有機(jī)合成的意義和作用范文
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篇1
[關(guān)鍵詞]醫(yī)院;全成本核算;經(jīng)濟(jì)管理;作用
[DOI]1013939/jcnkizgsc201536150
1全成本核算概述
11全成本核算的內(nèi)容
成本核算是對組織生產(chǎn)經(jīng)營所投入的資本進(jìn)行的統(tǒng)計和核查,全成本核算即是從組織整體運(yùn)營的角度,去計算組織的資產(chǎn)投入。醫(yī)院成本核算是對醫(yī)療服務(wù)過程的人力、財力、物力進(jìn)行控制,有效配置有限醫(yī)療資源的過程,包括了對醫(yī)院固定資產(chǎn)的核算、流動資產(chǎn)衛(wèi)生耗材的核算,還包括對醫(yī)院無形資產(chǎn)的核算,醫(yī)院醫(yī)療服務(wù)人員作為人力資本的價值等,都是全成本核算的具體內(nèi)容。
12全成本核算的實施
醫(yī)院全成本核算是一項系統(tǒng)工程。開展成本核算工作,涉及醫(yī)院工作的方方面面,因此需要全院各部門的相互配合和全體員工的積極參與,特別需要強(qiáng)有力的組織實施和領(lǐng)導(dǎo)。需要全院更新觀念、統(tǒng)一認(rèn)識,建立專門的成本核算部門,規(guī)范管理流程,提高管理質(zhì)量,才能充分保證核算質(zhì)量和任務(wù)的落實,發(fā)揮成本核算的管理作用,從而提高醫(yī)院經(jīng)濟(jì)管理績效。
2醫(yī)院全成本核算對經(jīng)濟(jì)管理的作用
21關(guān)系到成本使用效益
成本控制在醫(yī)院經(jīng)營管理中具有重要地位,是衡量醫(yī)院經(jīng)濟(jì)管理活動的成績和效果。通過以成本會計為主的各種方法,結(jié)合醫(yī)院成本預(yù)算,預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)成本和成本限額,按標(biāo)準(zhǔn)成本和限額開支成本和費(fèi)用,以實際成本和成本限額比較,以達(dá)到降低成本和提高效率的目的。
22關(guān)系到服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)數(shù)量之間的平衡
對醫(yī)院單位成本進(jìn)行評價的過程中,無論是服務(wù)質(zhì)量,還是服務(wù)數(shù)量均屬于重要組成部分。當(dāng)后者保持一定時,前者越高則意味著單位成本越高;當(dāng)前者保持一定時,后者越低則意味著單位成本越高。醫(yī)院通過全成本核算能夠及時且準(zhǔn)確了解某會計期間自身服務(wù)質(zhì)量、數(shù)量之間的關(guān)系,然后在此基礎(chǔ)上對醫(yī)院成本予以針對性的調(diào)整,從而改善自身的經(jīng)濟(jì)管理狀況。
23關(guān)系到醫(yī)療服務(wù)補(bǔ)償問題
政府特別關(guān)注醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的健康發(fā)展,并為其提供一定規(guī)模的財政補(bǔ)貼。若醫(yī)院在經(jīng)濟(jì)管理工作中未能做好全成本核算工作,有可能導(dǎo)致自身無法獲得及時、足額的財政補(bǔ)貼。只有做好諸如單病種包干治療等,才能保證提供的各種醫(yī)療保險墊付款得到足額及時的撥付,才能避免各級醫(yī)保部門審核扣款的發(fā)生。與此同時,還能夠為自身的正常運(yùn)行和健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
3醫(yī)院經(jīng)濟(jì)管理中全成本核算出現(xiàn)的問題
31全成本核算基礎(chǔ)薄弱
現(xiàn)階段,醫(yī)院在經(jīng)濟(jì)管理工作中習(xí)慣應(yīng)用財會制度,然而該制度對全成本核算問題缺乏足夠的描述。大部分醫(yī)院實施的全成本核算原則是在借鑒企業(yè)原則的基礎(chǔ)上得到的,而沒有充分結(jié)合自身的具體情況,如此一來,導(dǎo)致報表內(nèi)容和賬務(wù)處理脫節(jié),無法形成有效對比。由此可見,尚未建立和健全全成本核算體系已然成為很多醫(yī)院的突出問題,嚴(yán)重制約了醫(yī)院經(jīng)濟(jì)管理工作的開展。
32信息化程度不高
醫(yī)院全成本核算項目多、過程繁雜,僅靠手工是不可能完成的。有效的成本管理必須通過完善、高效的信息系統(tǒng)支撐才能準(zhǔn)確快速地完成,但目前市場上能真正滿足新的《醫(yī)院財務(wù)制度》核算要求的軟件甚少,再加上醫(yī)院計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建立不配套,信息資料傳遞方式落后,有些數(shù)據(jù)處理仍停留在手工操作上,直接影響了醫(yī)院成本管理水平和管理質(zhì)量的提高。
33實物管理不規(guī)范
很多醫(yī)院暴露出實物管理不規(guī)范的嚴(yán)重問題,尤其表現(xiàn)在藥品庫、衛(wèi)生材料庫之類的核心部門,未設(shè)置專職實物會計崗位,沒有落實對固定資產(chǎn)以及庫存物資等方面的管理工作,如固定資產(chǎn)沒有采用三級臺賬制,衛(wèi)生材料的入庫、出庫、領(lǐng)用后的保管和使用缺乏完整賬目。導(dǎo)致實物核算工作沒有得到足夠的重視,這種重錢輕物之類的現(xiàn)象是不正常的,亟須改變。
4加強(qiáng)醫(yī)院全成本核算的對策
新《醫(yī)院財務(wù)制度》指出:“根據(jù)核算對象的不同,成本核算可分為科室成本核算、醫(yī)療服務(wù)項目成本核算、病種成本核算、床日和診次成本核算。成本核算一般應(yīng)以科室、診次和床日為核算對象?!痹谛碌尼t(yī)院財務(wù)制度實施過程中,醫(yī)院管理者必須充分認(rèn)識到做好全成本核算工作的緊迫性、重要性、系統(tǒng)性和長期性。為此,筆者對醫(yī)院
如何做好全成本核算工作,提出以下幾點(diǎn)建議。
41完善相關(guān)制度
若想做好全成本核算工作,使其在醫(yī)院經(jīng)濟(jì)管理中發(fā)揮出應(yīng)有的作用,首先要做的工作是完善醫(yī)院全成本核算制度。對于全成本核算而言,其涉及醫(yī)院工作的方方面面,常見的如衛(wèi)生耗材、其他物資、設(shè)備設(shè)施以及人工成本等,尤其是衛(wèi)生耗材是各科室成本的大頭。所以,若想落實醫(yī)院全成本核算工作,就離不開專門的實施督導(dǎo)部門,應(yīng)為其配備專業(yè)人才,各科室既是成本核算的承擔(dān)者又是成本核算的管理者。各科室主任和護(hù)士長就是直接責(zé)任人,做好他們的培訓(xùn)工作,使其了解全成本核算的重要意義和主要內(nèi)容,才能促使其主動投身到該項工作中去,從而帶動全體職工從自身做起,在為病患診療過程中規(guī)范治療,合理用藥,減少浪費(fèi),這對于推動醫(yī)院可持續(xù)發(fā)展而言具有相當(dāng)積極的現(xiàn)實意義。
42加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)
醫(yī)院要實現(xiàn)信息系統(tǒng)、會計核算軟件、成本核算軟件等系統(tǒng)的無縫鏈接,醫(yī)院的全成本核算工作,就離不開信息系統(tǒng)的支持。為此,醫(yī)院應(yīng)在啟用滿足新制度要求的成本核算軟件的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)成本核算、績效薪酬管理、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析、成本預(yù)算與管理信息化,所有與成本有關(guān)的數(shù)據(jù),只要在HIS系統(tǒng)、物料(含固定資產(chǎn)管理)系統(tǒng)、人事考勤系統(tǒng)和會計核算等系統(tǒng)中錄入一次,就能為后續(xù)系統(tǒng)所調(diào)用,實現(xiàn)真正意義上的、各系統(tǒng)的無縫鏈接。
43提升成本意識
要改變經(jīng)營理念,在拓展服務(wù)領(lǐng)域的同時,更要順應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的實際要求。醫(yī)院經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展是所有醫(yī)院經(jīng)濟(jì)管理工作核心主題之一,同時還是醫(yī)院全成本核算工作的關(guān)鍵組成部分,應(yīng)確立和提升成本意識,積極總結(jié)控制成本的合理途徑。如某院在藥品管理方面,組建了專門的藥事管理委員會,由其對院內(nèi)藥品應(yīng)用情況進(jìn)行評價,修訂藥品目錄,以此提升和保證用藥的有效性以及安全性;設(shè)置了藥品招標(biāo)小組,由其專門負(fù)責(zé)藥品招標(biāo)工作,以降低購藥成本。我院就成立有醫(yī)療質(zhì)量檢查小組,分配專人重點(diǎn)檢查諸如藥品處方、病歷書寫、各科室消毒、規(guī)范醫(yī)療服務(wù)項目的記賬管理等,從而降低因各級物價和醫(yī)療檢查部門因檢查不合格而罰沒的各種額外支出等。
5結(jié)論
醫(yī)療成本將會對一家醫(yī)院最終經(jīng)濟(jì)收益產(chǎn)生直接且重要的影響,所以,重視和做好醫(yī)院全成本核算工作便顯得尤為重要。開展全成本核算工作,能夠賦予醫(yī)院更為強(qiáng)大的市場競爭力,這是現(xiàn)代醫(yī)院可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
參考文獻(xiàn):
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篇2
⑴舉例說明烴類物質(zhì)在有機(jī)合成和有機(jī)化工中的重要作用,有機(jī)合成說課稿。
⑵認(rèn)識鹵代烴、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),知道它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
二、教學(xué)背景分析
1.學(xué)習(xí)內(nèi)容分析:
有機(jī)合成是本章的最后一節(jié),在以往的教科書中沒有專門講解。本節(jié)教學(xué)要在幫助學(xué)生復(fù)習(xí)再現(xiàn)烴及烴的衍生物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、相互轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上,初步學(xué)習(xí)有機(jī)合成的過程;理解有機(jī)合成遵循的原則;初步學(xué)會使用逆推法合理地設(shè)計出有機(jī)合成的線路;同時培養(yǎng)并提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實際合成問題的能力,為學(xué)生順利學(xué)習(xí)本模塊第五章進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物時代及選修一《化學(xué)與生活》的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ);同時讓學(xué)生感受合成的有機(jī)物與人們生活的密切關(guān)系,使學(xué)生認(rèn)識到有機(jī)合成是有機(jī)化學(xué)服務(wù)于人類的橋,是有機(jī)化學(xué)研究的中心,是化學(xué)工作者改造世界、創(chuàng)造未來最重要的手段,對學(xué)生滲透熱愛化學(xué)、熱愛科學(xué)的思想教育。
2. 學(xué)生情況分析:有機(jī)合成是有機(jī)物性質(zhì)的應(yīng)用,要求學(xué)生在前兩章及本章前三節(jié)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上熟練掌握好各類有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、相互衍生關(guān)系以及重要官能團(tuán)的引入和消去等基礎(chǔ)知識。因此在本節(jié)之前我們上了一節(jié)《烴及烴的衍生物》的鞏固課,幫助學(xué)生把學(xué)過的有機(jī)化學(xué)知識形成知識網(wǎng),使學(xué)生能夠正確理解官能團(tuán)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的辯證關(guān)系,掌握重要有機(jī)物相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,能夠從斷鍵、成鍵的角度正確書寫化學(xué)方程式,讓學(xué)生的認(rèn)知盡可能達(dá)到其“最近發(fā)展區(qū)”,這樣為我們本節(jié)的學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)。
