有机化学实验是面向化工、制药、材料、药学、医学和应化等各专业开设的基础实验课程,是在学习有机化学理论课程的同时,独立设计的实验课程。实验教学内容涵盖了有机化学实验中的基本实验操作,在教学过程中强调规范学生的基本实验操作,引导学生注意观察实验现象并解决实验中出现的问题,培养学生的实验兴趣,同时在教学中注意加强环保意识,树立原子经济性和绿色化学的观念,使学生不仅有很强的动手能力,而且具有很宽的知识面,为学生将来从事专业研究打下坚实的基础。
本课程以训练学生的实验操作为主,每次实验课前老师对实验目的、原理和方法进行重点阐述,使学生在预习的基础上对实验有更清晰的认识,实验过程中坚决纠正学生的不规范操作,严格要求学生实验报告中有规范的数据记录和讨论,为将来从事科学研究或其他工作奠定良好的基础。
实验教学包括基础型实验、综合型实验两部分:基础型实验旨在引导学生熟悉有机合成的基本方法和实验仪器,掌握常压蒸馏、减压蒸馏、抽滤、结晶、分液等基本实验操作。综合型实验旨在开阔学生思路,使其对有机反应由感性认识上升到理性认识。提高学生综合分析和运用知识的能力,为他们独立思考和解决问题做必要的积累和准备。这部分内容是将课堂上的有机反应知识用于有机合成中,要求学生理论联系实际。例如: 我们安排了“乙酸乙酯的制备”和“乙酰苯胺的制备”两个羧酸衍生物的合成实验。合成中所用到的“酯化反应”和“芳胺的酰基化反应”均为可逆反应。水是两个反应的副产物。如何使反应的平衡点向生成物方向移动,提高产率?前者是通过使用硫酸作为催化剂并用以除水;后者是通过反应过程中采用分馏技术除水。通过在实践上进行比较,学生亲自动手操作使反应平衡向右移动的不同方法。从而深刻理解了有机反应。学生通过实施这两个合成实验,分别掌握了液体有机产物和固体有机产物后处理的技术与方法。
在“苯甲酸的制备”实验中使用了相转移催化剂,旨在使学生在实践中悉心体会科学技术的进步带给有机合成的进步和发展。
在制备实验中,我们增加了多途径合成苯甲醇实验,学生可以自主选择合成路线,如苄氯水解、苯甲醛用甲醛或硼氢化钠或催化加氢还原、苯基溴化镁与多聚甲醛的格氏反应等,培养学生发散性创新思维能力,使学生了解有机化学丰富的内涵。
在综合性实验中,我们还安排了“固体超强酸催化下乙酸丁酯的制备”特色实验,旨在使学生增加“绿色化学”的思想和观念。使学生在受到基本的训练的同时,加强环保意识。
我们还开发了新型综合型实验。我们将 “乙酸乙酯的制备”、“1-溴丁烷的制备”、“乙酰乙酸乙酯的制备”和“2-庚酮的合成”四个分次做的实验改变为“2-庚酮”的4步合成”的系统实验,每步实验的原料为前一步实验的产品,由此大大提高了实验的难度。旨在全面培养学生的动手能力和综合实践能力。
实验中一个学生一套仪器,独立操作,老师及时指导。搅拌加热装置现已全部采用电磁搅拌加热,并利用气相色谱、红外光谱等等现代分析仪器及时跟踪反应,分析产品纯度。始终不忘对学生进行实验安全的教育,要求学生进实验室必须穿上实验服,戴上护目镜,同时将绿色化学的思想贯穿在整个实验过程,可使学生在受到基本的训练的同时,加强环保和绿色化学的意识。强调实践教学,组织学生到有机化工厂参见习。
目前开出的基础和综合实验内容
序号 |
实验名称 |
内容提要 |
学时 |
1 |
常压蒸馏与减压蒸馏 |
1)实验室基本知识介绍
2)常压蒸馏实验技术
3)减压蒸馏的实验装置
4)减压蒸馏的实验技术 |
4 |
2 |
乙酸乙酯的制备 |
1)酯化反应
2)回流、洗涤和干燥的实验操作 |
4 |
3 |
天然色素的提取 |
1)番茄红素和β-胡萝卜素的提取
2)薄层色谱分离分析所提取色素 |
4 |
4 |
溴乙烷的制备 |
1)由醇制备溴代物
2)低沸点化合物的处理 |
4 |
5 |
苯胺的制备 |
1)还原反应
2)水蒸气蒸馏 |
6 |
6 |
乙酰苯胺的制备 |
1)乙酰化反应
2)分馏和重结晶的实验操作 |
6 |
7 |
苯甲酸的制备 |
1)氧化反应
2)相转移催化剂的应用 |
6 |
8 |
乙酰乙酸乙酯的制备 |
1)酯缩合反应
2)金属钠的操作
3)减压蒸馏的实验操作 |
6 |
9 |
乙酸正丁酯的制备 |
1)绿色化学实验
2)固体酸做催化剂
3)分水的实验操作 |
6 |
10 |
4-氯二苯酮的制备 |
1)Fridel-Crafts酰基化
2)无水操作
3)萃取、干燥,高真空减压蒸馏 |
8 |
11 |
对甲苯磺酸钠的制备 |
甲苯磺化、中和、盐析 |
6 |
12 |
肉桂酸的制备 |
苯甲醛经Perkin反应制肉桂酸。 |
7 |
?
13 |
反式-1,2-二苯乙烯的制备 |
三苯基膦与苄基氯反应生成季鏻盐,然后在乙醇钠作用下生成Wittig试剂,后者与苯甲醛反应 |
7 |
14 |
苯甲醇的制备 |
多途径合成 |
8 |
15 |
2-庚酮的合成 |
综合设计,多步合成 |
16 |
?
? |