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组装式紫外可见分光光度计应用于教学实验的探索

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实验室科学 2024年第4期27卷 60-62,68页

作者：熊庆李奥张桐陈卓李秋凝徐开来四川大学1.化学实验教学中心化学学院四川成都610064

介绍了本科生利用散装元件组装紫外可见分光光度计,并将其应用于邻二氮菲测定铁含量实验的探索过程。学生们完成了从实验仪器组装调试到实验应用的全流程探索,从而对仪器的内部结构和功能有了更清晰的认识,对信号采集及处理有了初步了解... 详细信息

介绍了本科生利用散装元件组装紫外可见分光光度计,并将其应用于邻二氮菲测定铁含量实验的探索过程。学生们完成了从实验仪器组装调试到实验应用的全流程探索,从而对仪器的内部结构和功能有了更清晰的认识,对信号采集及处理有了初步了解,并对分析仪器的理论知识有了更深入的理解,有助于培养学生动手能力和创新思维能力,提高其解决问题的能力。

关键词：吸收光谱法分光光度计教学改进铁含量测定

催化剂作用原理实验设计:碘化钾催化下的L-半胱氨酸氧化反应

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化学教育（中英文） 2024年第8期45卷 36-42页

作者：任成军张程闫双昊赵明李珊珊王健礼游劲松四川大学化学学院四川成都610064

催化剂具有降低反应活化能、加快反应速率等特点。催化化学是物理化学领域的一个重要分支。催化剂的作用原理是催化化学知识体系的基础。为了具象理解该原理,设计了“碘化钾催化下的L-半胱氨酸氧化反应”。该实验通过温度、催化剂2个变... 详细信息

催化剂具有降低反应活化能、加快反应速率等特点。催化化学是物理化学领域的一个重要分支。催化剂的作用原理是催化化学知识体系的基础。为了具象理解该原理,设计了“碘化钾催化下的L-半胱氨酸氧化反应”。该实验通过温度、催化剂2个变量验证了催化剂的作用;通过变色反应检测中间物,理解催化剂改变了反应历程;用原电池电动势测定方法验证了催化剂不改变反应的平衡常数和吉布斯自由能的热力学特性。通过设计创新实验将催化剂作用原理展现得淋漓尽致。该实验将动力学、催化化学和电化学的知识融会贯通,巩固了学生的理论知识水平,锻炼了学生运用知识的能力。设计非金属氧化还原反应电池电动势测定装置,激发了学生的创新能力。

关键词：物理化学动力学催化化学 L-半胱氨酸旋光法变色反应原电池电动势

N-Boc-乙烯基甘氨酸甲酯及其异构化物的简便合成

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化学研究与应用 2024年第7期36卷 1669-1675页

作者：奉强杨洋刘新羽许宏宇张小玲成都师范学院化学与生命科学学院化学基础与创新四川省实验教学示范中心四川成都611130

乙烯基甘氨酸是一种天然存在结构最简单的非蛋白β,γ-不饱和氨基酸,是合成众多具有生物活性物质的手性砌块,其自身及其衍生物亦显示出广泛的抗菌活性。以蛋氨酸为原料,经酯化反应、N-Boc保护反应、高碘酸钠氧化生成亚砜反应和以三甲苯... 详细信息

乙烯基甘氨酸是一种天然存在结构最简单的非蛋白β,γ-不饱和氨基酸,是合成众多具有生物活性物质的手性砌块,其自身及其衍生物亦显示出广泛的抗菌活性。以蛋氨酸为原料,经酯化反应、N-Boc保护反应、高碘酸钠氧化生成亚砜反应和以三甲苯作溶剂回流消除反应,合成得到N-Boc乙烯基甘氨酸甲酯。优化实验条件,反应以55~70%产率得到目标化合物。产物结构经^(1)H NMR、^(13)C NMR和MS确证。实验通过添加碱可选择得到碳碳双键移位异构体,同时提出了异构体生成的可能机理。此合成路线具有路线短、成本低、产率高、适合工业化放大生产特点。