基于以上分析,我制定了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)
三、本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)
1.知識目標(biāo):①使學(xué)生掌握烴及烴的衍生物性質(zhì)及官能團(tuán)相互轉(zhuǎn)化的一些方法
②讓學(xué)生初步了解逆向合成法的思維方法
2.過程與方法:
①通過小組討論、歸納、整理知識,培養(yǎng)學(xué)生對有機(jī)物性質(zhì)和官能團(tuán)轉(zhuǎn)化方法的歸納能力。
②通過有機(jī)物的合成方法的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的逆合成分析法的邏輯思維能力以及信息遷移能力。
③通過分析有機(jī)合成過程鞏固各類有機(jī)物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。
3.情感、態(tài)度與價值觀:
①體會新物質(zhì)的不斷合成是有機(jī)化學(xué)具有的特殊的科學(xué)魅力,對學(xué)生滲透熱愛化學(xué)的教育。
②培養(yǎng)學(xué)生將化學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實踐的意識。
③加強(qiáng)學(xué)生的溝通能力和合作學(xué)習(xí)能力;以化學(xué)主人翁的身份體會化學(xué)學(xué)科在生產(chǎn)、生活中的實用價值,激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。
四、教學(xué)設(shè)計流程與教學(xué)設(shè)計
㈠教學(xué)設(shè)計理論依據(jù)
布魯納認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論、皮亞杰建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、維果茨基“最近發(fā)展區(qū)”理論。
㈡教學(xué)策略與方法選擇標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的內(nèi)容與層次,化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的具體特征,高二學(xué)生的年齡與思維發(fā)展情況,我班學(xué)生的知識儲備和能力特征,化學(xué)學(xué)科的特征(研究方法、基本思想、邏輯結(jié)構(gòu)),教師的教學(xué)優(yōu)勢能力及我?;瘜W(xué)教學(xué)的技術(shù)條件,教案《有機(jī)合成說課稿》。
㈢教學(xué)策略
小組合作式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)
㈣重、難點(diǎn)突破
本節(jié)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)逆合成分析法,我首先讓學(xué)生閱讀教材,初步了解逆合成分析法,再讓學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)來理解逆合成分析法的思維方法,最后利用圖表引導(dǎo)學(xué)生掌握合成草酸二乙酯的逆推法,體會逆合成分析法的思維過程。
五、教學(xué)過程
【活動1】
我利用多媒體展示有關(guān)福島核電站起火爆炸、核輻射危害、核輻射防護(hù)服及生活中的有機(jī)合成材料,通過社會的熱點(diǎn)問題的呈現(xiàn),吸引學(xué)生的注意力引出本節(jié)要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,讓學(xué)生了解有機(jī)合成在人類社會進(jìn)步中的意義,同時激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。
【活動2】
學(xué)生自學(xué)教材初步了解有機(jī)合成的定義、任務(wù)、過程。本環(huán)節(jié)的設(shè)計目的是:讓學(xué)生獨(dú)立利用教材內(nèi)容資源進(jìn)行學(xué)習(xí),了解什么是有機(jī)合成、明確要進(jìn)行有機(jī)合成的任務(wù)是什么、要完成有機(jī)合成需要怎樣的過程、如何進(jìn)行思考等,培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力和信息素養(yǎng)。
【活動3】
學(xué)生小組討論用盡可能多的方法合成乙烯、氯乙烷、乙醇。本活動的目的是:從學(xué)生已有的知識出發(fā),為學(xué)生搭建學(xué)習(xí)平臺,以便學(xué)生在原有的學(xué)習(xí)和掌握的規(guī)律的基礎(chǔ)上積極主動建構(gòu)知識。學(xué)生通過思考、交流、評價不僅知道了如何制取乙烯、氯乙烷、乙醇,更重要的是還知道了可以用過已經(jīng)學(xué)過的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)用多種方法制取同一物質(zhì),激活了學(xué)生理解新知識的橋梁。為順利完成活動4提供了真實的學(xué)習(xí)情境。
【活動4】
學(xué)生通過完成練習(xí)歸納完成問題導(dǎo)學(xué)3,再現(xiàn)官能團(tuán)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。目的在于讓學(xué)生在利用活動3中原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的知識經(jīng)驗去同化當(dāng)前學(xué)習(xí)到的新知識,以引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生親身感受到某種官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化有多種方法,同時培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)能力。滲透在實際應(yīng)用進(jìn)行物質(zhì)合成時,必須依據(jù)某些原則選取合理的方法,從而順利過渡到逆合成分析法。
【活動5】
學(xué)生自學(xué)教材體會“逆合成分析法”在有機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用,并展示合成草酸二乙酯的逆推法。
本活動的內(nèi)容是本節(jié)的重點(diǎn)及核心知識,讓學(xué)生在原有知識的基礎(chǔ)上通過自主合作探究性學(xué)習(xí)理解這些重點(diǎn)知識、核心知識的形成過程,學(xué)案上采用圖表引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建乙二酸二乙酯逆合成分析法的思維過程。讓學(xué)生初步學(xué)會利用逆合成分析法設(shè)計簡單的有機(jī)化合物的合成路線,通過交流展示培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)的能力及自信心,進(jìn)一步體會如何利用逆推法解決具體有機(jī)合成問題,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用已有知識解決實際問題的能力,給學(xué)生充分表現(xiàn)的機(jī)會,感受成功的喜悅,從而學(xué)會學(xué)習(xí)。
【活動6】
學(xué)生討論小結(jié)有機(jī)合成的原則,在前面的活動中已經(jīng)滲透了有機(jī)合成的一些原則,在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生通過討論歸納總結(jié)??紤]到本節(jié)是有機(jī)合成的第一節(jié)基礎(chǔ)課,鑒于學(xué)生的基礎(chǔ),可能總結(jié)不夠全面,我再利用大屏幕幫助學(xué)生完善。這樣可為以后評價合成線路打下基礎(chǔ)。
學(xué)生觀看大屏幕“20世紀(jì)在有機(jī)合成方面獲諾貝爾化學(xué)獎的重要事件” ,對學(xué)生滲透熱愛化學(xué)、熱愛科學(xué)的思想教育。
【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】
達(dá)標(biāo)訓(xùn)練共安排了兩道題,一題涉及的是正合成分析法,另一題是逆合成分析法。難度逐漸加深。
【活動7】
學(xué)生完成達(dá)標(biāo)訓(xùn)練1,再小組討論,最后板演展示化學(xué)方程式。
本題已經(jīng)給出合成路線,只要求學(xué)生根據(jù)合成路線寫出各步反應(yīng)的化學(xué)方程式。本題所寫的化學(xué)方程式均是以前沒有學(xué)過的,但是可利用官能團(tuán)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系正確寫出化學(xué)方程式。學(xué)案將本題作為達(dá)標(biāo)訓(xùn)練第一題的目的有三個:一是通過實例讓學(xué)生了解如何畫合成路線圖;二是通過化學(xué)方程式的書寫考察學(xué)生對官能團(tuán)相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的掌握情況,同時培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力;三是讓學(xué)生感覺此題并不簡單,但經(jīng)過思考又可以解出正確答案,增強(qiáng)學(xué)生的自信心及成就感。
【活動8】
學(xué)生用5分鐘獨(dú)立完成,用2分鐘組內(nèi)討論合成路線,學(xué)生搶答展示合成線路。
篇3
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1 格氏試劑與格氏反應(yīng)簡介
1.1 格氏試劑
格氏試劑通常是用有機(jī)鹵素衍生物(鹵代烷、活潑鹵代芳烴等,其中溴代烷用得最多)與金屬鎂在絕對乙醚(absolute ether or dry ether)存在下作用而成。反應(yīng)方程式如下:
(實驗中常用一小粒碘和溫水浴引發(fā))
乙醚(也可四氫呋喃)不僅是生成的有機(jī)鎂化合物的溶劑,同時也和RMgX結(jié)合成絡(luò)合物,結(jié)構(gòu)如圖1。C-Mg鍵為共價鍵,Mg-X鍵基本上是離子鍵,即:R-Mg+X-。C-Mg鍵的成鍵原子的電負(fù)性不同,C為2.50,Mg為1.23,C的電負(fù)性大于Mg,導(dǎo)致成鍵電子富集于C一方,起碳負(fù)離子的作用,使得烴基帶部分負(fù)電荷,Mg帶部分正電荷,C-Mg鍵是強(qiáng)極性鍵,即:
1.2 格氏反應(yīng)
通常把格氏試劑和醛、酮、酯的加成反應(yīng)叫做格氏反應(yīng),烷基鋰也能進(jìn)行此反應(yīng)[3]。
格氏試劑的發(fā)明將有機(jī)合成技術(shù)向前推進(jìn)了一大步,用它可以增長碳鏈。它不僅可以用于合成烴類、醇類、醛類和酮類,還可以用于合成羧酸、硫醇、亞磺酸以及金屬有機(jī)化合物等,如在蘇教版教材《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》中,還例舉了格式試劑在有機(jī)合成中的應(yīng)用[4]:
2 醇在高中化學(xué)的重要地位
在有機(jī)化學(xué)中,醇是烴的含氧衍生物的開篇,是有機(jī)合成中應(yīng)用極廣的一類化合物,不僅用作溶劑,其中的羥基還是有機(jī)合成中關(guān)鍵的官能團(tuán),它可轉(zhuǎn)變?yōu)閯e的官能團(tuán)的各族化合物。伯醇和仲醇分別催化氧化為醛和酮,又是醇的轉(zhuǎn)化的重要岔路口。其關(guān)系如圖2所示:[5]
3 高中階段合成醇的方式的局限性
在高中階段,合成醇的方法主要有:鹵代烴水解法;烯烴水化法;醛、酮的還原法等。無論上述哪種方法,都只是官能團(tuán)的變化,碳架并未發(fā)生變化。由水煤氣合成和淀粉發(fā)酵產(chǎn)物獲得也相對單一,從有機(jī)合成的角度看,有著較高的局限性。幾十年來,高考對醇的考查也相當(dāng)精細(xì),對醇的合成方面的背景信息不斷拓展,例如有些地區(qū)的高考或模擬中出現(xiàn)烯烴的硼氫化-氧化(如2009年全國理綜卷1的第30題)、氫化鋁鋰還原羧酸、格氏試劑法合成醇的背景信息。
4 利用格氏試劑合成各種醇進(jìn)行考查的價值
實驗過程如下:
①合成格氏試劑:實驗裝置如圖3所示。向三頸瓶加入0.75 g鎂屑和一小粒碘,裝好裝置,在恒壓漏斗中加入3.2 mL溴苯和15 mL乙醚混勻,開始緩慢滴加混合液。待反應(yīng)引發(fā)后開始攪拌,繼續(xù)滴完后待用。
②制備三苯甲醇:實驗裝置如圖3所示。將5.5 g二苯酮與15 mL乙醚在恒壓漏斗中混勻,攪拌,滴加。40℃左右水浴回流0.5 h,加入20 mL飽和氯化銨溶液,冷卻,放好,待提純。
③提純:用圖4所示裝置進(jìn)行提純。
(1)合成格氏試劑過程中,為加快反應(yīng)速率以及提高格氏試劑的產(chǎn)率,可采取的措施有 。
