性剂类多肽A6KA6K的自组装及机理研究

为了研究表面活性剂类多肽疏水链段长度及亲疏水氨基酸比例对其自组装结构的影响,本文设计了一种表面活性剂类多肽A6K的二倍体A6KA6K。圆二色谱分析表明的二级结构主要为无规卷曲结构并伴有少量的α-螺旋;透射电子显微镜和动态光散射分析表明,其在水溶液中能自组装形成纳米囊泡状结构。芘荧光分子探针研究表明自组装体存在疏水微区域将芘分子包裹在其中,证明了这种多肽在溶液中可形成胶束类的自组装体,并计算了其临界胶束浓度。相比已报道的表面活性剂类肽A6K,本文设计的肽序列A6KA6K由于在较长疏水链段区域中存在亲水性氨基酸K,对疏水相互作用有影响,使得含有14个氨基酸的肽自组装形成纳米囊泡状结构。