有機化學的反應模板(10篇)

時間:2023-06-16 16:46:33

導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇有機化學的反應,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

A.CH3+Cl2光照

CH2Cl+HCl

B.2CH3CH2OH+2Na

2CH3CH2ONa+H2

C.CH3CH2CH2CH2OH +HBr

CH3CH2CH2CH2Br+H2O

D.C2H5OH+HOC2H5濃硫酸140℃

C2H5OC2H5+H2O

解析根據取代反應的概念可知,反應A、C、D均屬于取代反應;而反應B不屬于取代反應(屬于置換反應)。

故答案為B。

知識點撥①取代反應的特點是“交換成分,有上有下”。

②常見的取代反應有:烷烴、苯及其同系物、酚等的鹵代反應,苯及其同系物、酚等的硝化反應與磺化反應,酯化反應,醇與氫鹵酸(HX)的反應,醇分子間脫水生成醚的反應,有機物的水解反應。

③取代反應與置換反應的主要區別:一是取代反應的反應物和生成物不一定有單質,而置換反應的反應物和生成物一定有單質;二是取代反應一般進行不完全、速率慢,而置換反應一般能進行完全、速率快;三是取代反應無電子得失,而置換反應有電子得失。

二、加成反應

例2下列有機反應中,不屬于加成反應的是()。

A.CH3CH=CH2+HCl催化劑

CH3CHClCH3

B.CH2=CHCH2CH3+H2O催化劑CH3CHOHCH2CH3

C.CH2=CHCH3+2Cl2光照CH2=CHCHCl2+2HCl

D.CH2=CHCH2CHO+2H2催化劑CH3CH2CH2CH2OH

解析根據加成反應的概念可知,反應A、B、D均屬于加成反應;而反應C不屬于加成反應(屬于取代反應)。

故答案為C。

知識點撥①加成反應的特點是“合二為一,只上不下”。

②常見的加成反應有:不飽和烴及其衍生物與H2、鹵素(X2)或鹵化氫(HX)的加成反應,不飽和烴與水的加成反應,芳香烴、醛、酮、葡萄糖、果糖等與H2的加成反應。

③能發生加成反應的有機物一般含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、碳氧雙鍵等不飽和鍵。

④取代反應與加成反應的主要區別是:取代反應反應前后分子數目一般不變,而加成反應反應后分子數目一般減少。

三、酯化反應

例3下列有機反應中,不屬于酯化反應的是()。

A.CH3CH2CH2OH+HCl

CH3CH2CH2Cl+H2O

B.CH3CH2COOH+HOCH2CH2CH3

CH3CH2COOCH2CH2CH3+H2O

C.CH3CH2OH+HO―SO3H(濃)濃硫酸CH3CH2O―SO3H+H2O

D.\[C6H7O2(OH)3\]n(纖維素)+3nHO―NO2(濃)濃硫酸\[C6H7O2(ONO2)3\]n+3nH2O

解析根據酯化反應的概念可知,反應B、C、D均屬于酯化反應;而反應A不屬于酯化反應(因HCl是非含氧酸,且生成物CH3CH2CH2Cl屬于鹵代烴、而不屬于酯)。

故答案為A。

知識點撥①酯化反應概念中的酸指有機酸(羧酸)或無機含氧酸(如H2SO4、HNO3等);醇不僅指醇類,而且包括含醇羥基的有機物(如葡萄糖、纖維素等)。

②酯化反應屬于取代反應。

③羧酸與醇發生酯化反應的原理:一般是羧酸分子里羧基上的羥基跟醇分子里羥基上的氫原子結合成水(即脫水方式為“酸脫羥基醇脫氫”),其余部分互相結合成酯。無機含氧酸與醇發生酯化反應的原理:一般是無機含氧酸分子里羥基上的氫原子跟醇分子里的羥基結合成水(即脫水方式為“醇脫羥基酸脫氫”),其余部分互相結合成酯。

④常見的酯化反應:無機含氧酸與醇或糖等的酯化反應,羧酸與醇或糖等的酯化反應,羥基羧酸分子內或分子間的酯化反應。其中,二元羧酸與二元醇或羥基羧酸發生酯化反應時,可以生成鏈狀酯、環狀酯或高聚酯。

四、消去反應

例4下列有機反應中,不屬于消去反應的是()。

A.CH3CH2CH2CH2OH濃硫酸CH3CH2CH=CH2+H2O

B.CH2CH2CH2Cl+NaOH

乙醇

CH2CHCH2+NaCl+H2O

C.BrCH2CH2CH2CH2Br+2NaOH

乙醇CH2=CHCH=CH2+2NaBr+2H2O

D.2CH3CH2CHOHCH3+O2

催化劑

2CH3CH2COCH3+2H2O

解析根據消去反應的概念可知,反應A、B、C均屬于消去反應,而反應D不屬于消去反應(根據氧化反應的概念可知,反應D屬于氧化反應)。

選D。

知識點撥①消去反應的特點是“一分為二,只下不上”。

②常見的消去反應有:鹵代烴與強堿的醇溶液共熱的反應,醇分子內的脫水反應。

③與連有鹵素原子或羥基碳原子的鄰位碳原子上有氫原子的鹵代烴或醇,才能夠發生消去反應。

④由于苯環是穩定結構,鹵素原子直接與苯環相連的鹵代烴(如Br)或酚(如OH),既使與連有鹵素原子或羥基碳原子的鄰位碳原子上有氫原子,也不能發生消去反應。

五、氧化反應與還原反應

例5下列既不屬于氧化反應,又不屬于還原反應的是()。

A.2C6H6+15O2乙醇12CO2+6H2O

B.2CH3CH2CH2CHO+O2

催化劑

2CH3CH2CH2COOH

C.CH3COOH+HOCH2CH2CH3濃硫酸

CH3COOCH2CH2CH3+H2O

D.CH2=CHCHO+2H2催化劑

CH3CH2CH2OH

解析根據氧化反應的概念可知,反應A、B屬于氧化反應;根據還原反應的概念可知,反應D屬于還原反應;而反應C既不屬于氧化反應,又不屬于還原反應(屬于酯化反應或取代反應)。答案為C。

知識點撥①氧化反應的特點是“得氧”或“失氫”;還原反應的特點是“得氫”或“失氧”。

②常見的氧化反應有:有機物的燃燒反應、有機物(不飽和烴及其衍生物、與苯環相連的碳原子上有氫原子的苯的同系物、醇、醛等)與酸性KMnO4溶液的反應、苯酚與空氣中的氧氣的反應、醛及含有醛基的有機物與銀氨溶液或新制Cu(OH)2的反應、醇或醛的催化氧化或被強氧化劑氧化的反應。

③常見的還原反應有:有機物與氫氣的加成反應。

④連有羥基的碳原子上含有氫原子的醇才能發生催化氧化反應;含有碳碳不飽和鍵的有機物、芳香烴、醛、酮、單糖等能夠發生還原反應。

六、水解反應

例6下列有機反應中,不屬于水解反應的是()。

A.在一定條件下,乙烯與水反應生成乙醇

B.在一定條件下,丙酸乙酯與水反應生成丙酸和乙醇

C.在一定條件下,蔗糖與水反應生成葡萄糖和果糖

D.在加熱條件下,2-溴丙烷與NaOH的水溶液反應制2-丙醇

解析根據水解反應的概念可知,反應B、C、D均屬于水解反應;而反應A不屬于水解反應(屬于加成反應)。

故答案為A。

知識點撥①有機物的水解反應屬于取代反應。

②能發生水解反應的有機物主要有:鹵代烴、酯、油脂、雙糖、多糖、肽和蛋白質等。

③鹵代烴發生水解反應的條件是與強堿(NaOH或KOH)的水溶液共熱,鹵代烴水解可生成醇(或酚);酯在酸性條件下水解生成相應的酸和醇,酯在堿性條件下水解生成相應酸的鹽和醇;油脂在酸性條件下水解生成相應的高級脂肪酸和甘油,油脂在堿性條件下水解生成相應的高級脂肪酸鹽和甘油;麥芽糖水解生成葡萄糖,蔗糖水解生成葡萄糖和果糖;淀粉和纖維素水解的最終產物為葡萄糖;肽和蛋白質水解的最終產物為氨基酸。