(2)合成格氏試劑過程中,如果混合液滴加過快
將導(dǎo)致格氏試劑產(chǎn)率下降,其原因是 。
(3)在制備三苯甲醇的過程中,不能先將20 mL飽和氯化銨溶液一起加入后再水浴回流的原因是
。
解析:(1)對于已給定物質(zhì),加快反應(yīng)速率要從改變濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等角度考慮;綜合考慮反應(yīng)物及裝置特點(diǎn),排除濃度、壓強(qiáng)和催化劑的因素,為防止反應(yīng)物大量揮發(fā),選擇適當(dāng)?shù)臏囟?。由于合成格式試劑是液相與固相的反應(yīng),為使其充分進(jìn)行,選擇攪拌操作。(2)參考已知③,三頸瓶中已生成的格氏試劑會與溴苯反應(yīng)生成副產(chǎn)物聯(lián)苯,使產(chǎn)率下降。(3)參考已知①,格氏試劑易與水反應(yīng),使三苯甲醇產(chǎn)率降低。
例2 (2013江蘇高考)化合物A(分子式為C6H6O)是一種有機(jī)化工原料,在空氣中易被氧化。A的有關(guān)轉(zhuǎn)化反應(yīng)如下(部分反應(yīng)條件略去):
例3 (2013年浙江省高中學(xué)生競賽)1912年Victor Grignard因其對格氏試劑的研究而獲諾貝爾化學(xué)獎。格氏試劑RMgX由Mg和鹵代烴RX在室溫下的干燥乙醚中反應(yīng)得到。格氏試劑具有很強(qiáng)的堿性以及很強(qiáng)的親核進(jìn)攻能力,廣泛用于復(fù)雜有機(jī)化合物的合成。化合物G的結(jié)構(gòu)如下圖所示,是著名的香料,其合成路線如下(問題略):
6 結(jié)束語
格氏反應(yīng)是高考重要的背景信息,也是高中階段知識的延伸,與高中化學(xué)有著密切的聯(lián)系。鑒于中學(xué)的實際,格氏試劑法合成醇作為信息還只限于格氏試劑與醛、酮以及環(huán)氧乙烷的反應(yīng),與酯的反應(yīng)要求較高。雖然高考不是引導(dǎo)中學(xué)教學(xué)的唯一導(dǎo)向標(biāo),但也要充分重視高考和競賽選擇背景信息的內(nèi)涵及其重要意義。
參考文獻(xiàn):
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篇4
關(guān)鍵詞:西藥制藥;新工藝;新技術(shù);應(yīng)用
隨著人類社會的進(jìn)步和人們對醫(yī)療日益需求,粗俗西藥制藥工業(yè)不斷發(fā)展,西藥已經(jīng)成為世界科研發(fā)展最快的行業(yè)之一,醫(yī)藥工業(yè)的迅速發(fā)展與制藥技術(shù)的不斷創(chuàng)新與科技的發(fā)展離不開。尤其是最近二十年,高科技技術(shù)的蓬勃發(fā)展,促使制藥工業(yè)大道新的水平。
1、當(dāng)今西藥制藥技術(shù)工藝的介紹
當(dāng)今的西藥制取正朝著綠色化學(xué)領(lǐng)域邁進(jìn),綠色化學(xué)的昨天與今天化學(xué)科學(xué)的研究成果和化學(xué)知識的應(yīng)用,使我們衣食住行各個方面都受益匪淺,更不用說化學(xué)藥物對人們防病祛疾、延年益壽、更高質(zhì)量地享活等方面起到的作用。但是另一方面,化學(xué)品的大量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用,給生態(tài)環(huán)境帶來了各種嚴(yán)重的環(huán)境問題,威脅著人類的生存健康。
20世紀(jì)80年代中后期人們對污染預(yù)防和清潔生產(chǎn)的認(rèn)識逐步提高,污染的全過程控制模式逐步代替終端污染控制模式。
2、新技術(shù)新工藝的發(fā)展方向
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,各種先進(jìn)科學(xué)理論不斷涌現(xiàn)。微生物技術(shù)和基因工程技術(shù)早已成為當(dāng)前生物科學(xué)發(fā)展的主導(dǎo)方向。隨著這種趨勢的督導(dǎo)之下,制藥技術(shù)也在不斷的向著這種趨勢靠攏。在當(dāng)前制藥新工藝的發(fā)展方向是采用無毒、無害的原料、催化劑和溶劑,選擇具有高選擇性、高轉(zhuǎn)化率,不生產(chǎn)或少生產(chǎn)副產(chǎn)品的對環(huán)境友好的反應(yīng)進(jìn)行合成,其目的是通過新的合成反應(yīng)和方法,開發(fā)制備單位產(chǎn)污系數(shù)最低,資源和能源消耗最少的先進(jìn)合成方法和技術(shù),從合成反應(yīng)人手,從根本上消除或減少環(huán)境污染。
新技術(shù)新工藝的發(fā)展不僅注重人類的健康,還包括考慮對整個生命周期中對生態(tài)環(huán)境、動物、水生生物和植物的影響,具體地來說,這些綠色化學(xué)的原理和概念包括以下三個方面的內(nèi)容:原子經(jīng)濟(jì)性“原子經(jīng)濟(jì)性”的概念是美國StandfB名化學(xué)家TrostM在1991年提出的.這一念引導(dǎo)人們?nèi)绾稳ピO(shè)計有機(jī)合成.原子經(jīng)濟(jì)性(atomeconomy),即原料分子中有子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。一個有效的合成反應(yīng)不但有高度的選擇性,而且必須具備較高的原子經(jīng)濟(jì)性,盡可能地利用原料分子中的原子。顯然,“子經(jīng)濟(jì)陛”的概念是綠色化學(xué)的基本原理之一。
3、手性合成
我們周圍的世界是手性的,構(gòu)成生命體系的生物大分子的大多數(shù)重要的構(gòu)件僅以一種對映形態(tài)存在.生物活性的手性化合物,例如藥物,與它的受體部分以手性的方式相互作用。因此,藥物的兩個對映體以不同的方式參與作用并導(dǎo)致不同的效果就不足為奇了?,F(xiàn)代藥物化學(xué)已經(jīng)使人們越來越認(rèn)識到手性的重要性,手性合成的研究正逐步從實驗室的科學(xué)探索走向工業(yè)技術(shù),人們電越來越認(rèn)識到手性技術(shù)對人類的健康和生態(tài)環(huán)境的重要意義。
4、新技術(shù)新工藝的發(fā)展前景
在生活方面,人們開始追求綠色消費(fèi)、使用綠色產(chǎn)品。目前人們最熟悉的綠色產(chǎn)品可能是綠色食品。據(jù)報道,國際組織對于綠色食品尚無統(tǒng)一的定義,一般指盡量避免化學(xué)肥料和農(nóng)藥栽培、且加工過程盡可能少用食品添加劑的食品,盡管它們的價格比普通食品高出O.5―1.5倍?;趯Α翱萍籍惢钡恼J(rèn)識,綠色科技觀的主要觀點(diǎn)是:人類應(yīng)該以協(xié)調(diào)人與自然之間的關(guān)系為最高準(zhǔn)則,以不斷解決人類發(fā)展與自然界發(fā)展之間的矛盾為宗旨,、利用科技與自然和平相處、和諧發(fā)展,努力避免負(fù)效應(yīng)。
5、新技術(shù)新工藝的應(yīng)用
“原子經(jīng)濟(jì)性”的概念是1991年美國著化學(xué)家Trost提出的。他提出在合成設(shè)計中地利用原子,避免使用保護(hù)基團(tuán)及離去基團(tuán),這樣就不會產(chǎn)生廢物而對環(huán)境友好。'Frost合成效率包括兩個方面:一是選擇性,一是原子經(jīng)濟(jì)性,即原料分子中轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物的原子可占的白分比。一個有效的合成反應(yīng)不但有高度的選擇性,而且必須具備較高的原子經(jīng)濟(jì)性,盡可能地利用原料分子中的原子。原子經(jīng)濟(jì)性“是綠色化學(xué)的基本原理之一。人類周圍的世界是手性的,構(gòu)成生命體系的生物大分子的大多數(shù)重要的構(gòu)件僅以一種對映形態(tài)存在。生物活性的手性化合物,例如藥物,與它的受體部分以手性的方式相互作用。百分之幾的原此,藥物的兩個對映體以不同的方式參與作用并導(dǎo)致不同的效果。因此開發(fā)單一對映異構(gòu)體的手性藥物已經(jīng)成為國際上制藥工業(yè)的發(fā)展趨勢。
在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的過程中,人們對環(huán)境破壞的逐步增大,各種病菌的變化也日益增多,細(xì)菌對藥物的抗病性也在不斷的增大。使得當(dāng)前制藥過程中藥品研發(fā)的力度不斷的加大。現(xiàn)在越來越多的藥物、食品添加劑和香料全合成制備。通常,這些化合物是通過在合成程的最后一步對其相應(yīng)的外消旋混合物進(jìn)行拆分而獲得。這樣很可能對環(huán)境造成污染。從綠化學(xué)的角度講,就是原子經(jīng)濟(jì)性較差。因此,化的不對稱合成,即手性成成為有機(jī)化學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿。未來的合成化學(xué)必須是經(jīng)濟(jì)的綠色的、環(huán)境友好的以及節(jié)省能源和資源的,要達(dá)到100%的選擇性和100%的收率,只目標(biāo)產(chǎn)物而不產(chǎn)生廢物。實現(xiàn)催化劑的高效率和高選擇性是實現(xiàn)不對動:催化反應(yīng)的實用性工業(yè)化的關(guān)鍵。通過不對稱催化不但可以提供醫(yī)藥、農(nóng)藥和精細(xì)化工所需的關(guān)鍵中間體,而可以提供環(huán)境友好的綠色合成方法。手性合成的研究正逐步從實驗室的科學(xué)探索走向工業(yè)技術(shù),人們也越來越認(rèn)識到手性技術(shù)對人類的健康和生態(tài)環(huán)境的重要意義。
5.1不對稱催化氫化
有不對稱催化氫化是第一個在工業(yè)上使用的不對稱催化反應(yīng)。早在20世紀(jì)70年代,美國山都(Monsant0)公司就成功地應(yīng)用不氫化合成了用于治療帕金森病的L一多巴。Pf等設(shè)計合成了手性雙毗陡麟配體的釘配合物,對2一(6’一甲氧基一2一萘基)丙烯酸和酮醋的不對稱催化氫化具有極高的對映選擇性,可用于制備非+
5.2不對稱催化氧化
1980年Sharpless報道了用手名過氧叔丁醇對烯丙醇進(jìn)行氧化,成功地實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)不對稱環(huán)氧化的過程,這一方法的出現(xiàn)促進(jìn)了實驗有機(jī)合成和工業(yè)有機(jī)合成的發(fā)展。比如用認(rèn)為,來合成盡受體阻斷劑治療心臟病藥物s一心得安。
5.3酶催化拆分異構(gòu)體
心血管病藥物心得安的藥效主要在于(魯)異構(gòu)體;(R)一異構(gòu)體則可以用作一種避孕藥為了分別得到單一異構(gòu)體,Lagos等發(fā)展了化的方法。最近,叢方地將脂肪酶PSL器賠固定化生物反應(yīng)來代替酶粉應(yīng)用于該中間體的拆分。結(jié)果發(fā)現(xiàn)其催化活性是同質(zhì)量酶粉活性的10倍,得到了95%e.e.的(R)一1一氧)一2一丙醇,并進(jìn)一步合成、結(jié)晶得到99的手性(s)一心得安鹽酸鹽。
篇5
關(guān)鍵詞:離子液體 合成醫(yī)藥 應(yīng)用
目前,綠色合成的主要研究方向有4個,分別是:水合成、無溶劑合成、超臨界流體技術(shù)以及離子液體,在醫(yī)藥合成工業(yè)上的應(yīng)用前景非常的廣泛。
一、離子液體的一般特性
離子液體屬于液體或者熔融鹽,其完全是由離子組成的。而我們平常所說的“室溫離子液體”又被叫做“地位熔融鹽”,其全部是由離子組成的化合物,一般在室溫下呈液態(tài)的鹽。室溫離子液體”不易燃燒,當(dāng)溫度處于400攝氏度以下時,其形式比較穩(wěn)定,以液體的形態(tài)呈現(xiàn)。此外,其是一種理想的“綠色溶劑”,不僅具有可設(shè)計性的特點(diǎn),而且具有可循環(huán)使用的優(yōu)勢,因此是一種環(huán)境友好型溶劑。當(dāng)被使用在一些合成工藝中時,其還具有催化的作用。和傳統(tǒng)的溶劑相比,離子液體的特點(diǎn)是:(1)呈液態(tài)的溫度范圍大。許多離子液體當(dāng)處于300℃的環(huán)境中時,依然保持液體狀態(tài)。在同樣的條件下時,水的液態(tài)溫度會低于100℃。但是,此時的氨水僅僅只有40℃。對于一些溫度太高,而且不能在有機(jī)溶劑中發(fā)生反應(yīng)的來說,可以使用離子液體,將其看做是一種良好的介質(zhì)。(2)由于離子液體基本上沒有蒸汽壓,因此在分離以及蒸餾的過程中,也不會因為蒸發(fā)而產(chǎn)生損失。(3)離子液體可以對以下物質(zhì)進(jìn)行溶解:無機(jī)化合物、有機(jī)化合物以及金屬配合物。此外,和傳統(tǒng)的溶劑相比,離子液體的溶解度比較高。另外,在對陽離子以及陰離子進(jìn)行調(diào)節(jié)時,也會改變其他溶劑的溶解性。也就是說當(dāng)產(chǎn)量相同時,反應(yīng)容積需要比較小。(4)當(dāng)離子液體中含有ALCL3時,會表現(xiàn)出強(qiáng)的Lewis,F(xiàn)ranklin以及Bronsted酸性和超酸性??梢酝ㄟ^對ALCL3的用量進(jìn)行調(diào)節(jié),這樣就可以達(dá)到對酸性高低的調(diào)節(jié)。舉個例子,在[Bmim]Cl-Al-Cl3體系中,假如ALCL3的摩爾分?jǐn)?shù)低于0.5時就會呈現(xiàn)出堿性,等于0.5時會呈現(xiàn)出中性,而超過0.5時就會呈現(xiàn)出酸性。其既具有Lewis的酸性,也具有Franklin的酸性,因此在對比之后,可以發(fā)現(xiàn)離子液體更能精確定,也更容易進(jìn)行調(diào)配。(5)有的離子液體不能溶于有機(jī)溶劑,也不能溶于水,比如:甲苯、乙醚。因此,我們可以使用這種特性,來實現(xiàn)溶液兩相催化反應(yīng),也就是說選擇能溶解催化劑但是不和反應(yīng)物以及產(chǎn)物混溶的離子液體。(6)離子液體可以對以下氣體進(jìn)行溶解:O2、H2以及CO。因此,可以將其看做催化加氫、羰基化、甲酰化等反應(yīng)的溶劑,應(yīng)用價值非常大。
