配位化学课程中手性配体的案例教学实践

董作为+++祁欣

【摘要】配位化学是一门汇集化学各分支学科以及物理学、生物学和材料科学的综合性课程。本文结合作者在配位化学课程中手性配体部分的教学实践，就案例教学改革方法进行了一些探索。

【关键词】配位化学 案例教学 手性配体

【基金项目】南京航空航天大学教学改革项目（项目编号： 1406ZJ02XX04）。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）01-0176-01

现代配位化学内容涵盖无机化学、有机化学和材料科学，是诸多化学分支的汇合口，几乎渗透到化学及相关学科的各个领域，如分析化学、有机金属化学、生物无机化学、结构化学、催化化学、物质的分离与提纯、原子能工业、光电磁材料等，是化学学科中发展迅速和富有创造性的研究领域之一[1，2]，作为工科的应用化学专业，学习和掌握一定的配位化学知识，对于了解学科前沿动向、扩展知识、开阔视野，具有非常重要的实际意义。本文谈谈笔者在配位化学教学过程中手性配体部分的案例教学法探索。

案例教学是一种通过给学生设置课题、引导学生结合课堂教学内容、通过自学、讨论与合作等方式去探讨解决问题的方法，这是一种有别于传统讲授教学的新的学习方式，有利于学生变被动学习为主动学习。笔者在配位化学的教学实践过程中，通过引进一些较前沿的科研成果作为案例式教学的素材，取得较好的教学效果。在讲解手性配体（chiral ligand）的结构和应用时，结合有机手性配体在不对称合成中的关键作用，引入2001年诺贝尔化学奖获奖工作的部分研究内容作为案例教学的研讨目标，分别设定烯烃的不对称二羟基化（assymetric dihydroxylation，见图1）、不对称氨基羟基化和不对称催化氢化反应（L-多巴胺的合成）作为研讨案例，指定几篇基本文献和关键词（不对称催化氢化，手性膦配体），在初步介绍反应和配体后（见图2），要求学生按照手性催化剂配体结构、不对称催化原理、底物种类等方面，分组进行网上查询、文献学习和总结。

Fig. 1 Sharpless dihydroxylation of olefin. RL = Largest substituent； RM = Medium？鄄sized substituent； RS = Smallest substituent

图1 夏普利斯烯烃的二羟基化. RL = 最大取代基团； RM = 中等取代基团； RS = 最小取代基团

由于手性配体在金属有机合成中的应用非常广泛，种类繁多，课堂讲解该章节时，作为应用化学专业的学生容易感到内容庞杂、枯燥，无从下手。通过这些案例教学的探讨过程，将一些具体的、看似遥不可及的前沿研究领域与本科生教学的基础理论知识相联系，尽管涉及范围不宽、研讨结果尚稚嫩，但一方面拓宽了学生视野，另一方面也拉进了前沿科研工作与学生的心理距离，增强了学生对本课程教学内容的认同感和成就感。在研讨结束后，进一步给学生简单介绍了关于烯烃二羟基化[2+2]和[2+3]反应机理的争论历史，提高了学生的学习兴趣和主动性，达到了预期的教学效果。

Fig. 2 Chiral ligands used in Sharpless AD and AA reactions. （a） （DHQ）2PHAL （b） （DHQD）2PHAL

图2 夏普利斯不对称合成中使用的手性配体.（a）（DHQ）2PHAL （b） （DHQD）2PHAL

作为一门前沿学科，自1963年开始，配位化学的相关研究已有7次获得诺贝尔化学奖，这些研究成果可为配位化学理论课程的教学改革提供丰富的资源。因此，如何借鉴这些研究成果服务于提高课堂教学质量，也将是笔者在今后的教学过程中继续关注之处。

参考文献：

[1]殷平，张江，徐强，等. 化工时刊， 2009，23（10）：66-68

[2]周健，刘星. 科学教育，2009，15（5）：61-62

作者简介：

祁欣（1967.8-），男，辽宁人，工学博士，职称：教授，研究方向：有机合成。endprint