④油脂在堿性條件下的水解反應稱為皂化反應。

⑤單糖(如葡萄糖、果糖)不能發生水解反應。

七、加聚反應和縮聚反應

例7下列有機反應中,屬于縮聚反應的是()。

A.由甲基丙烯酸甲酯合成聚甲基丙烯酸甲酯的反應

B.由3-羥基丙酸合成聚3-羥基丙酸的反應

C.由1,3-丁二烯合成聚1,3-丁二烯的反應

D.由HOOC(CH2)4COOH和H2N(CH2)6NH2合成高聚物的反應

解析根據加聚反應的概念可知,反應A、C都是由不飽和的單體通過加成的方式生成高聚物的反應,則反應A、C都屬于加聚反應;根據縮聚反應的概念可知,反應B、D在生成高聚物的同時都有小分子生成(反應B生成的小分子物質是水,反應D生成的小分子物質是氨),則反應B、D都屬于縮聚反應。

故答案為B、D。

篇2

有機化學是化學科學的一個分支,是一門研究有機化學的科學,它發現的時間不長,但與國民的生活息息相關。高效、高選擇性、環境友好的綠色化學,已成為現代有機化學發展的趨勢。Diels-Alder反應是有機化學中一個具有里程碑意義的成環反應,這個反應是共軛二烯烴特有的性質,它是合成六元環狀化合物的一個重要方法。它通過共軛二烯烴與帶有吸電子基團的烯烴作用成環,且產率也很高,也可使雜原子成環。DA反應在合成六元碳環和雜環化合物中以及立體化學領域里有著不可或缺的地位,實現了環烴合成領域的突破,尤其在結構復雜的活性天然產物全合成中應用最廣泛。

DA環合反應可在路易斯酸作用下完成,是形成碳碳鍵的有效手段之一,也是現代有機合成中最常見、應用最廣泛的反應類型之一。因為它是沒有中間體,只有過渡態的協同反應,它沒有離子的參加,故常見的酸或堿對它無任何作用。該反應具有較好的立體專一性和區域選擇性。所謂立體專一性是指那些立體結構不同的起始原料,反應后分別得到立體異構不同的產物,這樣就能夠有計劃的控制反應的產物。例如,順-1,3丁二烯分別與順型及反型丁烯二酸二甲酯發生雙烯合成反應,反應后共軛二烯和親二烯體的構型仍保留在產物內,即分別得到順型及反型環己烯-4,5-二甲酸二甲酯。該反應方法合成環狀化合物具有操作簡單、產率高、原子經濟性、材料易得、適用性廣等優點,也使得這一合成策略在有機合成中的應用更為重要。

有機合成與推斷是高考中有機化學考查的重點題型,本著社會需要科技型和技術型培養人才為原則。從高考的命題趨勢上,有機推斷題向著培養能力、新信息的方向發展,題材常以新試劑、新藥物、新染料及食品添加劑的合成過程為主,從中體驗科研的樂趣。特別是有些藥物,自然界是不存在的,但是具有特定的性質,為了滿足人類的特殊需要,不得不在實驗室進行人工合成,這就對學生以后的探究性學習奠定了堅實的基礎,而且有利于選擇高效、低毒、低污染、零排放、廉價易得的藥物,這就涉及所得到的有機物產率問題,都會嵌入試題中。近幾年的高考有機化學主要考點有:(1)有多個物質發生多米諾式化學反應,合成具有一定結構的產物。(2)會運用題中所給新信息加以推導和應用。(3)如,將高中教材沒有學習過的內容加入,便是信息給予題,把與學過的基礎知識綜合起來設計為新形式試題,全面提高學生素質,培養學生能力。因此近幾年高考不斷出現新信息模式嵌入試題中,以下針對DA反應在高中有機合成推斷題中的應用進行舉例。

根據有機物結構決定性質、性質反應結構的特點,有機物種類繁多,必須要找準關系,按一定的反應順序和規律引入官能團,不能前后顛倒以免相互干擾影響產率。閱讀好所給新信息并能很好運用,用已有基礎化學知識解決實際問題及在問題中鞏固知識,導出最佳合成路線是做好有機推斷及合成題的關鍵。

參考文獻:

[1]曾紹瓊.有機化學:上冊.3版.北京:高等教育出版社,1993.

[2]邢其毅.基礎有機化學:上冊.2版.北京:高等教育出版社,1993.

[3]姚煥英.Diels-Alder反應再認識[J].商洛師范專科學校學報,2002,16(2).

篇3

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A

【文章編號】0450-9889(2013)12C-0146-03

在有機化學中,碳正離子的重排反應有重要的作用,但是因為其涉及的反應廣泛,在有機化學的學習中人們很難通過單純的記憶系統地掌握全部的反應。通過對比總結碳正離子重排反應的規律特征,可以加深人們對此類反應的理解和認識,從而更好地進行有機化學的學習和研究。

一、有機化學中常見涉及碳正離子中間體的重排反應

(一)Wanger-Meerwein重排

1.一元醇的重排機理本質。在醇分子中,羥基上的氧原子電負性很強,有兩對孤對電子,在酸性條件下,這個氧原子上的孤對電子會從溶液中奪取一個質子H+,形成钅羊 鹽,此時,氧原子連有兩個氫原子,碳氧鍵極性增加,碳氧鍵斷裂,氧原子得到了碳原子上的一個電子,以水分子的形式被脫去,剩下一個不穩定的碳正離子中間體,這個碳正離子經重排后得到較穩定的碳正離子中間體,最后經SN2反應或E1反應后得到相應的重排產物,如下圖所示:

2.一元醇重排在反應中的應用。以3,3-二甲基-2-丁醇為原料制備烯烴為例,反應歷程如下:

3.對比分析一元醇在稀硫酸條件下的脫水反應特征。比較丙醇與2-甲基-1-丙醇和2,2-二甲-4-甲基戊醇反應的區別:2-甲基-1-丙醇和2,2-二甲基-4-甲基戊醇在稀硫酸的作用下,反應得到的是重排產物;而丙醇在稀硫酸的作用下,形成的碳正離子,沒有經歷重排過程即生成了產物。由此得到的結論是:不是所有的醇,在稀硫酸的作用下,反應都經歷碳正離子重排的過程。

那么,究竟是什么樣的一元醇反應要經歷重排過程呢?物質的存在與其自身的穩定性有很大的關系,重排后得到的碳正離子越穩定,重排性越大。在碳正離子中,帶正電荷的碳離子核外只有7個電子,是一個缺電子的基團,這樣的離子不滿足八隅體規則,穩定性很低,但是與其相連的烴基通過超共軛效應,對碳正離子具有供電子的能力(如甲基),從而降低其缺電子的性質,提高了碳正離子的穩定性。結合供電子取代基的供電子能力與空間效應的影響考慮,碳正離子的穩定性由高到低排序為:叔碳正離子>仲碳正離子>伯碳正離子。實驗事實表明:任何供電子的共軛效應,如p-π共軛和超共軛效應等,都能使碳正離子的穩定性提高。丙醇重排后的碳正離子還是原來的伯碳正離子,穩定性沒有提高,所以這樣的碳正離子不會發生重排,2-甲基-1-丙醇和2,2-二甲基-4-甲基戊醇,初步形成的分別是伯碳正離子,仲碳正離子、經重排后分別生成了更穩定的叔碳正離子。

(二)Pinacol重排

1.鄰二醇重排機理本質。同樣是含有羥基官能團的鄰二醇,這兩個官能團中的一個氧原子容易從溶液中獲得一個質子,然后脫去一分子水,形成一個叔碳正離子中間體,叔碳正離子重排后以更穩定的羰基正離子的形式存在,同時這樣的羰基正離子容易脫去質子,最后得到重排產物。如下圖所示:

2.鄰二醇重排在反應中的應用。以2,3-二甲基-2,3-丁二醇為例,反應歷程如下:

3.對比分析鄰二醇在酸條件下的反應特征。比較順-1,2-環己二醇和反-1,2-環己二醇重排反應。

反應后,順式鄰二醇得到相同碳原子數的環,而反式鄰二醇得到的是減少一個碳原子的環。究竟是什么原因導致了反應后兩個環的碳原子數不相同呢?仔細觀察上面的反應機理,不難發現,反應結束后,遷移基團與離去基團處于反式共平面上,從SN2的反應類型上解釋,隨著離去基團的離去,親核試劑從離去基團的背面進攻,因為背面進攻可以最大限度地減少空間位阻效應,降低反應的活化能,環狀鄰二醇的碳碳單鍵是固定不動的,反式鄰二醇的遷移基團要通過背面進攻,就必須先開環,這樣互為順反結構的鄰二醇,具有不同的重排產物。而鏈狀鄰二醇的碳碳單鍵可以自由旋轉,沒有順反結構的差異,因此不用考慮這個問題。

二、基團遷移能力探究

(一)基團遷移理論探究

上述兩大碳正離子的重排反應,都是通過基團的遷移完成的,在碳正離子重排的反應中,遷移的基團是按怎樣的順序遷移,這是我們討論碳正離子重排反應的重要問題。通過對以上例題的比較,不難發現,烷基的遷移順序與其供電子的能力有關。我們已經知道,碳正離子核外只有7個電子,是一個缺電子的基團,具有一個空的p軌道,容易被親核試劑進攻,我們可以把碳正離子重排的過程,看成是一次親核反應的發生,這些遷移的基團就必須帶有剩余的電子,才能夠進攻帶正電荷的碳,剩余電子越多,遷移性越高。即基團的供電子能力越強,遷移能力越強。從這一方面考慮,在重排反應中,能夠遷移基團就不僅僅是烷基,而是一類可以進攻碳正離子的親核分子。另一方面,斷裂一個化學鍵是需要一定能量的,在空間位阻上也有一定的影響,這兩個因素同樣會影響基團的遷移順序,但是遷移基團的剩余電子性質依然是影響基團遷移的主要原因 。我們可以通過重排后生成的碳正離子的穩定性比較,來判斷反應中優先遷移的基團。

(二)重排反應中基團遷移順序應用及分析

例:請寫出ba1、ba2、ba3反應的機理。

ba1:3-甲基-3苯基-2-丁醇在硫酸條件下的反應機理。

解析:因為苯基的電子密度比甲基的高,所以在反應中優先遷移苯基。

ba2:3-甲基-2-丁醇在硫酸條件下的反應機理。

解析:3°C+的穩定性大于2°C+的穩定性,所以發生的是氫負離子的遷移。

ba3:解釋反應機理。

解析:遷移的基團有烴基也有氫負離子,為得到穩定的環狀產物,反應需要經過多種基團的多次遷移。

三、涉及碳正離子中間體的重排反應的特征

(一)涉及碳正離子中間體的重排反應的特征

上述兩大類的重排反應有兩大共性:一是首先通過一個親電加成反應形成不穩定的碳正離子中間體;二是碳正離子通過類似親核取代反應的過程,重排得到更穩定的碳正離子中間體。知道了這兩個關鍵點,我們可以將碳正離子重排的機理運用在更多的反應上。

(二)涉及碳正離子中間體的重排反應的應用

請寫出下列反應的反應機理。

bb1:寫出反應 的機理和產物。

解析:通過重氮化得到重氮正離子,重氮正離子容易離去一個氮分子,得到碳正離子中間體,苯基的遷移能力大于甲基,苯基遷移后,正離子最后脫氫得到相應的產物。

bb2:寫出反應

的機理。

解析:這是一個烷氧基的重排,首先在反應物的一個氧上發生親電加成得到正離子,烷氧基正離子離去一個甲醇分子,得到不穩定的碳正離子中間體,氫負離子遷移,甲氧基分散碳上的正電荷,異丙基把電子供給碳離子,使得這個碳正離子的穩定性提高,溶液中的親核試劑進攻這個正離子,最后脫氫得到產物。

bb3:寫出反應

的機理。

第一種重排方式:

第二種重排方式:

解析:這是一個二烯酮酚的重排反應,反應中首先得到一個烯丙基碳正離子,具有二烯分子結構的離子,在共振中得到兩種不同的共振離子,這兩個離子按照反式共平面遷移的重排方式,經重排脫氫得到產物。

四、歸納

重排反應的反應過程可以歸納如下:反應首先生成一個不穩定的碳正離子,這個不穩定的碳正離子重排得到較穩定的碳正離子,最后穩定的碳正離子脫去一個質子或者是與溶液中的親核試劑反應,得到相應的產物。所以,涉及碳正離子的反應的關鍵是碳正離子的穩定性的問題,有時候為了得到最穩定的碳正離子,在重排反應中伴有多種基團的多次遷移,能夠分散碳正離子上的正電荷的基團都可以使碳正離子的穩定性提高。

【參考文獻】

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[3]郭書好,李毅群. 有機化學[M].北京: 清華大學出版社, 2007

[4]裴偉偉.有機化學核心教程[M].北京: 科學出版社,2008

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[6]H 邁斯利克,H 尼卡姆金,等.有機化學習題精解[M].北京:科學出版社,2002

[7]金圣才.有機化學名校考研真題詳解[M].北京:中國水利水電出版社,2010

篇4

有機化學是高中化學中的重要內容,也是每年高考的必考題。但是,許多同學面對有機化學題時,卻感到無從下手,表面上感覺應該會做,卻并未解答出來。究其原因,還是由于學生們的基礎知識不牢固、解題思路不正確,解題技巧不到位。所以在高中化學教學中,加強有機化學的基礎知識訓練,強化有機化學各題型的解題方法和技巧十分必要,也十分關鍵。

1.有機化學的概念及基本題型

有機化學是與無機化學相對立的一個化學名詞。簡而言之,它就是指研究有機物的化學,而有機物是指含炭元素的化合物。

有機化學主要研究有機化合物的基本性質及其轉化規律,而高中有機化學的各題型也主要是圍繞幾十種有機化合物的基本概念、基本性質、重要反應、結構特性、機理規律等而設計的。歸納起來,高中有機化學的基本題型有以下四大類:①命名與結構;②反應轉化與反應機理;③結構式推導與合成設計;④活性比較及有機化學鑒別。

2.有機化學的解題思路

高中學生已經具備了一定的思維能力,掌握了一定的思維方法。解答有機化學類的題目,就是要通過思維方法將有機化學的基礎知識轉化為問題答案,帶著疑問去思索、探究。根據有機化學的學科性質,筆者認為其解題思路主要分為三個步驟,依次遞進、層層深入(如圖1所示)。

第一是審題。從題目中獲取相關信息、收集信息,并進行分析理解和定位,將不熟悉的知識點轉化成熟悉的知識點,將概括性、抽象性的目標問題分解為若干具體的、形象的小目標問題,從而真正讀懂題目、理解題意。第二是解題。這時需要將題目中的若干小問題與所學的有機化學知識點聯系起來,提出假設,并根據所收集的信息進行正向推導、反向思維、逆向演變,用已知的概念、程序和方法來解答問題。第三便是檢查與完善。用熟知的知識、原理來檢驗前面的推斷過程是否正確,信息是否吻合,并通過畫示意圖的方式,將問題轉化為公式,補充完善答案。

圖1 有機化學的解題思路

3.有機化學各題型的解題技巧

(1)命名與結構類

高中有機化學中的這類題型主要是考察學生是否掌握有機化合物中的順式、反式、手性特征;是否了解如螺環、橋環、雜環化合物殊的母體;是否掌握了各個官能團的位次、原則、性質和有機反應條件;是否能夠根據化合物命名的結構式推斷其屬于哪一類,從而得出其母體名稱等等。

例如,在分子結構“CH3-CH=CH-CC-CF3”中,這六個碳原子是否在一條直線上和一個平面上呢?這是一道典型的有機化學命名與結構題型,解決這類題目的方法,就是要以扎實的基礎知識為后盾,對各官能團的性質理解并掌握透徹,然后分析已知條件、推導未知答案。根據題目,我們看到結構中的前面四個(CH3、CH、CH、C)碳原子在碳碳雙鍵(具有120°鍵角)的作用下,處于同一個平面;而后四個(CH、C、C、CF3)碳原子在碳碳三鍵的作用下,處于同一直線上。所以,這六個碳原子未在一條直線上,但在一個平面上。