二、離子液體的基本類型
離子液體一般是由無機(jī)陰離子以及有機(jī)陽離子組成,其中前者的體積比較小,而后者的體積相對比較大。對陰離子和陽離子的組合進(jìn)行改變,那么就會形成不同的離子液體。離子液體中,我們比較常見的陽離子類型主要有以下4種:烷基季磷離子[PR
xH4-x]+,烷基季銨離子[NRxH4-x]+,N-烷基取代的吡啶離子以及1,3-二烷基取代的咪唑離子。陰離子主要包括對水非常敏感的氯鋁酸根離子。另外一種陰離子組成的離子液體無論是在空氣中還是在水中性質(zhì)都很穩(wěn)定,比如:SbF6-、CF3COO-,BF4-以及PF6-。
當(dāng)以負(fù)離子的不同為依據(jù)對離子液體進(jìn)行分類時,其可以被劃分為非金屬類以及金屬類。金屬類主要含有AlCl3或CuCl2-的鹵化鹽,此外負(fù)離子多用四氟硼酸根BF4-、六氟磷酸根PF6-,也包括TA-(三氟乙酸根CF3COO-)
新離子液體也是離子液體的一類,其發(fā)展基礎(chǔ)是4[emim]BF4(熔點(diǎn)是12℃)。和含AlCl3離子液體不同,新離子液體的組成比較固定,有的品種對于空氣和水都是穩(wěn)定的。烷基取代的咪唑離子[R1R3im]+是其正離子的主要組成部分,比如:C4F9SO3-、CB11H12-。
三、在醫(yī)藥合成中的應(yīng)用
(一)一些藥物的合成
合成普拉多林及中間體。作為取代吲哚類醫(yī)藥的中間體,在對離子液體1-丁基-3-甲基醚唑六氟磷酸鹽[Bmim]PF6進(jìn)行使用時,可以合成普拉多林。反應(yīng)過程分兩步,第一步:在[Bmim]PF6中,2-甲基吲哚與N-嗎啉-2-氯乙烷和N-烷基化反應(yīng),在此過程中沒有烷基吲哚類副產(chǎn)物,質(zhì)量收率是95%。第二步:在150℃而且沒有鋁鹽存在的情況下,將[Bmim]PF6當(dāng)做溶劑,進(jìn)行Friedel-Crafts反應(yīng)。在此之后,離子液體經(jīng)水洗,在經(jīng)過真空干燥之后就可以進(jìn)行循環(huán)使用。
有的離子液體的構(gòu)成成分是氯化鋅和膽堿鹽酸鹽,因此可以把苯肼和酮羰基化合物作為原料,在縮合反應(yīng)之后形成吲哚類化合物。易升華是吲哚類化合物的主要特點(diǎn),而離子液體具有無揮發(fā)性,因此可以通過升華對產(chǎn)物和離子液體進(jìn)行分離。
合成巴比妥酸衍生物。在室溫離子液體1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼硫酸鹽[Bmim]BF4存在下,使用室溫研磨和微波輻射,芳香醛和巴比妥酸或硫代巴比妥酸或經(jīng)Knoevenagel縮合反應(yīng),制備了相應(yīng)的5-亞芳基巴比妥酸,加入強(qiáng)極性離子液體,這時中間體碳負(fù)離子的穩(wěn)定性就會得到增加,因此反應(yīng)就速度就會加快。在經(jīng)過2個小時的研磨后,收率在80%左右。而當(dāng)功率是160W的微波輻射下,反應(yīng)是20S,此時的收率在82%-98%之間。
合成磺胺/磺酰胺類。使用的離子液體具有芳醛基結(jié)構(gòu),將其作為固定相有機(jī)合成的載體,用來擔(dān)載底物,這樣就可以合成磺酰胺類藥物替羅非班。
合成萘普生。萘普生可以被用來解熱鎮(zhèn)痛,其α位含有一個手性碳,藥用為(S)-(+)-異構(gòu)體。此外,也可以合成香豆素,合成氟羅沙星,產(chǎn)生縮醛(酮)化反應(yīng)。
(二)醫(yī)藥合成技術(shù)上的應(yīng)用
拆分技術(shù)和介質(zhì)。由于我們可以在離子液體中獲得對映選擇性以及比較高的酶活性,所以可以將其看做拆分反應(yīng)介質(zhì)。此外,離子液體[Bmim]PF6具有極性和疏水性,因此是一種理想的介質(zhì),即作為藥物萘普生甲酯不對稱水解反應(yīng)的介質(zhì)。
結(jié)束語:
目前,可持續(xù)發(fā)展理念已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域,化學(xué)領(lǐng)域也不例外。此外,隨著綠色化學(xué)理念的提出,關(guān)于離子液體的研究以及應(yīng)用越來越多。離子液體的應(yīng)用非常廣泛,比如:高分子、生物、化學(xué)、醫(yī)藥以及石油等,也取得了不錯的成果。尤其是在醫(yī)藥工業(yè)方面,離子液體的應(yīng)用前景非常廣泛。筆者主要對離子液體在醫(yī)藥中間體合成中的應(yīng)用進(jìn)行了分析,只是拋磚引玉,有不足的地方還望同行指正。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:對甲基苯乙酮;對甲基-a-苯乙醇;鈀碳;催化加氫
1 前言
對甲基-a-苯乙醇是一種重要的化工產(chǎn)品,在醫(yī)藥工業(yè)和化工制造業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。在藥物合成生產(chǎn)中,對甲基-a-苯乙醇是一種重要的藥物中間體,比如是合成藥物煙芐酯的重要原料。本實驗采用鈀碳作催化劑,對4-甲基苯乙酮作低壓加氫合成對甲基-a-苯乙醇研究,同時鈀碳經(jīng)過處理可回收利用,清潔,污染少,成本相對較低。本文主要研究改變鈀碳催化劑用量、溶劑甲醇與4-甲基苯乙酮比例、氫氣壓強(qiáng)三個反應(yīng)條件對實驗的影響,經(jīng)過正交實驗制備得到的對甲基-a-苯乙醇純度可達(dá)98%,顯示了良好的應(yīng)用前景。
2 酮的催化加氫
酮和不飽和烴類似,在鈀碳、鉑、鎳等催化劑作用下,很容易還原為相應(yīng)的二級醇:
有些反應(yīng)需加壓、加溫,或用特殊催化劑進(jìn)行,最常用的溶劑為醇、酸等。同時應(yīng)注意以下副反應(yīng):
例如:苯乙酮加氫合成苯乙醇,采用Ni-Sn-B/SiO2作催化劑[1],實驗方法為:在220ml不銹鋼高壓反應(yīng)釜中加入5.0ml苯乙酮、50ml乙醇及催化劑,密封后用氫氣置換內(nèi)空氣3次,加熱至釜溫80℃,充入氫氣至2.0Mpa并在反應(yīng)中保持恒定,開啟攪拌器至轉(zhuǎn)速1000r/min,同時開始記時,反應(yīng)過程中間歇取樣,產(chǎn)物以氣相色譜檢測。
2.1 試劑與反應(yīng)原理
對甲基苯乙酮
英文名:4-Methylacetophenone (Synonyms: p-methylacetophenone;1-Acetyl-4-methyl benzene; 1-Methyl-4-acetyl benzene; 4-Acetyltoluene; p-methylacetophenone; p-tolyl methyl ketone; Ethanone, 1-(4-methylphenyl)-; Methyl p-tolyl ketone;)
化學(xué)名:對甲基苯乙酮 分子量:134.1774 CAS:122-00-9 分子式:C9H10O
結(jié)構(gòu)式: 立體結(jié)構(gòu)圖:
理化性質(zhì):針狀結(jié)晶或淡黃色液體,mp22-24℃,用于有機(jī)合成,含 量:≥98%
沸點(diǎn):226℃ 密度:1.005g/cm3
對甲基-a-苯乙醇:
英文名:alpha,4-Dimethylbenzylalcohol (Synonyms: 1-(4-Methylphenyl)ethanol; Methyl p-tolyl carbinol;)
化學(xué)名:對甲基a-苯乙醇 分子量:136.1932 CAS:536-50-5 分子式:C9H12O
結(jié)構(gòu)式: 立體結(jié)構(gòu)圖:
理化性質(zhì):淡黃色粘稠液體,是重要的有機(jī)合成原料,含 量:≥98%。
沸點(diǎn):220℃ 密度:0.987g/cm3
2.2 反應(yīng)方程式
3 實驗方案
3.1 反應(yīng)條件選擇
a 溶劑選擇:溶劑在加氫中起著重要作用,它影響著氫化速度,也影響反應(yīng)方向。這主要是因為溶劑使催化劑對被加氫物的吸附特性發(fā)生變化,從而改變了氫的吸附量。這可使催化劑分散的更好,有利于氣、液、固三相的接觸。低壓加氫常用的溶劑有:石油醚、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷和二惡烷、甲醇等。其活性順序與極性順序基本一致,極性大的溶劑加氫速度快。由于實驗加氫生成物為液體且黏度較大,所以我們選擇極性大的甲醇作溶劑。(注:溶劑要不含其他雜質(zhì),否則對反應(yīng)有影響,易引起催化劑中毒)
b 催化劑選擇:目前5%鈀-碳是工業(yè)上廣泛采用的催化劑,它不需要高溫、高壓操作,一般在0.5Mpa以下即可加氫。在一般條件下不能進(jìn)行環(huán)加氫,鈀-碳催化劑已有商品出售它比較 穩(wěn)定,含50%水分的鈀-碳催化劑比直接干燥至分狀的催化劑活性要高些。經(jīng)過分析選擇鈀碳作催化劑。
3.2 正交實驗設(shè)計
根據(jù)實驗?zāi)康模簽樘岣咿D(zhuǎn)化率、產(chǎn)品純度、收率等綜合指標(biāo)。擬定以下正交實驗表:
1 確定因素水平表
2 選擇正交表及表頭設(shè)計選擇L9(34)正交表頭設(shè)計
3 確定實驗方案(按正交表填表)
3.3 儀器及
3.4 實驗簡易裝置圖
3.5 操作流程
首先,將所有儀器洗凈,再用去離子水趟洗,烘干;
每組實驗取對甲基苯乙酮100ml加入高壓反應(yīng)釜,在按表3 L9(34)正交表取鈀碳和甲醇溶劑,同時按照正交設(shè)計條件實驗;蓋好BF-05玻璃反應(yīng)釜蓋,接通FMK-A型高壓釜控制器電源,開啟冷凝水,先用N2排空三次,再用H2排空三次,然后調(diào)節(jié)K1使H2為需要的壓強(qiáng),開啟攪拌,開始反應(yīng);
同時開始記時,反應(yīng)過程中間歇取樣,產(chǎn)物以氣相色譜檢測;
反應(yīng)完畢,先排空,取蓋,抽濾反應(yīng)液,將濾液減壓蒸餾,得到產(chǎn)品。
3.6 實驗數(shù)據(jù)記錄
4 實驗結(jié)論
綜上章所述,根據(jù)本實驗實際效果,按A2B2C2條件生產(chǎn),既提高純度、收率又節(jié)約了成本,得到A2B2C2是此實驗研究出的最佳反應(yīng)條件。
通過對產(chǎn)品純度、收率、反應(yīng)速率的綜合數(shù)據(jù)分析,加上反應(yīng)條件的溫和程度分析,可以得到:采用鈀碳作催化劑研究4-甲基苯乙酮低壓加氫,可以降低反應(yīng)溫度,降低反應(yīng)壓強(qiáng),提高產(chǎn)品純度,在操作上減輕了工作強(qiáng)度,鈀碳可以回收利用。因此,認(rèn)為鈀碳是對甲基苯乙酮低壓加氫的理想催化劑,在工業(yè)上具有現(xiàn)實意義,及良好的發(fā)展前景。本文中的實驗數(shù)據(jù)(A2B2C2是此實驗研究出的最佳反應(yīng)條件)可以作為4-甲基苯乙酮低壓加氫中試及工業(yè)化生產(chǎn)的重要依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
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篇7
【關(guān)鍵詞】教學(xué)行為;化學(xué);課堂教學(xué);有效性
High school chemistry teaching behavior to improve the effectiveness of classroom teaching
Liao Chunquan
【Abstract】Whether the Scientific research colleges and universities or the high school teacher devote more enthusiasm and energy to the validity of class teaching since the new class reform. The writer studied the teaching effectiveness of promoting chemical class from the point of view of teaching behavior. Show us the current achievements and raise the questions during the study and the idea of future.
