合成新技術在有機化學實驗教學中的應用研究

◇ 內蒙古 徐雯婧

使用微波反應器來改進傳統有機化學實驗的裝備已成為專家學者的重要研究項目,微波反應器不僅能改進化學實驗教學還有利于合成新技術的開發．本文將探索合成新技術在有機化學實驗教學中的應用,也就是微波反應在有機化學實驗教學中的適用性．20世紀末期,科學家發現微波能促進有機化學反應,并通過研究將微波技術用于多種化學反應實驗．這一發現逐漸被科學家們廣泛研究并進行應用,已成為化學領域的研究熱點,在不斷的研究中形成全新化學實驗領域．科學家經過大量的化學實驗和研究,發現微波輻射可以促進有機反應,比傳統的實驗效率要提升很多．微波輻射在化學運用中逐漸形成全新的領域和學科,在石油工業、環境保護等多個部門獲得廣泛應用并取得較好成效．

1 微波實驗在教學課程中的應用

1.1 U11mann傳統反應特點

U11mann反應是取代苯酚反應與鹵代芳烴制備二芳基醚的主要方法,反應中需要用一些常見的催化劑經過至少24h才能完成實驗．若在實驗中加入含氮的一些配體,既能提升反應的效率,又能大幅度縮短實驗時間,但多數化學實驗還是至少需要8h才能完成．這么長的時間根本不適合化學的日常教學,也不能讓學生直觀地感受到化學實驗的結果和魅力．

1.2 采用微波輻射技術促進U11mann反應特點

根據相關的化學實驗,科學家發現微波反應器能有效促進化學反應．將微波輻射用于化學實驗中,可以加快化學實驗反應速度,基本能在1h左右完成實驗,因此,將合成新技術應用于化學實驗的教學過程中,可以最大限度地提升教學效率．

2 通過設計微波實驗檢驗反應時間

2.1 檢測方法的設計

通過設計微波實驗,建立一套切實可行的有機化學實驗課程,引導學生在實驗中掌握化學原理及相關的應用操作技術,提升化學教學效率．

2.2 薄層色譜原理

由于化學混合物中的每種成分的吸附能力都不一樣,當展開劑臨近吸附劑時,會反復發生解吸和吸附的過程,吸附力強的化學物質滯留在后,吸附力弱的在前,由于各成分的流動速度不同,最后會在固定的相薄層上進行分離．將這個方式用于化學實驗中檢驗化學反應的進程十分有效,學生可以直觀地看到化學反應的進程,化學反應的時間也隨之減少．

3 通過微波化學實驗制備二苯醚

通過大量的有機化學實驗,發現100～150 W 功率可以提高化學實驗的完成效率,使化學實驗在較短時間內完成．具體實驗過程:在干燥的燒瓶中,放入0.19g的碘化亞銅,0.55g N,N-二甲基甘氨酸鹽,2.03g 碘苯,1.41g 苯酚,2.75g 碳酸鉀,50 mL DMF．將燒瓶放入微波反應器中,并安裝回流冷凝管,設定好反應器的溫度以及時間和微波功率．10min后反應液開始變色．在冷卻后取樣進行薄層層析實驗．之后繼續進行微波反應,冷卻后濃縮反應液,萃取之后,分別用碳酸鈉溶液和飽和食鹽水進行洗滌,濃縮除去溶劑后得到二苯醚．

4 微波化學實驗的教學成果

通過設計一系列的微波實驗,促進和提升學生的學習興趣和學習效率,使化學課程變得豐富多彩,有質有量地完成教學任務,從而強化學生的有機化學知識,為學生今后的科研工作奠定基礎．同時通過一系列的實驗教學過程,使學生切實了解使用微波法來制備二苯醚的原理和方式,并了解如何使用微波反應器,也通過不斷地實驗掌握薄層色譜原理及一系列化學實驗操作技術．

通過實驗的對比,學生明顯可以感覺出采用新技術的有機合成化學實驗比傳統的實驗方法更高效,大大縮短有機化學實驗的時間,操作起來方便快捷．微波輻射對有機化學實驗會產生一系列作用,除了實驗中所體現的熱效應外,還有各化學物質間相互作用產生的非熱效應．通過在化學實驗教學中融入合成新技術,可以切實縮短有機化學實驗教學時間,提高教學效率,可以更好地培育新一代社會主義接班人,為祖國科研事業貢獻一份力量．

微波輻射可以提升有機化學實驗效果,這一方法可以廣泛用于教學中．通過在化學實驗中,融入微波輻射技術,可以優化傳統有機合成技術,并提升教學效果．通過對微波反應器的應用,也可以提升學生對化學的學習興趣和探索精神．十年樹木,百年樹人,希望通過對化學領域的不斷深入研究,可以切實提升學生化學領域認知,為化學良性發展奠定基礎．