(2)反應轉化與反應機理類

這一類題型主要考察兩個方面,一是能否根據已知反應進行分類、確定反應的方向、特殊性以及反應產物的順反式、構象的穩定性等等。二是了解有機化合物的反應原理,知道反應物與產物間的結構變化,其分子結構中的化學鍵、官能團有何變化;學會區分其反應的屬性和反應機理類型,找到反應的進攻質點、中間體、過渡態等等。

解答這類題目時,也必須要有扎實的基礎知識,要有比較地掌握有機化合物的反應現象、反應條件、反應類型和反應機理,熟知不同化合物的不同反應規則、效應及活性次序等,解題時才能做到游刃有余。比如某有機化合物的結構式為:

CH2=CH-CH2- -CHO

那么,請問該有機物是否具有加成反應和加聚反應的性質呢?解答這道題,首先我們要知道什么是加成反應、什么是加聚反應?其次,我們要學會分析和理解題目中的分子結構式,將“結構式語言”轉化成我們熟悉的語言表達;再者,要善于分析結構式中的各化學鍵、設想各官能團可能出現的變化,然后判斷其反應歸屬。這樣一來,我們就很容易得出答案。

(3)結構式推導與合成設計類

有機化學中的結構式推導題目,其題目本身就是一種思考和解題的方法。即運用流程圖的方式,將問題羅列出來;能夠列出各種化學鍵的組合、計算出結構式中的不飽和度。當然,除了正向推導,也可以采取反向推理的方法,從最簡單、最熟悉的知識點進行突破,然后假設,一步步推導、演變、排除,從而得出結論。而合成設計類題型,則是根據目標分子結構式,分析其骨架結構、所涉及的官能團、對稱性質,學會如何對結構進行分割組合,最終選擇方式合成目標化合物。

(4)活性比較及有機化學鑒別類

高中有機化學中的化合物活性比較是十分重要的,有助于學生更加清晰地了解不同化合物的性質。化合物有酸堿性、溶解性、親核性及親電性等性質。例如區分叔醇、仲醇及伯醇與鹽酸之間的反應活性。我們首先要熟記基本物質的活性次序;然后,要知道這三類化合物的異同處,區分它們的反應特征及現象;最后做出判斷。此外,還需要注意的時,在進行化合物活性比較鑒別時,要考慮吸電子基團與斥電子基團,誘導效應與共軛效應等因素對其性質的影響。這樣更有助于我們的學習和推導。

參考文獻:

篇5

中圖分類號:G633.8文獻標識碼:B文章編號:1672-1578(2015)07-0331-01

有機化學雖然在高中化學內容上占有重要比重,但有機化學并不難學習。學生只要掌握好一定的學習方法,認真學習并在解題過程中仔細認真,很容易得滿分。而且有機化學與之前所學的化學知識關聯性并不大,所有學生站在同一條起跑線上,只要學生認真學習,就可以改善目前的學習狀況。下面是筆者在化學教學中總結的學習有機化學的方法。

1.培養學生學習有機化學的興趣

1.1通過化學實驗,吸引學生注意力。學習化學的一個有趣之處就是化學有許多實驗,教師可以通過這些化學實驗吸引學生注意力,從而激發學生學習化學的興趣。有機化學本身也有很多化學實驗,如實驗室制乙烯,實驗室制甲烷,實驗室蒸餾石油等等。值得注意的是有機化學的實驗有很多會釋放出有毒氣體,可能對學生和教師的身體造成損傷,對環境也會有一定的影響。所以教師應該對實驗進行控制,盡量避免由實驗帶來的不利影響。

1.2將有機化學帶入學生日常生活中。有機化學與人們的生活息息相關,教師可以將日常生活中的有機知識講給學生聽,給予學生一種親切感與熟悉感,由此增加學生學習有機化學的興趣。比如讓學生查看衣服銘牌了解布料中有哪些有機物、生活中哪些物體是由有機物構成的、塑料分解原理等等。

1.3運用多媒體教學。現如今,國家對學生的教育愈發重視,教學設備也得到改進,幾乎每個中學都配有多媒體設備。教師應該充分運用多媒體設備,在講課過程中,配上視頻教學、動畫教學。采取視聽結合的方法,幫助學生對所學知識有更深的理解。利用多媒體,可以擴寬學生知識面,讓學生在學習有機化學時,并不只是局限于書本表面上的知識點。另外值得一提的是,有機化學的有些實驗不方便教師直接演示,教師可以通過在網上查找相應的視頻資料,幫助學生更加直觀的了解整個實驗過程。當然教師也應該注意到使用多媒體的程度,不能讓學生因此產生惰性,也不能讓教師自身對多媒體產生過多依賴。

1.4學生參與有機化學教學。傳統的的教學方式是教師講,學生聽,這種學習方式有其可取之處,但也有其不可取之處。只采取傳統的教學方式,很容易讓學生感到厭倦。針對這種情況,教師可以讓學生參與到有機化學的教學過程中。如在課堂上加強與學生的互動,讓學生自己動手做實驗,將學生分組,一起討論問題等等。在講授同分異構體時,教師可先在黑板上寫出分子式,選不同的學生寫出該分子的同分異構體,教師此時只需要對學生的錯誤進行指正,幫助學生加深記憶即可。讓學生親自參與到有機化學的教學中,既可以減輕教師的教學負擔,也可以鍛煉學生的自主學習能力、獨立思考能力等等。

2.學生自我學習能力的培養

學生在最初接觸有機化學的時候,可能會覺得有機化學枯燥難懂,但有機化學是高中化學中一個十分有規律的部分,教師在引導學生學習一定的章節后,可讓學生自學,培養學生的自我學習能力。比如教師在講授完甲烷以后,讓學生根據教師講授甲烷的教學步驟,先講出甲烷的分子結構,再講出甲烷的物理性質、化學性質等,總結出乙烯的組成結構,物理、化學性質及在工業上怎樣制取等等。這樣不僅鍛煉了學生的自學能力,同時也鍛煉了學生的舉一反三的能力。

3.提高學生課堂效率

教師所講內容需要教師仔細進行研究,根據課改要求及高考考點要求,認真備課,對學生講出最有利學生學習的部分。因此學生不能避重就輕,忽視課堂的作用。有機化學內容較多,學生要認真做好筆記,教師在課堂中務必監督學生做好課堂筆記,所謂好記性不如爛筆頭,光是課堂上的聽講遠遠不夠,學生還應該經常拿出筆記鞏固所學內容,自己多加思考,總結有機化學的學習規律。教師在課堂中也需要加強與學生的互動,通過提高學生注意力來提升課堂效率。

4.掌握有機化學的基礎內容

每一門學科的學習都需要學生夯實基礎,不要好高騖遠。在有機化學的學習中也不例外,有機化學的基礎知識點格外多。學生必須清楚的知道每一個有機物的分子結構,物理性質,化學性質,容易與哪種物質發生化學反應等等。有機化學的主要基礎就是記住官能團的性質,因為官能團的可以推斷出物質能夠發生哪些反應。只有理解了有機化學的基礎內容后,才有可能做好后面的練習和考試。

5.總結有機化學的學習規律

有機化學中,有很多規律可言。尤其是在學習結構相似的有機物的時候,只需要掌握一個典型內容即可。比如在學習有機化學的加成反應時,學生在了解加成反應的定義:有機分子中雙鍵或三鍵兩端的碳原子與其他原子或原子團結合生成新的化合物的反應之后,然后只需要通過了解乙烯與溴的反應模式,就可以很容易的推出氫氣、水等與乙烯的反應方式。有機化學有許多規律可言,這是有機化學好學的一大重要原因,教師在課內外都需要幫助學生總結出有機化學的學習規律。

