合成新技术在有机化学实验教学中的应用研究

◇ 内蒙古 徐雯婧

使用微波反应器来改进传统有机化学实验的装备已成为专家学者的重要研究项目,微波反应器不仅能改进化学实验教学还有利于合成新技术的开发．本文将探索合成新技术在有机化学实验教学中的应用,也就是微波反应在有机化学实验教学中的适用性．20世纪末期,科学家发现微波能促进有机化学反应,并通过研究将微波技术用于多种化学反应实验．这一发现逐渐被科学家们广泛研究并进行应用,已成为化学领域的研究热点,在不断的研究中形成全新化学实验领域．科学家经过大量的化学实验和研究,发现微波辐射可以促进有机反应,比传统的实验效率要提升很多．微波辐射在化学运用中逐渐形成全新的领域和学科,在石油工业、环境保护等多个部门获得广泛应用并取得较好成效．

1 微波实验在教学课程中的应用

1.1 U11mann传统反应特点

U11mann反应是取代苯酚反应与卤代芳烃制备二芳基醚的主要方法,反应中需要用一些常见的催化剂经过至少24h才能完成实验．若在实验中加入含氮的一些配体,既能提升反应的效率,又能大幅度缩短实验时间,但多数化学实验还是至少需要8h才能完成．这么长的时间根本不适合化学的日常教学,也不能让学生直观地感受到化学实验的结果和魅力．

1.2 采用微波辐射技术促进U11mann反应特点

根据相关的化学实验,科学家发现微波反应器能有效促进化学反应．将微波辐射用于化学实验中,可以加快化学实验反应速度,基本能在1h左右完成实验,因此,将合成新技术应用于化学实验的教学过程中,可以最大限度地提升教学效率．

2 通过设计微波实验检验反应时间

2.1 检测方法的设计

通过设计微波实验,建立一套切实可行的有机化学实验课程,引导学生在实验中掌握化学原理及相关的应用操作技术,提升化学教学效率．

2.2 薄层色谱原理

由于化学混合物中的每种成分的吸附能力都不一样,当展开剂临近吸附剂时,会反复发生解吸和吸附的过程,吸附力强的化学物质滞留在后,吸附力弱的在前,由于各成分的流动速度不同,最后会在固定的相薄层上进行分离．将这个方式用于化学实验中检验化学反应的进程十分有效,学生可以直观地看到化学反应的进程,化学反应的时间也随之减少．

3 通过微波化学实验制备二苯醚

通过大量的有机化学实验,发现100～150 W 功率可以提高化学实验的完成效率,使化学实验在较短时间内完成．具体实验过程:在干燥的烧瓶中,放入0.19g的碘化亚铜,0.55g N,N-二甲基甘氨酸盐,2.03g 碘苯,1.41g 苯酚,2.75g 碳酸钾,50 mL DMF．将烧瓶放入微波反应器中,并安装回流冷凝管,设定好反应器的温度以及时间和微波功率．10min后反应液开始变色．在冷却后取样进行薄层层析实验．之后继续进行微波反应,冷却后浓缩反应液,萃取之后,分别用碳酸钠溶液和饱和食盐水进行洗涤,浓缩除去溶剂后得到二苯醚．

4 微波化学实验的教学成果

通过设计一系列的微波实验,促进和提升学生的学习兴趣和学习效率,使化学课程变得丰富多彩,有质有量地完成教学任务,从而强化学生的有机化学知识,为学生今后的科研工作奠定基础．同时通过一系列的实验教学过程,使学生切实了解使用微波法来制备二苯醚的原理和方式,并了解如何使用微波反应器,也通过不断地实验掌握薄层色谱原理及一系列化学实验操作技术．

通过实验的对比,学生明显可以感觉出采用新技术的有机合成化学实验比传统的实验方法更高效,大大缩短有机化学实验的时间,操作起来方便快捷．微波辐射对有机化学实验会产生一系列作用,除了实验中所体现的热效应外,还有各化学物质间相互作用产生的非热效应．通过在化学实验教学中融入合成新技术,可以切实缩短有机化学实验教学时间,提高教学效率,可以更好地培育新一代社会主义接班人,为祖国科研事业贡献一份力量．

微波辐射可以提升有机化学实验效果,这一方法可以广泛用于教学中．通过在化学实验中,融入微波辐射技术,可以优化传统有机合成技术,并提升教学效果．通过对微波反应器的应用,也可以提升学生对化学的学习兴趣和探索精神．十年树木,百年树人,希望通过对化学领域的不断深入研究,可以切实提升学生化学领域认知,为化学良性发展奠定基础．