【Key words】Teaching behavior; Chemical; Classroom teaching; Validity
1.研究背景
自2006年遼寧省新課程實施以來,無論是科研院校還是一線教師對此傾注了極大的熱情,能夠發(fā)現(xiàn)課堂教學(xué)悄悄地發(fā)生了變化。這些變化中,有些是我們期待已久的,有些卻是背離或者說誤解新課程理念的,比如一味的追求課堂的開放,對學(xué)生的知識成長只停留在知識表面而不注重思維的鍛煉與養(yǎng)成等等。對于后者,我們要透過表層的變化看到問題的本質(zhì),須冷靜、客觀、科學(xué)的分析,以積極有效的探索與解決策略糾正教學(xué)行為上的偏差,回歸到課堂效率提高的核心目標(biāo)。
課堂教學(xué)的有效性,直接關(guān)系到教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。隨著課改的不斷推進(jìn),如何使學(xué)生在新課程背景下能得到更好的發(fā)展,已經(jīng)受到每一位教育工作者的關(guān)注,如何提高課堂教學(xué)的有效性,是新課改成效突飛的又一個瓶頸,其教學(xué)策略的選擇以及影響因素的研究都有著極其重要的意義。
教師的教學(xué)行為是教學(xué)環(huán)節(jié)中最直接的作用點(diǎn),是提高化學(xué)課堂教學(xué)有效性的直接操作體現(xiàn),起到了推動與促進(jìn)的作用。目前僅局限于教學(xué)行為和課堂有效性的孤立研究,從上世紀(jì)80年代起,國內(nèi)關(guān)于教學(xué)行為研究的文獻(xiàn)漸漸多了起來,以題名中含有“教學(xué)行為”一詞為條件在期刊網(wǎng)上進(jìn)行搜索,共搜到1123篇論文(期刊、碩士、博士),其中上世紀(jì)80年代4篇,90年代48篇,以后每年論文數(shù)量成倍數(shù)遞增,由2000年的10篇已經(jīng)到2010年193篇,可見對教學(xué)行為的研究在近10來年逐漸進(jìn)入了成熟期 〔1-3〕。但教學(xué)行為與課堂教學(xué)的有效性的組合研究還是處于初期階段,尤其是化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的研究,因此在一線的教學(xué)中研究教學(xué)行為對化學(xué)課堂教學(xué)有效性的提高具有極大的理論與實際意義。
2.理論依據(jù)〔4-5〕
教學(xué)行為是指課堂上教師教學(xué)生的行為。教學(xué)行為既包含教的行為也包含學(xué)的行為,同時又有二者的相互作用,即師生的互動行為等等。教學(xué)行為與教學(xué)方法、教學(xué)模式和教學(xué)策略的抽象程度不同,其是對具體的、可觀察到的行為的抽象,而教學(xué)方法、教學(xué)模式、教學(xué)策略都是對教學(xué)行為抽象之后的再抽象;其次,抽象的對象不同。教學(xué)行為的抽象對象是發(fā)生在課堂上的一個個具體的行為,而教學(xué)方法、教學(xué)模式、教學(xué)策略的抽象對象則是教學(xué)思想、教學(xué)觀念與教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)行為的融合體,是對思想或觀念的再抽象。
教學(xué)行為是教學(xué)方法、教學(xué)模式、教學(xué)策略存在和呈現(xiàn)的客觀載體。教學(xué)行為包含在教學(xué)方法之中,是一個個的教學(xué)行為構(gòu)成了教學(xué)方法。一個個的教學(xué)行為在一定的教學(xué)思想和教學(xué)原則指導(dǎo)下,為解決某一類教學(xué)問題而形成的固定的行為系列就形成了教學(xué)模式,教學(xué)模式必須通過具體的教學(xué)行為才能存在和體現(xiàn)出來。教學(xué)策略是對教學(xué)方法、教學(xué)模式的選擇和改造,但這在本質(zhì)上是通過教學(xué)行為來實現(xiàn)的??梢赃@樣說,不同層次和類型的教學(xué)行為,在一定的思想指導(dǎo)下,在一定的時空中進(jìn)行組合與抽象,就形成了教學(xué)方法、教學(xué)模式和教學(xué)策略。
教學(xué)行為、教學(xué)方法、教學(xué)模式、教學(xué)策略相互聯(lián)系,又相互區(qū)別,各自在不同的層次上有其強(qiáng)調(diào)和關(guān)注的重點(diǎn),共同形成了教學(xué)論的觀念系統(tǒng)。同時也可以看出,任何教學(xué)思想、理論、觀念,以及以此為指導(dǎo)的方法、模式、策略,都必須通過教學(xué)行為才能落實到課堂上,才能發(fā)揮自己的作用。這也是本研究著眼于教學(xué)行為提高課堂教學(xué)有效性研究的重要原因。
3.研究的目標(biāo)
在新課程背景下,研究體現(xiàn)了現(xiàn)代教學(xué)理論在化學(xué)新課程教學(xué)中的具體運(yùn)用,為教學(xué)行為的研究和提高教學(xué)有效性的研究及二者復(fù)合研究提供案例,豐富其理論研究。研究根據(jù)不同的課程目標(biāo)及教學(xué)任務(wù)采用不同的教學(xué)方式,評價了不同教學(xué)方式對提高課堂教學(xué)的有效性的影響。
4.研究的主要內(nèi)容及過程
根據(jù)高中教學(xué)課程的模塊特點(diǎn),選取了人教版必修一《氧化還原反應(yīng)》《用途廣泛的金屬材料》、《硝酸的化學(xué)性質(zhì)》,必修二《元素周期律》,《影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素》,選修三《離子晶體》,選修四《鹽類水解》,選修五《有機(jī)合成》作為研究的課程載體,對教師的教學(xué)行為對提高化學(xué)課堂中元素化合物、化學(xué)規(guī)律、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)原理、有機(jī)化學(xué)的不同模塊教學(xué)有效性進(jìn)行了深入研究。
研究主要包括一下幾個過程,資料收集,研究內(nèi)容的確定,研究方法的修訂,內(nèi)容的實施,評價與總結(jié)。
對課堂教學(xué)有效性的文獻(xiàn)索引,2005年至2010年有關(guān)課堂有效性的文獻(xiàn)共計4676篇,而化學(xué)教學(xué)有效性的論文共計144篇,與有關(guān)教學(xué)行為與化學(xué)課堂教學(xué)的研究近五年僅為9篇,可見二者只有少數(shù)重疊,這為具體課程載體的選定和與教學(xué)行為的研究提供了很好的理論依據(jù)和研究的角度。
綜合文獻(xiàn)研究,經(jīng)過反復(fù)的論證,在第一個研究周期中,確定選取必修一《硝酸的化學(xué)性質(zhì)》,必修二《元素周期律》,選修三《離子晶體》,選修四《鹽類水解》復(fù)習(xí)課,選修五《有機(jī)合成》作為課程模塊,結(jié)合教師的如下教學(xué)行為,進(jìn)行研究。研究的教學(xué)行為包括:文學(xué)滲透,實驗探究,元素性質(zhì)的切入教學(xué),大化學(xué)正負(fù)結(jié)合思想,晶體教學(xué)的對稱美學(xué),晶體教學(xué)的幾何思想,鹽類水解的微粒觀,有機(jī)合成的逆向合成分析的逆向思維引導(dǎo),理論構(gòu)建角度的引導(dǎo)。除此之外對教學(xué)過程中的問題驅(qū)動,多媒體教學(xué)等對提高課堂教學(xué)的有效性亦有考察。第二個研究周期中,結(jié)合第一周期的研究,選定必修一《氧化還原反應(yīng)》、《硝酸的化學(xué)性質(zhì)》,必修二《影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素》,整合各種教學(xué)行為和針對性強(qiáng)化研究。
以三年為第一個研究周期,第四年加以整合與針對性加強(qiáng)研究,其中研究內(nèi)容均以公開課,研究課,匯報課,比賽課,展示課等形式在課堂教學(xué)中得以實現(xiàn),在授課過程中,運(yùn)用了不同的教學(xué)行為,提高了課堂的教學(xué)效率,不但取得了很好的效果,也得到了業(yè)內(nèi)人士的好評。
5.研究取得的主要成果
2007年《用途廣泛的金屬材料》研究課,獲遼寧省教育軟件大賽一等獎
2008年《元素周期律》研究課
2008年《有機(jī)合成》研究課,且獲遼寧省教育軟件大賽優(yōu)秀獎
2009年9月《離子晶體》青年教師匯報課
2009年10月《鹽類水解》大連市展示課,獲全國新課改成果交流二等獎
2010 年10月指導(dǎo)遼寧師范大學(xué)優(yōu)秀實習(xí)教師《氧化還原反應(yīng)》匯報課
2010年12月《硝酸的化學(xué)性質(zhì)》第二屆校秋實杯新課程改革大賽一等獎
全國新課改成果交流教學(xué)案例類二等獎
全國新課改成果交流習(xí)題類二等獎
2011年4月《影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素》研究課
6.研究中存在的問題和研究設(shè)想
6.1 存在的問題。
化學(xué)教學(xué)的作用之一應(yīng)體現(xiàn)以化學(xué)學(xué)科為載體,展示自然科學(xué)的探究過程,培養(yǎng)學(xué)生的研究性方法。再現(xiàn)科學(xué)探究過程應(yīng)以何種教學(xué)行為促進(jìn)其高效呢?實驗的探究模式建立,其實是一個科學(xué)研究的過程,一直在思考怎們能讓高中生體會到這里面的一般模式及科學(xué)性,而現(xiàn)有的矛盾是學(xué)生的知識體系完全局限于課本,課堂還要遵循課本及新課程,若不體現(xiàn)科學(xué)方法的引導(dǎo),而只注重知識內(nèi)容,試問怎能培養(yǎng)出高科學(xué)素養(yǎng)的學(xué)生呢?或者說學(xué)怎么能把學(xué)生越教聰明呢?著眼此處,研究過程中也做了些嘗試,以再現(xiàn)一般科學(xué)研究方法。如在《硝酸的化學(xué)性質(zhì)》一課中,銅與濃硝酸的反應(yīng)直接給出客觀事實(創(chuàng)設(shè)科研途中的偶然事實),以此為生長點(diǎn),給出科研模式,變換一個影響因素,實踐實驗?zāi)J?,提出課題即金屬與硝酸反應(yīng)的領(lǐng)域性研究,以讓學(xué)生體會到科學(xué)研究的過程。課前預(yù)設(shè)學(xué)生的思考及方案建立,會在教師的引導(dǎo)下步步遞進(jìn),但課堂中有了很多的新生成,這些生成也恰恰體現(xiàn)了學(xué)生研究問題的不同角度,屬于科學(xué)思維過程,屬科研途中的可能性預(yù)測,有利于學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。再如對一氧化氮的認(rèn)識,發(fā)現(xiàn)生成后直接反應(yīng),對笑氣的處理,會不會與氧氣反應(yīng),繼續(xù)加水溶解,還要為什么產(chǎn)物是單一的而不能推斷的都會發(fā)生等等,在這些問題上均給與了很好的調(diào)整,這也正是推而廣之,研究金屬活動性順序,硝酸濃度,及反應(yīng)條件的三個因素立體科研領(lǐng)域素要考慮的問題,往往一個科研思維不是在高等教育中才閃現(xiàn),而是基礎(chǔ)教育中的生成,高等學(xué)府中成長,科研道路中成熟,只有這樣才能有更高層次更有成就的科學(xué)領(lǐng)域探索。
6.2 今后的研究設(shè)想。
如何在一線教學(xué)中能夠系統(tǒng)化的針對具體模塊教學(xué)采用有效的教學(xué)行為,應(yīng)該是今后有關(guān)教育理論的研究方向之一,應(yīng)努力建立一種新課程下教學(xué)行為與有效性教學(xué)的互應(yīng)模式。新的課程改革已經(jīng)實施一段時間,及時的反思和靈活多變的策略,才能以不變應(yīng)萬變,正所謂教學(xué)有法,教無定法,貴在得法,才能夠在教學(xué)過程中達(dá)到“教是為了不教”的目的,才能促進(jìn)我國教育改革的深入,這是一個深刻的話題,我輩教員應(yīng)不斷為之努力。
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篇8