6.尋找合適的記憶方法

有機化學的內容繁多且較為零散,也需要學生的大量記憶。學生如何進行有效的記憶,不模糊概念,需要一定的記憶方法。首先,應該建立完善的知識體系,前文已經提到過,結構相似的有機物往往具有相似的特點,在建立知識體系時,就需要學生將相似的內容總結放在一起記憶,減少記憶負擔。另外也可采取有趣的記憶方式,趣味的記憶方式可以引起神經興奮,達到記憶的最佳效果。趣味的記憶方式有濃縮記憶法、口訣記憶法、會意記憶法、聯想記憶法、諧音記憶法等等。比如在有機溶劑中Br2、I2的溶解度增大,顏色加深,溴溶在有機溶劑中溶液顯"橙紅",碘溶在有機溶劑中溶液顯"紫紅"。所以可會意記作"溴橙碘黃水中藏,橙紫雙紅有機相。"

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近幾年,由于高考的改革,中學采取模塊式教學,學生根據高考需要,可以選擇不同課程學習,導致許多學生根本沒有學過有機化學。而高校授課學時的壓縮又導致學生無機化學的理論基礎非常薄弱,所以很多學生擔心有機化學很難學好。可以告訴學生有機化學與無機化學聯系并不緊密,對有機化學的學習影響不是太大,主要用到部分物質結構知識,我們會在課堂中復習,消除學生的恐懼心理。還應結合專業特點,介紹有機化學與專業的關系,有機化學知識在相關行業領域的應用及重要性,使學生了解有機化學學習的重要性,并讓學生感受到有機化學是可以學以致用的,從而提高學生的學習信心及積極性。如:針對生物制藥類專業的同學,可著重講述有機化學在藥物合成中的作用。現今,95%的藥品都來自化學合成,沒有有機化學的發展就沒有新藥物開發,就沒有現代醫學。過去曾長期危害人類健康的結核病、霍亂、傷寒、瘧疾、傳染性肝炎等疾病,由于特效藥的出現已得到有效的治療[2]。針對環境科學的同學可重點介紹與環境治理相關的有機化學知識,如:室內裝修甲醛、甲苯的危害,墨西哥灣漏油事件,各種固氣體廢棄物的處理等。針對高分子專業的同學則要重點介紹有機高分子材料如:聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛樹脂、雙酚A等的制備與應用。這樣能成功地吸引學生的注意力,激發學生對有機化學的學習興趣,為課程的教學奠定良好的基礎。

精致課件,提高有機化學的趣味性

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關鍵詞:有機化學論文

有機化學是一門集理論性、實踐性和系統性為一體的學科。醫學有機化學是醫學、藥學以及生命科學等相關專業的基礎課程之一。它銜接無機化學,并為后續的生物化學、微生物學、免疫學、藥物化學、藥理學和醫學檢驗等課程提供了必備的基礎知識和基本理論。醫學有機化學的內容雖與化學、化工、生物工程等專業的有機化學課程大致相同,但教學的側重點、教學的方法須有所差異,對任課教師也提出了更高的要求。筆者從自身的教學實踐出發,從以下4個方面談醫學有機化學教學實踐中。

一、了解學生化學基礎

筆者所在學校的醫學專業面向全國招生,而現階段各省或地區的高考政策不盡相同,部分新生參加了化學學科的高考,因而具有較為系統的中學化學知識結構,同時對基本的元素、物質以及化學反應有一定的認識,這類學生具備較好的學習醫學有機化學的基礎;另有部分考生,未參加化學學科的高考,在高中階段學業水平測試之后便停止了化學的繼續學習,這部分新生的中學化學基礎薄弱,普遍存在概念模糊,對元素、官能團的認知不清以及對化學反應幾乎一無所知的問題,這些問題導致這部分學生學習困難,課堂參與度低,進一步導致學習興趣和信心的喪失,最終難以順利完成該課程的學習任務。

針對不同生源的中學化學基礎參差不齊的情況,我們不僅需要在合班上課時考慮班級合理編排,更需要在課堂教學中照顧到基礎薄弱的學生,同時滿足基礎較好的學生更高的學習需求。另外,我們嘗試適當安排時間對基礎薄弱的學生單獨進行中學化學的重要知識點的回顧和講解,將有利于這部分學生跟上該課程的課堂教學進度,也有助于他們對后續課程的學習。

二、引導學生系統建立有機化學知識結構

多數有機化學教材,包括該校使用的醫學有機化學教材均按照化合物類型(如烷烴、烯烴、炔烴、芳烴、醛酮、羧酸及其衍生物、糖、氨基酸和蛋白質……)進行章節編排,雖利于學生依據化合物類型建立知識結構,但各章節內容仍稍顯分散,知識點較為繁雜,學生掌握不易。為了學生能夠從最基本的有機化學概念、原理出發建立完善的有機化學知識體系,我們有意識地加強了緒論部分尤其是關于有機結構和有機反應的基本理論的闡述。

比如:緒論中我們介紹有機化學反應包含兩個基本的組成:反應物共價鍵的斷裂以及產物共價鍵的生成。共價鍵的斷裂方式只有兩種:異裂和均裂。前者產生自由基,后者產生離子對,兩者均為有機反應的活性中間體,大多數有機反應與這兩種活性中間體的生成及參與有關,從而派生出有機反應的三個基本類型:自由基反應、離子型反應(親核或親電反應)以及協同反應。

在后續章節的講解中,我們將具體反應歸屬到上述基本反應類型進行講解。比如:講解烯烴的化學性質時,引導學生關注碳正離子如何形成、如何穩定以及如何參與化學反應;講解羥醛縮合時,引導學生關注碳負離子如何形成、如何穩定以及如何參與親核反應。這樣不僅讓學生能夠從根本上理解反應,并且能夠圍繞基本反應的類型及活性中間體,將內容龐雜的知識點進行歸類并逐步建立相應的知識體系。

三、注重有機化學與醫學的學科交叉

有機化學之所以成為醫學專業的基礎課程,不僅因為有機分子是構成動物、植物體的基本單位,體內的物質轉換及能量傳遞也均與有機化學反應息息相關。在醫學有機化學的教學中,我們有意識地引入相關的醫學知識,在強化對知識點理解的同時,闡釋相關的生物學或醫學現象,從而提升學生對有機化學的學習興趣和熱情。例如:在講解立體化學這一章節時,我們開篇即以“反應停”(沙利度胺)事件為例,讓學生認識到確定化合物立體構型的重要性。在20世紀50~60年代,“反應停”在臨床上被普遍用于抑制孕婦的妊娠反應,但隨之而來的大量“海豹畸形嬰兒”的出生使該藥物被禁止使用。后來的研究表明,當時使用的藥物“反應停”實際為一對對映體混合物,即安全的R構型及致畸的S構型的混合物。通過這一實例,學生自然意識到立體化學對于有機化合物結構的重要性,課堂專注度也顯著提高。

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1 引言

有機化學是藥學藥劑專業的一門非常重要的基礎課,也是化學學科中最為活躍的一個分支。它的發展是日新月異,涉及面也非常的廣,已經滲透到生物醫藥材料和社會生活的各個領域。因此,如何才能更有利于藥學有機化學的教學,使培養出來的學生不僅有過硬的理論水平,而且還具備較強的專業技能,充分滿足社會對高級藥學人才的需求,是有機化學教學研討的主要內容,也是未來有機化學教學的努力方向。

2 激發學習興趣

在實際的教學過程中,由于有機化學的課時少,內容多,反應復雜,機理抽象,很難在有限的教學時間保質保量地完成教學任務。因此,在有機化學的教學過程中,對教學知識體系進行優化,提高教學質量和效率就顯得尤為重要。

2.1 營造寬松學習氛圍

有機化學教學過程中,有機化合物反應過程復雜,數量龐大,因此,學生會覺得該課程非常難學,沒有信心。所以教師在講課時,要營造一個寬松的學習氛圍,鼓勵學生,培養學生的學習態度,使他們樹立信心。比如在講解糖類化合物時,可以告訴學生“支鏈淀粉的溶解性大于直鏈淀粉”這一非常重要的結論就是一名本科生發現的。