摘要: 對微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)藥工業(yè)應(yīng)用上的獨(dú)特優(yōu)勢,特別是在手性藥物或藥物中間體制備、借助微生物轉(zhuǎn)化手段實施組合生物催化在新藥篩選方面發(fā)揮的積極作用進(jìn)行了闡述分析,并結(jié)合作者自身近年來在該技術(shù)領(lǐng)域的實踐和收獲對數(shù)個相關(guān)課題作了介紹。
關(guān)鍵詞:
微生物轉(zhuǎn)化技術(shù);
生物催化;
關(guān)鍵中間體
Application of microbial transformation in modern pharmaceutical industry
KEY WORDS
Microbial transformation;
Biocatalysis;
Key intermediates
1
概述
在過去的30多年中,微生物轉(zhuǎn)化或酶轉(zhuǎn)化技術(shù)在有機(jī)化學(xué)合成領(lǐng)域中的嘗試不僅使理論研究獲得廣泛開展,在實際應(yīng)用方面也取得了長足的進(jìn)步。許多化學(xué)合成工藝相當(dāng)復(fù)雜的藥物、食品添加劑、維生素、化妝品和其它一些精細(xì)化工產(chǎn)品合成過程中的某些重要反應(yīng),目前已經(jīng)能夠用微生物或酶轉(zhuǎn)化技術(shù)得以替代。在許多國外文獻(xiàn)中經(jīng)常能夠看到的描述這種技術(shù)的名詞有:microbial transformation、microbial conversion、biotransformation、biotransconversion和enzymation等[1,2]。微生物轉(zhuǎn)化的本質(zhì)是某種微生物將一種物質(zhì)(底物)轉(zhuǎn)化成為另一種物質(zhì)(產(chǎn)物)的過程,這一過程是由某種微生物產(chǎn)生的一種或幾種特殊的胞外或胞內(nèi)酶作為生物催化劑進(jìn)行的一種或幾種化學(xué)反應(yīng),簡言之,即為一種利用微生物酶或微生物本身的合成技術(shù)。這些具有生物催化劑作用的酶大多數(shù)對其微生物的生命過程也是必需的,但在微生物轉(zhuǎn)化過程中,這些酶僅作為生物催化劑用于化學(xué)反應(yīng)。由于微生物產(chǎn)生的這些能夠被用于化學(xué)反應(yīng)的大多數(shù)生物催化劑不僅能夠利用自身的底物及其類似物,且有時對外源添加的底物也具有同樣的催化作用,即能催化非天然的反應(yīng)(unnatural reactions),因而微生物轉(zhuǎn)化可以認(rèn)為是有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中的一個特殊的分支。某種特殊的微生物能夠?qū)⒛撤N特定的底物轉(zhuǎn)化成為某種特定的產(chǎn)物,其本質(zhì)是酶的作用。因此,對酶轉(zhuǎn)化無需多作解釋,它與微生物轉(zhuǎn)化的差別僅在于:前者是一個單一的酶催化的化學(xué)反應(yīng),而后者為了實現(xiàn)這一酶催化反應(yīng),需要為微生物提供一個能夠生物合成這些酶的條件,因此,從這一角度來看,這似乎是真正的生物轉(zhuǎn)化。另外,盡管用于生物轉(zhuǎn)化的酶大多來自于微生物,但也可以是來自于動物和植物的酶。而對于一個具體的生物轉(zhuǎn)化來說,究竟是采用微生物轉(zhuǎn)化技術(shù),還是采用酶轉(zhuǎn)化技術(shù),這要綜合考慮實現(xiàn)這一過程的諸多因素,如成本、環(huán)境、技術(shù)裝備和質(zhì)量要求等。在研究一個微生物(或酶)轉(zhuǎn)化過程時,需要仔細(xì)地考慮諸多方面的問題如:所用轉(zhuǎn)化底物的選擇、所用微生物對不同底物轉(zhuǎn)化能力的考察、轉(zhuǎn)化路線或轉(zhuǎn)化反應(yīng)的選擇等。其中最主要的是尋找適合于所設(shè)計轉(zhuǎn)化過程的微生物,以及如何來提高這種微生物的轉(zhuǎn)化能力,即提高這種酶活力。再則是發(fā)現(xiàn)一種新的酶或一種新的反應(yīng)以便為設(shè)計一個新的微生物轉(zhuǎn)化過程提供一條線索。為了尋找能夠適合作為生物催化劑的微生物酶,除了有必要對原來已知的一些重要的酶或反應(yīng)進(jìn)行重新評價外,一種更為有效的方法是篩選新的微生物菌株或酶[3~6]。用于微生物轉(zhuǎn)化的菌株或酶的篩選的范圍應(yīng)該盡可能地廣,因為至目前為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了3000余種能夠催化各種化學(xué)反應(yīng)的酶,其中有些酶的催化效果比化學(xué)催化劑好;另外,微生物的多樣性和其生理生化特性的多樣性(它們能夠修飾和降解許許多多有機(jī)化合物),使我們有可能找到某種微生物或酶來催化某種特定的和所期望的化學(xué)反應(yīng)。
2
生物轉(zhuǎn)化與藥物開發(fā)的應(yīng)用
愈來愈多的研究表明,作為治療用藥物的外消旋體混合物有著不可避免的缺點(diǎn),而美國FDA公布的手性藥物指導(dǎo)原則無疑加快了從頭開始開發(fā)單一異構(gòu)體藥物或利用外消旋體轉(zhuǎn)換技術(shù)從已有的藥物中開發(fā)單一異構(gòu)體藥物的步伐。手性藥物制備的關(guān)鍵技術(shù)是不對稱合成技術(shù)。多年來,有機(jī)化學(xué)工作者已經(jīng)研究開發(fā)了許多種用化學(xué)的方法進(jìn)行不對稱合成的技術(shù),但近20多年來,很多長期從事化學(xué)合成研究的工作者對微生物和酶反應(yīng)發(fā)生了興趣,與此同時,很多長期從事微生物和酶的研究的工作者對如何將此應(yīng)用于有機(jī)合成發(fā)生了興趣,從而使生物催化轉(zhuǎn)化(biocatalytic transformation)成為一種進(jìn)行不對稱合成的重要技術(shù)。應(yīng)用生物催化轉(zhuǎn)化技術(shù)進(jìn)行不對稱合成與化學(xué)合成法相比較具有的優(yōu)越性有:1)轉(zhuǎn)化底物某一基團(tuán)的專一性強(qiáng),即對不需要轉(zhuǎn)化的基團(tuán)無需保護(hù);2)通過對用于某一轉(zhuǎn)化的微生物進(jìn)行菌種選育和轉(zhuǎn)化條件的優(yōu)化,可以得到極高的轉(zhuǎn)化率;3)生物催化轉(zhuǎn)化的反應(yīng)條件溫和且對環(huán)境的污染很小。特別是近年來DNA重組技術(shù)的應(yīng)用和新的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用,使愈來愈多的原來使用化學(xué)方法進(jìn)行不對稱合成的化合物有可能被生物催化轉(zhuǎn)化的方法來替代[7~10]。利用生物轉(zhuǎn)化技術(shù)進(jìn)行手性藥物的開發(fā)主要進(jìn)行兩個方面的工作:一是進(jìn)行藥物關(guān)鍵中間體的制備,因為利用生物催化轉(zhuǎn)化方法制備對映體純化合物(enantiopure compounds)具有很大的吸引力,但試圖利用這種方法來完成所期望的復(fù)雜的有機(jī)合成往往是困難的,甚至是不可能的,而利用這種方法獲得某一關(guān)鍵中間體是切實可行的;另外,盡管用化學(xué)的方法能夠在實驗室條件下獲得所需要的手性藥物,但往往是由于成本和技術(shù)問題難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。因此用化學(xué)生物化學(xué)的制備路線具有獨(dú)特的優(yōu)越性,即所謂的“綠色合成工藝”;二是進(jìn)行消旋化合物的生物拆分或轉(zhuǎn)化,得到單一構(gòu)型的藥物分子。表1為一些利用生物轉(zhuǎn)化制備手性藥物或關(guān)鍵中間體的實例[11]。
3
組合生物催化與新藥發(fā)現(xiàn)組合
生物轉(zhuǎn)化(催化)(combinatorial biocatalysis),是指利用一種以上的具有特殊轉(zhuǎn)化功能的微生物或酶,對同一個母體化合物進(jìn)行組合轉(zhuǎn)化,以得到化學(xué)結(jié)構(gòu)的多樣性,它是從已知化合物中尋找新型衍生物以及從簡單化合物制備復(fù)雜化合物的有效手段。從某種角度講,它比化學(xué)合成的方法更為簡單和有效。這是一個新的研究領(lǐng)域。天然產(chǎn)物的多樣性和其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,是存在于生物體內(nèi)大量酶的作用結(jié)果。生物體內(nèi)負(fù)責(zé)一系列重要生命活動的酶,在體外同樣具有相同的催化能力。因此,只要體外的催化環(huán)境與體內(nèi)相仿,則能夠?qū)崿F(xiàn)一系列復(fù)雜的,特別是用傳統(tǒng)化學(xué)合成方法難以實現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)。利用生物催化劑或化學(xué)合成酶催化相結(jié)合的方法,能夠大大地增加衍生物的多樣性,以及能夠有效地對復(fù)雜天然產(chǎn)物的結(jié)果修飾和從簡單的分子構(gòu)建新的化合物庫,在這過程中,往往能夠發(fā)現(xiàn)新的生理活性物質(zhì)。生物催化劑為擴(kuò)大組合化學(xué)提供了各種合成的可能性[1,11~13]。表2為一些由酶或微生物催化的典型反應(yīng)。利用生物催化發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物的優(yōu)越性在于:1)可能進(jìn)行反應(yīng)的范圍廣;2)能夠定向進(jìn)行區(qū)域選擇性和立體選擇性;3)不需基團(tuán)保護(hù)和脫保護(hù),一步實現(xiàn)所需的反應(yīng);4)在溫和和均一的條件下可容易地實現(xiàn)自動化和一步反應(yīng)的重現(xiàn)性;5)溫和的反應(yīng)條件保證了復(fù)雜易變的分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;6)高的催化活性可以降低催化劑的用量;7)酶的固定化可以使催化劑反復(fù)和循環(huán)使用;8)生物催化劑可在環(huán)境中完全被降解。
4
近年來本中心開展的一些相關(guān)課題的進(jìn)展
近年來,上海來益生物藥物研究開發(fā)中心開始涉及微生物轉(zhuǎn)化課題的研究,特別是用微生物進(jìn)行植物甾醇邊鏈降解制備甾體藥物關(guān)鍵中間體的開發(fā)以及抗糖尿病新藥米格列醇和伏格列波糖的開發(fā)。
表1 利用生物轉(zhuǎn)化制備手性藥物或關(guān)鍵中間體的部分實例(略)
4.1