2.2 理論與專業實踐相結合

在有機化學講課時,教師應該將其與藥學專業的相關特點有機結合在一起,理論聯系實踐,使課程內容更加生動有趣,以便增加學生的學習動力。在講化學反應時,可以介紹該反應在藥物方面的應用。比如講酯化反應時,可以補充新型解熱鎮痛抗炎藥物貝諾酯的合成,阿司匹林與撲熱息痛進行酯化反應時,會生成貝諾酯,其不但具有較好的解熱鎮痛抗炎的效果,并且降低了藥物的刺激性。

2.3 激發學生學習主動性

大學生具有很強的自學能力,同時兼具爭強好勝的心理,因此,教師可以基于學生的這種特點,讓他們積極地參與課堂教學,激發學生學習的主動性。比如,在講課之前,提前給學生畫一些重點學習內容,讓他們提前預習,在上課時,讓學生試著在講臺上當老師,在規定的時間內向同學講述預習過的知識點,在學生之間引入競爭,采取獎勵措施,不僅可以調動學生學習的積極性,同時培養他們的自學能力、口頭表達能力,增強自信心。

3 多種教學模式相滲透

目前,我國高等院校采用的教學方式大多是課堂講授。隨著科技的發展,各種新型教學手段也應運而生,在有機化學的教學過程中,可以利用多種教學手段和方式進行授課,讓學生感到新奇、有趣。同時,也可以結合重大社會事件講述大家身邊的、熟悉的有機化學知識,還可以和臨床醫學、生命科學進行聯系,既便于學生的理解,也激發了學生的興趣。

3.1 類比教學模式

認知心理學認為,在課堂授課中靈活使用類比法,可以有效強化學生的認知能力。在有機化學的教學過程中,教師可以充分利用類比法。例如在講解二烯烴的結構特點和分類時,可以依據兩個雙鍵的相對位置分為隔離二烯烴、聚集二烯烴和共軛二烯烴,雖然都有兩個雙鍵,但是性質卻差別很大。教師可以將單鍵看成是索道,把雙鍵看成是山峰,由于隔離二烯烴的兩個山峰相距很遠,不能通過索道連接,因此電子不能從一個山峰到達另外一個山峰。聚集二烯烴中雖然兩個山峰相連,但是位阻較大,性質不穩定。共軛二烯烴的兩個山峰之間有一個索道連接,方便電子的流動,形成了共軛體系。運用類比法就把抽象的化學結構和生活中的實物聯系起來,有助于學生的理解,加深學生記憶。

3.2 啟發式教學模式

啟發式教學模式可以使學生積極主動的跟著老師學習,努力思考,發散思維。因此,在有機化學課程講授時,老師可以發揮語言的藝術性,啟發和引導學生,同時還要讓學生學會如何發現問題,分析問題和解決問題,充分地發揮學生的學習興趣和能力。

3.3 歸納教學模式

在有機化學教學過程中,很多學生反映教學內容過多,有機反應復雜,知識點非常難以記憶,比較容易混淆,因此,教師講課過程中應該善于歸納總結,同時引導學生運用歸納法,以便可以找出規律,將復雜的內容簡單化。

3.4 知識點聯想教學模式

在有機化學的教學過程中,可以根據教學內容,巧妙的和生命科學知識進行聯系,把有機化學延伸到臨床醫藥專業中。這樣不僅豐富了有機化學的教學內容,加強了學科之間的滲透和聯系,拓展了學生的知識面,為學生以后的學習和深造提供基礎和幫助,也有助于藥學專業人才的培養。

4 結束語

總而言之,藥學有機化學的飛速發展和日新月異,以及新形勢下迫切需要高級藥學人才的要求,迫切需要對有機化學的教學方式和手段進行改革。教師要從具體的現實需要出發,靈活運用多種教學手段,利用好教學的每個環節,改變傳統的有機化學教學方法和理念,提高教學質量,激發學生學習興趣,調動學生積極性,為培養新形勢下的高級藥學人才保駕護航。

【參考文獻】

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【關鍵詞】 有機化學; 醫學 教學

20世紀下半葉,生命科學迅速發展的標志是分子生物學的興起。從分子水平上理解生物體和生命過程,實際上也就是從化學的觀點去從事現代生命科學的研究。這種發展趨勢不僅對有機化學提出了新的挑戰,也使得醫用有機化學在高等醫學院校公共基礎課中提到了更高的戰略地位。醫用有機化學所涉及的內容廣泛,概念比較抽象,分子結構復雜,化學反應多,但是由于課時的限制,不能深入展開講解,學生普遍感到難于理解,難于掌握。因此,作為授課教師,如何達到預期教學目的,取得良好的教學效果是筆者經常思索的問題。筆者近年來在承擔該門課的教學工作中,積累了一些經驗,認為如果能根據學生的實際水平,把握醫用有機課程的特點,處理好教學中的幾個重要環節,靈活運用各種教學手段,將會取得事半功倍的效果。

1 精心設計緒論課教學,激發學生學習興趣

在高等醫學院校,一般將《醫用有機化學》放在大學一年級第二學期,與《醫用有機化學》同時開設的還有《解剖學》等專業基礎課程。許多學生只重視專業課,對學習化學興趣不大。針對這種現狀,筆者認為必須重視緒論課的教學,要認真鉆研教材,精心備課,用心安排好緒論課的內容,要使學生充分認識到醫學離不開化學,化學是醫學發展的基礎,學不好化學不可能成為一名合格的醫務工作者,更無法攀登醫學科技的高峰,激發學生學習有機化學的熱情。

為此,筆者認為在緒論課上除了介紹有機化學的發展簡史外,還要講授以下兩個方面內容:一是有機化學新的成就和貢獻以及有機化學與生命科學的關系。這就要求我們不能局限于教材,備課時應該查閱文獻,了解有機化學的前沿,激發學生學習興趣。例如,可以通過列舉上世紀80年代以來諾貝爾化學獎的主要工作來分析化學的發展方向。因為通常諾貝爾化學獎所表彰的工作是10年前甚至20年前完成的,但是這一評選則是以現代科學發展的眼光來進行的,一定程度上反映了對化學發展趨勢和方向的看法。[1]值得注意的是直接與生命科學有關的化學諾貝爾獎至少有10項之多。近年來,隨著人類的約80000條基因測序工作的完成,接下來的后基因工作就是尋找相應的小分子去調控這80000條基因,包括天然產物和它們的類似物去調控基因的表達過程或直接作用于基因本身。這些實例能夠激發學生科學地認識到化學在生理過程、疾病的防治、診斷、治療中的重要作用。人類全面揭開遺傳、變異繁殖、疾病、死亡等生命的奧秘必須依靠化學、醫學、分子生物學家們共同努力。二是有機化學學科的特點、自己對學生的具體要求、以及授課計劃等。使學生對教材知識結構有一個大概的了解,并且讓學生明白應如何學習該課程。有機化學教材一般是按有機化合物的官能團體系劃分章節,在每一章節,先學習命名,然后對其中一種或幾種典型物質進行結構、性質、應用等內容的學習,并掌握它們同系物的相似性和規律性,有很強的系統性。醫學專業學生要通過學習簡單有機分子的反應,掌握有機化學的普遍原理,并初步具備聯系體內復雜反應的能力。例如,醛與醇的親核加成反應是糖的環狀結構形成以及成苷反應的基礎;含氮化合物的性質是蛋白質和核酸中涉及的一些反應的基礎。這就要求我們要授予學生有機反應歷程的理論知識,而不是孤立地陳述一個個具體的反應。因此緒論課上有必要介紹有機化學反應幾大類型,使學生初步接觸自由基、親核試劑、親電試劑等概念,對有機化學反應過程形成初步認識。

2 以“性質結構”作為教學主線,提高學生學習效率

筆者在歷年的教學中發現學生在學習有機化學時覺得有機化學內容太多,頭緒太亂,難記難學。其實有機化學課程的中心內容就是有機化合物的結構和性質,因此學習有機化學的重點應該放在認識化學結構上,結構決定性質,性質反映結構,“結構性質”就是掌握有機化學的“金鑰匙”。