甾體類微生物轉(zhuǎn)化的研究甾體藥物包括激素類藥物和非激素類藥物:前者如性激素、類皮質(zhì)激素和蛋白同化激素等;后者有抗細(xì)菌和抗腫瘤藥物等。由于其不可取代的用途及治療適應(yīng)證不斷擴(kuò)大,甾體藥物越來越引起人們的重視。利用生物轉(zhuǎn)化技術(shù)進(jìn)行甾體藥物生產(chǎn)主要有植物甾醇的邊鏈切除,以得到關(guān)鍵中間體ADD和4AD,以及進(jìn)行立體選擇性的羥化反應(yīng)。(1)利用微生物轉(zhuǎn)化切除邊鏈,制備甾體藥物關(guān)鍵中間體ADD和4AD微生物對甾體邊鏈的裂解轉(zhuǎn)化是一個很慢的過程,因為底物和產(chǎn)物的溶解性都很差,且底物傳遞至細(xì)胞的過程和產(chǎn)物傳出細(xì)胞的過程都很慢。因此,如何提高底物的溶解性一直是提高微生物轉(zhuǎn)化率的重要步驟。我們在微生物轉(zhuǎn)化菌株的菌種選育、轉(zhuǎn)化條件的優(yōu)化和轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的研究方面進(jìn)行了數(shù)年的研究工作[14~17],最終已經(jīng)獲得了具有產(chǎn)業(yè)化價值的微生物轉(zhuǎn)化技術(shù),即以天然維生素E生產(chǎn)下腳料(含有混合植物甾醇)為底物制備甾體藥物關(guān)鍵中間體ADD和4AD的工業(yè)化路線。圖1所示為混合植物甾醇底物和ADD以及4AD的化學(xué)結(jié)構(gòu)。(2)利用微生物轉(zhuǎn)化選擇性羥基化,制備甾體藥物關(guān)鍵中間體11OHADD、11OH4AD,以及抗心衰新藥依普利酮關(guān)鍵中間體11OH坎利酮我們分別進(jìn)行了以ADD、4AD以及坎利酮為底物的微生物轉(zhuǎn)化菌株的篩選、選育,以及轉(zhuǎn)化條件的優(yōu)化等大量研究工作,最終獲得了具有產(chǎn)業(yè)化價值的微生物轉(zhuǎn)化制備工藝。圖2所示為11OHADD和11OH4AD的化學(xué)結(jié)構(gòu)。圖3所示為從坎利酮到11OH坎利酮的微生物轉(zhuǎn)化。(3)利用微生物轉(zhuǎn)化技術(shù),獲得多種4AD結(jié)構(gòu)類似物很多甾體藥物的關(guān)鍵中間體與4AD的結(jié)構(gòu)類似物有關(guān),我們篩選了多種具有不同特性的微生物菌株對4AD進(jìn)行轉(zhuǎn)化,結(jié)果得到了一系列的4AD結(jié)構(gòu)類似物,如圖4所示[18]。(4)利用微生物轉(zhuǎn)化技術(shù),從植物混合甾醇直接生產(chǎn)睪酮在我們多年對植物甾醇微生物轉(zhuǎn)化邊鏈切除的研究過程中,發(fā)現(xiàn)了一個非常有意義的現(xiàn)象:即在經(jīng)過誘變處理的大量微生物轉(zhuǎn)化菌種中,發(fā)現(xiàn)了一株能夠直接將植物甾醇轉(zhuǎn)化成睪酮的菌株[19]。同時,轉(zhuǎn)化條件的改變能夠使睪酮的轉(zhuǎn)化率大大地提高。進(jìn)一步的研究表明,能夠?qū)⒅参镧薮贾苯愚D(zhuǎn)化成大量睪酮的微生物菌株,其17羰基還原酶的活性比較高,因而將已經(jīng)轉(zhuǎn)化的ADD和4AD中17位的羰基還原成為羥基,分別獲得睪酮和去氫睪酮,以及另外一個17位邊鏈發(fā)生改變的結(jié)構(gòu)類似物,如圖5所示。經(jīng)過大量的菌種選育工作和轉(zhuǎn)化條件的優(yōu)化工作,已經(jīng)獲得了一條利用微生物轉(zhuǎn)化直接從混合植物甾醇制備睪酮的工業(yè)化工藝路線。
圖1
底物混合植物甾醇和產(chǎn)物ADD以及4AD的化學(xué)結(jié)構(gòu)(略)
圖2
11OHADD和11OH4AD的化學(xué)結(jié)構(gòu)(略)
圖3
從坎利酮到11OH坎利酮的微生物轉(zhuǎn)化(略)
圖4
利用微生物轉(zhuǎn)化4AD得到的一系列結(jié)構(gòu)類似物(略)
圖5
睪酮和去氫睪酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)(略)
4.2
降糖藥物米格列醇的研究開發(fā)米格列醇(miglitol)的發(fā)現(xiàn)源于對微生物發(fā)酵產(chǎn)物野尻霉素的研究,研究顯示該原來作為抗沙門氏菌的抗生素具有較強(qiáng)的α葡萄糖苷酶抑制作用,繼而成為第一個具有開發(fā)價值的淀粉酶抑制劑。1脫氧野尻霉素(1deoxynojirimycin)由野尻霉素還原而得,也可由多種鏈霉菌和芽孢桿菌產(chǎn)生,同樣具有糖苷酶抑制作用。N取代1脫氧野尻霉素具有更好的降糖效果,米格列醇就是其中之一。米格列醇的結(jié)構(gòu)與葡萄糖相似,能夠可逆地競爭性抑制假單糖α葡糖苷酶,減少單糖的代謝,降低在小腸的吸收。圖6所示為葡萄糖、1脫氧野尻霉素和米格列醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)。根據(jù)文獻(xiàn)報道,有多種制備米格列醇的化學(xué)合成工藝。其中有以6脫氧6氨基山梨醇為原料,經(jīng)雷尼鎳催化還原后,再與環(huán)氧乙烷反應(yīng)而成。也可以先與環(huán)氧乙烷反應(yīng)后,再在鈀碳催化下還原制得。另外,也有多種利用生物轉(zhuǎn)化和化學(xué)合成相結(jié)合的方法,以及先用微生物發(fā)酵制備野尻霉素或1脫氧野尻霉素后再用化學(xué)合成的方法來制備米格列醇[20]。本中心研究開發(fā)的米格列醇制備工藝采用生物轉(zhuǎn)化與化學(xué)合成相結(jié)合的方法,簡要工藝流程如圖7所示。本制備工藝的關(guān)鍵是篩選具有高效氧化氨基葡萄糖的微生物菌株,以及能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)化工藝。
4.3
降糖藥物伏格列波糖的研究開發(fā)伏格列波糖(voglibose)是新一代的α葡糖苷酶抑制劑,最初是從某種放線菌培養(yǎng)液中發(fā)現(xiàn)的氨基糖類似物,口服后能競爭拮抗性地抑制腸道內(nèi)雙糖類水解酶(α葡糖苷酶),延緩糖尿病患者餐后血糖的迅速上升從而抑制餐后高血糖。同時伏格列波糖明顯降低身體的脂肪量,肥胖的減輕使胰島素受體敏感性增加,進(jìn)而使空腹血糖逐漸明顯下降。據(jù)文獻(xiàn)報道,伏格列波糖的制備除了通過全化學(xué)合成獲得外,還有以下幾條路線:一條路線是由有效霉素產(chǎn)生菌發(fā)酵,從發(fā)酵液中分離出大組分有效霉素A,經(jīng)生物轉(zhuǎn)化后得到關(guān)鍵中間體valienamine和validamine,再經(jīng)過化學(xué)合成即可得到終產(chǎn)物;或是從有效霉素發(fā)酵液中分離出小組分有效霉素G,生物轉(zhuǎn)化得到關(guān)鍵中間體valienamine和valiolamine,兩者經(jīng)適當(dāng)步驟的化學(xué)合成反應(yīng)后即可得到終產(chǎn)物;第二條路線是從有效霉素發(fā)酵液中分離出小組分valienamine,經(jīng)化學(xué)合成后得到終產(chǎn)物;第三條路線是從有效霉素發(fā)酵液中分離出小組分valiolone,同樣經(jīng)適當(dāng)化學(xué)合成反應(yīng)后得到終產(chǎn)物;第四條路線是由D葡萄糖經(jīng)一系列的化學(xué)反應(yīng)直接合成得到終產(chǎn)物。其流程如圖8所示。本研究中心利用第一條工藝路線,篩選獲得了具有高轉(zhuǎn)化效率的微生物菌株,以及適合工業(yè)化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化工藝。
圖6
米格列醇、野尻霉素及1脫氧野尻霉素、αD葡萄糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)(略)
圖7
米格列醇的制備工藝(略)
4.4
N乙酰神經(jīng)氨酸的研究開發(fā)N乙酰神經(jīng)氨酸(Neu5Ac)是合成抗病毒藥物扎那米韋的前體,其本身也具有多種重要的應(yīng)用價值。目前有三種不同的生物轉(zhuǎn)化方法制備Neu5Ac(圖9):途徑Ⅰ是一個相對簡單的醛縮反應(yīng);途徑Ⅱ涉及到反應(yīng)前體ManNAc的磷酸化;途徑Ⅲ所合成的產(chǎn)物Neu5Ac9P需要進(jìn)一步用另外的酶脫磷酸化。這些合成方法均可在體外進(jìn)行,目前已經(jīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的是途徑Ⅰ。
本中心采用途徑Ⅰ的生物轉(zhuǎn)化方法,首先從E.coliC600中成功地擴(kuò)增了N乙酰神經(jīng)氨酸裂合酶基因(nal),通過同源性比較發(fā)現(xiàn),它與來源于E.coli K12的nal序列完全一致。氨基酸序列比對結(jié)果表明,136和164位的氨基酸也為賴氨酸和酪氨酸,與文獻(xiàn)報道的活性中心位點(diǎn)一致。進(jìn)而,將該基因通過EcoRI和BamHI兩個酶切位點(diǎn),嚴(yán)格控制起始密碼子和啟動子間距離的情況下克隆到高表達(dá)載體pYG5上,構(gòu)建成新的質(zhì)粒pLY2,并進(jìn)行其表達(dá)研究。然后對粗酶的制備、轉(zhuǎn)化條件的優(yōu)化、分析檢測方法的建立,以及產(chǎn)物的分離純化等進(jìn)行了研究, 初步獲得了一條適合工業(yè)化生產(chǎn)N乙酰神經(jīng)氨酸的路線。
圖8
制備伏格列波糖4條不同工藝路線(略)
圖9
三種不同的生物轉(zhuǎn)化制備Neu5Ac的方法(略)
參考文獻(xiàn)
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篇9
【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué);制藥;西藥;應(yīng)用
綠色化學(xué)是基于傳統(tǒng)化學(xué)的基礎(chǔ)上形成的,它的出現(xiàn)是以創(chuàng)新為基礎(chǔ)而非遵章守舊,是利用可持續(xù)發(fā)展策略為指導(dǎo)形成的一種綜合性技術(shù)理念。這一技術(shù)在當(dāng)今社會發(fā)展中無論是工業(yè)還是商業(yè)上,都有著舉足輕重的地位,也發(fā)揮出重大的經(jīng)濟(jì)價值。但是在應(yīng)用的過程中,我們必須要認(rèn)識到它的重要性,從可持續(xù)發(fā)展的角度入手,以其基本設(shè)計策略實現(xiàn)功能的最大發(fā)揮,從而為西藥研發(fā)工作的開展提供技術(shù)指導(dǎo)。
1.綠色化學(xué)概述
1.1綠色化學(xué)背景
綠色化學(xué)的研究是基于化學(xué)理論和研究實踐的基礎(chǔ)上形成的,它使得我們的衣食住行各個方面都發(fā)生了翻天覆地的變化,同時在醫(yī)藥治療方面更是取得了突飛猛進(jìn)的突破。它在給我們帶來重大的社會經(jīng)濟(jì)效益的同時,也使得整個生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅和污染,嚴(yán)重影響著人類的生存健康。自從上個世紀(jì)八十年代至今,人們對于自身健康問題的逐漸重視和對環(huán)保、節(jié)能生活理念的提出,以各種新技術(shù)、新方法為主的生產(chǎn)模式逐漸受到人們重視,也使得整個制藥生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生了深刻的變革。
1.2綠色化學(xué)分析
1.2.1綠色化學(xué)含義
所謂的綠色化學(xué)主要指的是在化學(xué)生產(chǎn)的過程中以無毒、無害的原材料為主,以催化劑、融合劑為核心選擇出具備高選擇性、高轉(zhuǎn)化率且不產(chǎn)生或者少產(chǎn)生副產(chǎn)品且不對環(huán)境造成污染的一種工作新技術(shù),它的應(yīng)用是通過采用新的合成和反應(yīng)方式,從合成反應(yīng)入手、以優(yōu)化改進(jìn)反應(yīng)流程為目的來減少能量損耗的一種現(xiàn)代化技術(shù)手段,從根本上消除環(huán)境污染問題。
1.2.2綠色化學(xué)研究內(nèi)容
綠色化學(xué)在應(yīng)用的過程中注重安全這一概念,因為這一概念不僅是針對人類的健康,還包含了人體生命周期、生態(tài)環(huán)境、動植物生長的具體影響,但是就整個工作的開展進(jìn)行分析,其在工作中所需要研究的問題包含了以下三個方面:
(1)原子經(jīng)濟(jì)性。
原子經(jīng)濟(jì)性概念是最早由美國人提出的一種新概念,它的應(yīng)用最為關(guān)鍵的內(nèi)容在于如何引導(dǎo)人們有機(jī)的去完成各項事件,同時以原子經(jīng)濟(jì)性為主的應(yīng)用流程主要是概念中如何確定上合計成分,是利用原理轉(zhuǎn)化產(chǎn)物為基礎(chǔ),以有效的選擇性為核心進(jìn)行工作的,但是這一選擇并非是單純的選擇要求,更多的是注重高度和經(jīng)濟(jì)性的選擇,盡可能的在工作中利用各種原子材料。因而,我們可以看出在整個管理工作中,綠色化學(xué)是否能夠得到有效的落實其關(guān)鍵在于原子經(jīng)濟(jì)性能否得到有效的控制。
(2)手性合成。
當(dāng)今世界本身是一個手性世界,其中構(gòu)成生命體生物分子絕大部分都是以單純的一種形態(tài)存在的。而生物活性作為手性化合物中的重要組成,無論是藥物還是其他的受體部分,都是以手性的方式相互促進(jìn)和推動的。因此,藥物的兩個相對應(yīng)的體系在參與認(rèn)識作用方面也發(fā)揮著至關(guān)重要的意義。近年來,現(xiàn)代化藥物化學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛,它也成為了人們身體健康和生態(tài)平衡的指導(dǎo)性理念。
1.3綠色化學(xué)的發(fā)展前景
1.3.1呼吁綠色經(jīng)濟(jì)
在生活方面,人們在目前的生活和生產(chǎn)中已經(jīng)離不開綠色消費(fèi)、使用綠色產(chǎn)品,處于近年來各種食品安全和醫(yī)藥安全問題的出現(xiàn),以節(jié)能、健康、高質(zhì)、安全為主的生產(chǎn)體系越來越受到人們的重視。綠色經(jīng)濟(jì)便是基于這種社會背景下提出的發(fā)展新流程,它的出現(xiàn)為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展指明了新方向,也為社會現(xiàn)代化建設(shè)提供了技術(shù)參考。
1.3.2綠色科技觀是根本
在當(dāng)今社會發(fā)展中,以新技術(shù)、新理念的發(fā)展歷程越來越受到人們的關(guān)注,它在應(yīng)用的過程中越來越多的呼吁協(xié)調(diào)發(fā)展,使得其中存在的各種問題都得到了有效的解決,也使得整個工作流程發(fā)生了翻天覆地的變化。
2.應(yīng)用
2.1原子經(jīng)濟(jì)性
“原子經(jīng)濟(jì)性”的概念是1991年美國著名化學(xué)家Tr0st提出的。他提出在合成設(shè)計中經(jīng)濟(jì)地利用原子,避免使用保護(hù)基團(tuán)及離去基團(tuán),這樣就不會產(chǎn)生廢物而對環(huán)境友好。Tr0st認(rèn)為,合成效率包括兩個方面:一是選擇性,一是原子經(jīng)濟(jì)性,即原料分子中轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物的原子可占的白分比。一個有效的合成反應(yīng)不但有高度的選擇性,而且必須具備較高的原子經(jīng)濟(jì)性,盡可能地利用原料分子中的原子。原子經(jīng)濟(jì)性“是綠色化學(xué)的基本原理之一。
2.2手性合成
人類周圍的世界是手性的,構(gòu)成生命體系的生物大分子的大多數(shù)重要的構(gòu)件僅以一種對映形態(tài)存在。生物活性的手性化合物,例如藥物,與它的受體部分以手性的方式相互作用。因此,藥物的兩個對映體以不同的方式參與作用并導(dǎo)致不同的效果。因此開發(fā)單一對映異構(gòu)體的手性藥物已經(jīng)成為國際上制藥工業(yè)的發(fā)展趨勢。現(xiàn)在越來越多的藥物、食品添加劑和香料由全合成制備。通常,這些化合物是通過在合成過程的最后一步對其相應(yīng)的外消旋混合物進(jìn)行拆分而獲得。這樣很可能對環(huán)境造成污染。從綠色化學(xué)的角度講,就是原子經(jīng)濟(jì)性較差。因此,催化的不對稱合成,即手性成成為有機(jī)化學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿。未來的合成化學(xué)必須是經(jīng)濟(jì)的、安全的、環(huán)境友好的以及節(jié)省能源和資源的,即要達(dá)到100%的選擇性和100%的收率,只產(chǎn)生目標(biāo)產(chǎn)物而不產(chǎn)生廢物。實現(xiàn)催化劑的高效率和高選擇性是實現(xiàn)不對稱催化反應(yīng)的實用性和工業(yè)化的關(guān)鍵。通過不對稱催化不但可以提供醫(yī)藥、農(nóng)藥和精細(xì)化工所需的關(guān)鍵中間體,而且可以提供環(huán)境友好的綠色合成方法。
2.2.1不對稱催化氫化
不對稱催化氫化是第一個在工業(yè)上使用的不對稱催化反應(yīng)。早在20世紀(jì)70年代,美國孟山都(M0nsant0)公司就成功地應(yīng)用不對稱催化氫化合成了用于治療帕金森病的L一多巴。Pai等設(shè)計合成了手性配合物。
2.2.2不對稱催化氧化
1980年Sharptess報道了用手性欽酸醋及過氧叔丁醇對烯丙醇進(jìn)行氧化,成功地實現(xiàn)了不對稱環(huán)氧化的過程,這一方法的出現(xiàn)促進(jìn)了實驗有機(jī)合成和工業(yè)有機(jī)合成的發(fā)展。
2.2.3酶催化拆分異構(gòu)體
心血管病藥物心得安的藥效主要在于(s)一異構(gòu)體(R)一異構(gòu)體則可以用作一種避孕藥物。為了分別得到單一異構(gòu)體,Lag0s等發(fā)展了酶催化的方法。最近,叢方地將脂肪酶PSL器賠固定化生物反應(yīng)來代替酶粉應(yīng)用于該中間體的拆分。結(jié)果發(fā)現(xiàn)其催化活性是同質(zhì)量酶粉活性的l0倍,得到了95%的(R)-1一氯一3-(1一萘氧)一2一丙醇,并進(jìn)一步合成、結(jié)晶得到99%.的手性(S)一心得安鹽酸鹽。
3.結(jié)束語
隨著綠色化學(xué)成為化工生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的方向.無毒無污染的合成技術(shù)。包括環(huán)境友好的“潔凈反應(yīng)介質(zhì)的研究和發(fā)展成為綠色化學(xué)的重要研究內(nèi)容。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
篇10
反思當(dāng)前的復(fù)習(xí)課教學(xué),大多采用以教師傳遞知識為主的教學(xué)模式,學(xué)生處于“被動”接受教師所設(shè)計的模式中,缺少學(xué)生“個性”的積極參與,沒有“問題”的探索,學(xué)生難以形成持久的記憶,在面對新情景和問題時,往往無所適從,難以“活用”?,F(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為:學(xué)習(xí)是建構(gòu)內(nèi)在心理表征的過程,學(xué)習(xí)者并不是把知識從外界搬到記憶中,而是以已有的經(jīng)驗為基礎(chǔ),通過與外界的相互作用來建構(gòu)對知識的新理解。自主建構(gòu)是個體學(xué)習(xí)知識的核心機(jī)制,是這樣一種活動過程:在自我實現(xiàn)與自我發(fā)展的內(nèi)在需要和強(qiáng)烈愿望的驅(qū)動下,個體通過與周圍環(huán)境的相互作用,自覺積極主動地使自身處于不平衡狀態(tài)的認(rèn)知逐步達(dá)到相對平衡狀態(tài)的過程。
二、實現(xiàn)自主建構(gòu)的任務(wù)特點(diǎn)
1.開放性。學(xué)生任務(wù)具有可供設(shè)計、想象和發(fā)展的空間,使具有不同思維優(yōu)勢和習(xí)慣的學(xué)生都能夠擁有發(fā)揮個性和能力的機(jī)會。
2.層次性。不同階段的學(xué)生任務(wù)對學(xué)生思維能力的要求應(yīng)該是由低級到高級,由簡單到復(fù)雜。
3.適度新穎性。復(fù)習(xí)是對舊知識整合的過程,毫無新鮮的成分會使人厭煩,完全生疏又使人迷惑,所以學(xué)生任務(wù)應(yīng)以學(xué)生已有知識為基礎(chǔ),讓他們有能力著手,同時又以新的知識或技能作為挑戰(zhàn),促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。
三、自主建構(gòu)的實施
我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn),很多學(xué)生在看書、聽課時內(nèi)容都懂,基本知識掌握很好,但做題時卻無從下手。這是因為解決問題不僅需要知識,而且需要思路。在復(fù)習(xí)中我們嘗試設(shè)計一種復(fù)習(xí)模式,來幫助學(xué)生自主建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)圖,使學(xué)生在建構(gòu)的過程中掌握學(xué)習(xí)化學(xué)的方法和規(guī)律。建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)圖模式共分四個階段。
1.整理知識點(diǎn)。
這一階段的目標(biāo)是讓學(xué)生熟悉所復(fù)習(xí)的主要內(nèi)容。學(xué)生的任務(wù)是自己整理復(fù)習(xí)內(nèi)容,如復(fù)習(xí)有機(jī)化合物時,可以讓學(xué)生整理各類代表物的化學(xué)方程式。學(xué)生完成任務(wù)的情況主要有按物質(zhì)整理、按反應(yīng)類型整理、按物質(zhì)反應(yīng)類型列表整理等。通過不同的整理方式,讓學(xué)生找到更適合自己的整理知識點(diǎn)的方法,為自主建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)打下基礎(chǔ)。
2.形成知識網(wǎng)絡(luò)。
這一階段的目標(biāo)是理解所獲取的知識,并在它們之間建立一定的有意義聯(lián)系。學(xué)生任務(wù)是盡可能多地將相互轉(zhuǎn)化的物質(zhì)用線串聯(lián)起來,并展示講解。串聯(lián)使知識網(wǎng)絡(luò)化,學(xué)生任務(wù)沒有限定物質(zhì),學(xué)生們根據(jù)自己的興趣選擇物質(zhì)進(jìn)行串聯(lián),充分展示個人對各類物質(zhì)之間關(guān)系的理解。學(xué)生們構(gòu)建的知識網(wǎng)絡(luò)圖通常有三種形式:一是發(fā)散式,由一種物質(zhì)為起始生成不同的物質(zhì);二是串行式,以某物質(zhì)為起始,每一生成物都是下一步的反應(yīng)物;三是網(wǎng)絡(luò)式,將串行式的每一物質(zhì)進(jìn)行發(fā)散,即串行式和發(fā)散式綜合使用。然后通過學(xué)生間的交流及教師的點(diǎn)評完善自己的網(wǎng)絡(luò)。
3.激活知識網(wǎng)絡(luò)。
本階段的目標(biāo)是應(yīng)用知識網(wǎng)絡(luò)于練習(xí)中,并在實踐中改良自己的知識網(wǎng)絡(luò),使知識之間的聯(lián)系具有正確的意義,并感悟這種意義。學(xué)生的任務(wù)是在進(jìn)行一定的練習(xí)后,在此基礎(chǔ)上,使自己的網(wǎng)絡(luò)更完善,并歸納總結(jié)解題方法,并嘗試編寫習(xí)題。
這一階段是自主構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)圖的核心,學(xué)生構(gòu)建起的網(wǎng)絡(luò)圖的意義在于應(yīng)用。不僅要學(xué)會正向應(yīng)用還要學(xué)會逆向應(yīng)用,這樣才能真正使所學(xué)知識融會貫通。所謂正向應(yīng)用,是指學(xué)生通過解答不同的練習(xí),經(jīng)歷著知識網(wǎng)絡(luò)圖中各條路線,有的簡潔,有的復(fù)雜,有的可能有阻礙。在這個過程中,學(xué)生們通過自己在解題中的探索在知識間建立了正向聯(lián)系,形成了正向解題思路。同時總結(jié)出一些經(jīng)驗和感受,即解題規(guī)律,在教師的引導(dǎo)下得出解題的一般規(guī)律。所謂逆向應(yīng)用是指當(dāng)學(xué)生解題后,師生共同總結(jié),了解命題特點(diǎn),學(xué)生們根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的引導(dǎo)自編習(xí)題,形成了逆向解題思路。在這一過程中,有的學(xué)生能夠很快、很有新意地完成,有的學(xué)生會按部就班地完成,還有一些學(xué)生會走錯路,但是他們會在多次修正后實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的完全激活。學(xué)生在解決問題的過程中運(yùn)用這些方法和規(guī)律,并在這個過程中體會學(xué)習(xí)的樂趣和方法。
4.實踐知識網(wǎng)絡(luò)。