在各章的教學中, 講解化學性質之前, 以“結構決定性質”為出發點, 對各類官能團的結構特征, 反應特性作全面的剖析, 使學生在接觸具體性質之前, 對結構這一內因對化學性質的決定性影響先有一個輪廓認識。有了這種理論對實際的指導作用, 學生就會擺脫“不知其所以然”、“規律難尋”的狀況。以《醛酮》一章的教學為例。醛、酮的分子中都含有官能團羰基,羰基碳原子為sp2雜化,碳氧雙鍵由于碳氧的電負性不同而呈現較強的極性,電子云偏向氧原子一方,使氧原子上帶部分負電荷,碳原子上帶部分正電荷,親核試劑首先進攻碳原子,發生親核加成反應。由于羰基吸電子誘導效應的影響,使α氫活潑,能發生一系列反應。由于醛羰基的極性比酮羰基的極性大,空間阻礙也較小,因而在相同條件下醛比酮一般較易起反應。醛、酮的反應與結構關系一般描述如下:

這樣, 學生在學習醛酮的親核加成、氧化、碘仿、羥醛縮合等反應時, 不僅不會有凌亂無序的感覺, 反而產生了刨根問底的求知欲,帶著濃厚的興趣,更加牢固地掌握繁瑣的有機化學反應。

轉貼于

在講授有機物性質和結構的過程中,還應注意引導學生運用有機結構理論,從空間位阻效應和電子效應等方面綜合分析有機物結構特征,以及由此引起的化學性質的微妙差異。引導學生從更高層次上理解結構和性質的辯證關系,從而更加全面深刻地把握整個學科體系。例如, 在講不對稱烯烴與不對稱試劑的親電加成時, 如果不從電子效應來分析, 學生即使記住了馬氏規則, 遇到下列情況時, 做錯了題也不知為什么。CH3CH=CH2+HCl;CCl3CH=CH2+HCl;ClCH=CH2+HCl這三個反應都是單烯烴的加成反應,但是加成方式是一樣還是不一樣呢?影響上述加成反應的結果是共軛效應還是誘導效應?這時學生就可能就老師的提問,根據所學知識而給出種種可能的解釋。再經教師指導性釋疑,他們就會茅塞頓開,既明白了何種情況下是誘導效應或共軛效應在起作用,又提高了學生分析判斷問題的能力。

3 突出重點,分散難點,運用多種教學手段教好立體化學

立體化學是有機化學的一個重要組成部分,是有機化學課程教學中的一個難點,但立體化學知識對于醫學院校學生充分了解酶促反應、藥物療效等知識有著重大的基礎作用,不僅要講,還要把基本概念和關鍵問題講深講透。

適用醫學專業的有機化學教科書一般都設有專章進行討論,差異在于把這一章放在全書中的哪一部分,是否在其他章節提前介紹基本概念和理論。目前我們選用的是衛生部規劃教材呂以仙主編的《有機化學》,在討論烴類化合物之后便安排立體化學這一章,并且在烴的各章中就開始介紹一些有關的立體概念,例如烷烴和環烷烴的構象分析,烯烴和環烷烴的順反異構現象以及烯烴加成反應的立體化學等[2]。這種安排有利于教學,使學生在開始接觸簡單有機物的分子時就樹立一個正確的立體概念。在立體化學專章中是以旋光異構現象為重點,對這方面的基礎知識不僅要系統介紹,還要注意同其他章節或其他課程的配合。對已經學過的有關內容,可以扼要地再提一下,加深學生對這些基本概念和基本原理的印象;對需要留待以后章節中才討論的內容,有些也需要及時地予以指出,為后面的講授埋下一條伏線。例如在引出本章重點內容旋光異構現象之前扼要地小結一下烷烴、環烷烴及烯烴的構象及構型問題,就會有利于全面了解立體異構現象的概況,對問題的提出也感到比較自然,有利于引導學生進一步認識分子立體結構的重要性。

為了使醫學生能學好立體化學知識,我們使用了大量的分子模型,使學生能比較直觀地學習,同時我們充分利用多媒體教學手段,把化學結構繪圖軟件Chemwin與Powerpoint結合起來,將立體感極強的分子立體圖形展示給學生。通過這些手段,我們使學生較快較好地掌握了立體化學的基礎知識。我們在基礎課教學中主要使用球棍式模型(Kekule模型),這種模型代表價鍵的小棍可適當選擇其長度,便于觀察分子中各原子在空間的相對位置,學生可以獲得立體異構體的清晰表象,認識到立體異構體分子中各基團在空間的排列本質。但這種模型構成的分子與真實分子的形象相差甚大,因此在適當時機還需要用Stuart模型做一些典型化合物的分子結構進行示范和比較,使兩種模型取長補短,更有利于幫助學生認識分子結構的立體形象[3]。

理解概念力求準確,這是學好立體異構的關鍵。對于概念的模糊或誤解往往會導致錯誤的判斷。例如:“旋轉”和“翻轉”這兩個概念,順反異構體產生的條件之一是“分子中存在不能自由旋轉的因素”,如果誤解為“翻轉”,分子中各基團在空間的相對位置無任何變化,不能產生產生順反異構體。旋光異構體的費歇爾投影式不能離開紙平面“翻轉”,只能在紙平面上“旋轉”偶數倍構型保持不變。如果“翻轉”,使得費歇爾投影式表示旋光異構體的基團前后位置交換,其實質是改變了旋光異構體的構型,恰好變成它的對映體,所以不能“翻轉”。由此看來,準確理解概念至關重要,來不得半點馬虎。此外,本章中還要注意結構和構造、構型和構象、手性和手性碳、順/反和Z/E、D/L 和R/S等概念的區別和聯系。

誠然,在醫用有機化學的教學過程中,有許多方面的問題值得我們探索、研究、解決。而每位教師因各自的教學方式不同,對上述問題可能有不同的理解。因此在這里提出的幾個問題僅僅是筆者通過幾年的教學實踐總結出來的,供大家商討,它對提高學生的學習興趣,增強其學習主動性,改善教學效果均有一定作用。

【參考文獻】

1 吳毓林,陳耀全.化學邁向輝煌的新世紀.化學通報,1999,62(1):3~9.

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中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)44-0105-02

一、引言

有機化學是研究有機化合物的來源、制備、結構、性能、應用以及有關理論和方法學的科學。作為化學學科重要的專業基礎課之一的有機化學,其內容滲透至各個學科,是理工科院校化學、制藥、化工、應有化學、高分子、生物、材料、冶金環境等專業的必修的主要基礎理論課程,為后續理論課程、畢業論文、科研工作、生產實踐打下必要的基礎,因此其重要性是不容置疑的。筆者近年一直從事有機化學的教學與科研工作,認為提高有機化學教學質量和水平關鍵在于提高學生學習興趣。本文結合近年在有機化學教學的探索與實踐,就興趣缺失的原因及如何在課堂教學中將教學內容與社會生活、企業生產、化學史、學科前沿結合,談談體會和實踐。

二、學生學習有機化學興趣缺失的原因

美國心理學家和教育學家布盧姆說:“學習的最大動力,是對學習材料的興趣。”“有志必有趣,有趣必有志,趣從志生,志能生趣。”對有機化學興趣的缺失不僅影響學生對知識的掌握、能力的培養,甚至影響學生情感品質的培養。可見提高學生學習有機化學興趣,是理工科化學類有機化學教學重中之重。目前部分學生對有機化學學習興趣缺失的原因主要有以下幾點。

1.有機化學學科的原因。有機化學學科本身具有“多”、“雜”、“抽”、“偏”等特點,因而學生難以對有機化學產生興趣。有機化學種類繁多,體系龐大,結構復雜,物理、化學性質多樣,學生不易理清線索,不易構建出完整的知識體系;有機化學存在大量抽象概念、理論,如原子、分子、晶體結構、電子云、化學鍵、活化能、立體化學、反應機理等,學生不易形成形象思維和抽象思維,不易發展化學思維和創新能力;有機化學普遍性中存在特殊性,一般規律中有特例,學生不易把握區分點,不易熏陶化學情感,難以激發終身從事有機化學工作的志向。

2.學生的原因。學習目的不明確,動力不足造成興趣缺乏。部分化學類的學生對化學類專業并不了解,不感興趣;部分學生對自己的未來缺乏理想、沒有目標、沒有動力;部分學生雖目的明確,但帶有強烈的功利色彩,沒有真正在學習過程中提高自己的專業技能;部分學生學習態度不端正,意志不足,不能培養學習興趣。對于內容抽象、思維跳躍較大、理論性較強、趣味性較少的有機化學的學習更需要學生自主鉆研,但有的學生缺乏吃苦精神和深入鉆研的精神;有的學生享樂主義、功利主義思想嚴重;有的學生因學習成績不理想而自暴自棄等;有的學生學習方法和大學學習要求不適應、專業學習與業余興趣間存在矛盾及心理上的不適應進一步制約了大學生對學習有機化學興趣的培養。

3.教師素質因素。教師的品行修養、專業素質、學術背景和科研成果、授課水平及教學研究也影響學生的學習興趣的培養與提高。

三、豐富教學內容,激發大學生學習有機化學的興趣

在充分考慮本校理工融合的應用型人才培養的實際和教學要求,本文結合近年在有機化學教學、科研工作的實踐,就如何提高化學專業學生的學習興趣的問題,談一些教學內容上的體會和嘗試。

1.與日常生活緊密聯系。有機化學是一門應用性很強的科學,與日常生活息息相關。教學的目的不僅是要求學生掌握有機化學知識及技能,學會觀察、分析生活中的化學現象,而且要會自覺運用所學知識解決生活中的問題。故在教學中,首先,引導學生讓他們明確有機化學在日常生活中的重要性,密切關注有機化學與日常生活的緊密聯系。其次,引導學生用學到的有機化學知識為生產生活服務,學以致用。如在烷烴自由基反應中,聯系到重大疾病的預防、材料抗老化,引起學生的思考;烷烴的應用中,聯系到汽油的質量,再拓展到軍事武器的裝備與國防事業,喚起學生的社會責任感及使命感;介紹烯烴時,引入水果、鮮花的催熟,再聯系水果、鮮花的保鮮;烯烴的聚合反應講解結束后,讓學生從感受所穿衣服的外觀穩定性、堅牢耐用性、穿著舒適性等,再拓展到材料性質、應用;介紹醇的磺化反應時,引入表面活性劑及其在洗滌、化妝品等日化、藥品、石油開采及選礦等行業中的應用;講解醇與磷酸反應時聯系現代農藥,引入現代解決糧食問題的措施;講解醛與亞硫酸氫鈉的反應、含氮化合物與亞硝酸鈉的反應,使學生關注食品安全問題等。將日常生活與教學內容緊密結合,讓學生體會到有機化學無所不在,學習有機化學有廣泛的用武之地,促進學生以積極的態度、振奮的精神投入有機化學的學習中,感覺到學習有機化學其樂無窮,增強學好化學的自信心,激發學生的化學學習興趣。

2.與社會實際緊密結合,關注社會問題。有機化學在推動科技發展、社會進步,提高人類的生活質量,改善人類的生存環境的努力中,已經并將繼續顯示出它的高度開創性和解決重大問題的巨大能力。在有機化學教學中,應將理論聯系實踐,引導學生關注人類生存、社會經濟發展、國防計劃、人的自身發展等重大社會問題。如介紹鹵代烴時,介紹含鹵素的及其在醫藥中的應用,介紹氟利昂,提到臭氧空洞的形成及危害,讓學生意識到科學技術是一柄雙刃劍,既能造福人類,又能給人類帶來災難。講解Williamson合成醚的反應時,在講解反應機理的基礎上,以既能提高汽油抗震性又能無鉛化、不造成環境污染的添加劑甲基叔丁基醚為例,介紹了工業上原子利用率為100%的甲基叔丁基醚的綠色合成方法,讓學生意識到工藝的先進性對生產重要;苯甲醚的制備,介紹書本上的甲基化試劑硫酸二甲酯后,介紹現在工業上用無毒碳酸二甲酯使反應變得綠色經濟環保。介紹羧酸與醇反應生成酯,廣泛應用在藥物、食品添加劑、塑料生產中,但最典型的催化劑是強酸,腐蝕設備的同時又污染環境。有機化學正視這個現實,不斷用有機化學理論和知識去尋找綠色的、原子經濟性的生產工藝,提高收率,成功地解決了污染問題。在含氮化合物及其反應的學習中即引入這些化合物在醫藥、染料、食品的應用,也講解這些化合物的濫用,比如事件、食品安全事件、瘦肉精事件,讓學生明白,科學提供知識,技術提供應用知識的方法,而價值觀念則指導我們如何對待科學和技術。將社會實際與教學內容緊密結合,讓學生體會到有機化學具有高度開創性和解決重大社會問題的能力,有機化學家負有重大的責任,而且可以大有作為。培養學生的社會責任感和創新精神,培養學生的辯證思維能力,進一步增強學生學好有機化學的信心和興趣,使學生的有機化學素養和科技素質在教學中得以不斷提高。

3.與科研工作結合,介紹有機化學前沿知識。隨著科學技術的發展,有機化學從實驗方法到基礎理論都有了巨大的發展,顯示出蓬勃發展的強勁勢頭和活力。我們結合教學內容,選擇適當的科研實例進入課堂,將學術研究的最新成果轉化為教學內容,讓學生感受到所學的知識并不是抽象的理論、生硬的概念,而是身邊活生生的現實,從而激發學生的學習熱情,鞏固其學習興趣。如在講完雜環芳香化合物和金屬有機化合物后,筆者擴展到了近年來從事的熒光染料領域,介紹其發光機理及其在生物分析、能源、仿生催化、熒光探針、光電材料、醫藥方面的應用,這樣既復習了前面的知識,又抓住時機,介紹了1905年諾貝爾化學獎得主拜耳在有機染料方面的研究,實現了他母親所希望的“使我們這個世界更加多姿多彩”的愿望,促進了有機化學與化學工業的發展;介紹了2008年諾貝爾化學獎得主下村修、馬丁·查爾菲、錢永健發現和研究的綠色熒光蛋白讓科學家們就好像在細胞內裝上了“攝像頭”,得以實時監測各種病毒“為非作歹”的過程。講完碳水化合物(糖、淀粉、纖維素)的性質后,將知識擴展本學院生物質能源研究所的研究的可再生資源轉化:生物質能源的前體成分之一——生物質基多元醇,可以通過生物質水解,比如纖維素水解生成葡萄糖,然后加氫轉化為山梨醇(六元醇)、乙醇、丙酮、丁醇或從植物或動物的油脂中富含的脂肪酸甘油酯水解中獲得甘油(三元醇),它們進一步轉化為燃料和化學原料。這些內容滲透到教學內容中,構建學生的知識網絡體系,拓寬學生的知識視野,使學生深切感受到科學技術的飛速發展給社會帶來的巨大變革,有助于激發學生學習有機化學的熱情與興趣,使其迸發出創新的火花。

4.與化學史結合。著名化學家傅鷹曾說過:“化學可以給人以知識,化學史可以給人以智慧。”有機化學學科的發展歷史中蘊含著豐富的教學素材。我們在教學中將有機化學重要理論及重要的反應從它的孕育、產生和發展甚至擴展到蘊含的科學、人文精神及社會貢獻去解讀這些知識,將書本上靜態、抽象理論和反應變成動態的、生動的、發展的知識。如范特霍夫和勒貝爾的碳四面體的結構理論、凱庫勒夢中的苯環結構式、伍德沃德和霍夫曼的分子軌道對稱守恒原理、布朗硼氫化反應、狄爾斯和阿爾德的D-A反應、格氏試劑的由來、黃鳴龍反應的偶然發現等。盡管這部分所占的教學比重非常小,但通過引入化學史,不僅能使學生從發展的高度,以開闊的視野,全面深刻地理解有機化學知識,把握有機化學發展的規律,而且能用發展的眼光去看有機化學的今天和未來,激起補充完善和發展化學科學的興趣和動機,從而活躍思維,培養科學探索和創新精神,形成健全的人格,積極樂觀的生活態度。

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