关键词： N-Boc乙烯基甘氨酸甲酯蛋氨酸区域选择性绿色合成

可见光催化CO_(2)参与的芳基烯烃碳碳双键断键羧基化反应

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第1期56卷 74-80页

作者：曹可弓高田宇廖黎丽冉川昆蒋元旭章炜周琦叶剑衡蓝宇余达刚四川大学化学学院绿色化学与技术教育部重点实验室四川成都610064 重庆大学化学化工学院理论与计算化学重庆市重点实验室重庆400044 四川大学华西公共卫生学院华西第四医院四川成都610041 郑州大学化学学院绿色催化中心河南郑州450001 南开大学元素有机化学国家重点实验室天津300071

烯烃广泛存在于自然界中,在医药、农药和材料等领域具有重要应用.烯烃的C=C键断裂和转化是许多工业过程的基础,可以实现烃类资源的重组与利用.目前,C=C键参与的氧化裂解和烯烃复分解反应已有广泛的研究.相比而言,C=C键参与的还原裂解虽... 详细信息

烯烃广泛存在于自然界中,在医药、农药和材料等领域具有重要应用.烯烃的C=C键断裂和转化是许多工业过程的基础,可以实现烃类资源的重组与利用.目前,C=C键参与的氧化裂解和烯烃复分解反应已有广泛的研究.相比而言,C=C键参与的还原裂解虽然是烯烃与一系列亲电试剂反应合成功能分子的重要途径,但受限于烯烃自身结构和反应特点,该过程存在较大的挑战,目前研究很少.CO_(2)具有储量丰富、廉价易得、无毒且可循环再生等优点,是合成多种大宗化学品及精细化学品的理想碳一资源.然而,CO_(2)由于热力学稳定性及动力学惰性,在温和条件下难以高效、高选择性转化.因此,利用CO_(2)参与烯烃C=C键还原裂解,选择性构建高值化合物,是一个重要且具有挑战性的研究方向.近年来,可见光催化由于具有反应条件温和、官能团兼容性高等优点,为有机合成等领域提供了新的发展机遇.本文利用二环己基甲基胺作为电子给体,成功实现了可见光催化CO_(2)参与的芳基烯烃C=C键断键羧基化反应.该反应成功的关键在于,二环己基甲基胺既能高效还原淬灭激发态光敏剂并参与烯烃的胺基烷基-羧基化反应,又不明显抑制胺基烷基化中间体对激发态光敏剂的还原淬灭.研究结果表明,多种不同取代(如给电子基和吸电子基)的芳基烯烃均可与CO_(2)发生羧基化反应,高效高选择性地构建了一系列官能团丰富的芳基乙酸类化合物(如萘普生等药物分子).该方法具有反应条件温和(1 atm,室温)、官能团耐受性好以及可用于合成药物衍生物等特点.此外,本文通过氘代实验等机理研究和密度泛函理论计算证明,胺甲基羧化中间体、苄基自由基和苄基碳负离子都是该反应的关键中间体,并提出了可能的反应机理:首先,二环己基甲基胺还原淬灭激发态光敏剂,产生α-胺基碳自由基,与芳基烯烃发生自由基加成反应,得到苄基自由基,进而被还原态光敏剂还原为碳负离子,对CO_(2)亲核进攻得到烯烃的胺基烷基-羧基化中间体;作为电子给体,该中间体可以淬灭另一分子的激发态光敏剂,并通过分子内去质子化过程,产生α-胺基碳自由基物种,进而经历自由基型β-C断裂,生成热力学更稳定的羧基化苄基自由基,从而实现了烯烃C=C键的还原裂解;最后,新产生的苄基自由基被进一步还原为碳负离子,经历质子化过程后得到目标产物.综上,本文以还原裂解的方式丰富了C=C键断键官能团化反应领域,在温和条件下实现了CO_(2)的高效高选择性转化,合成了高附加值的芳基乙酸类化合物,阐明了反应机制,为烯烃和CO_(2)的同时高值化利用提供了新思路,为后续相关反应的开发和应用提供参考.

关键词：二氧化碳可见光催化 C=C键裂解羧基化芳基乙酸

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科研项目成果在通识课程中的教学实践与探索

生物学杂志 2024年第2期41卷 126-130页

作者：阎臻杨健熊莉樊佳张大伟林宏辉刘唤唤四川大学生命科学学院生物科学国家级实验教学示范中心生物科学与技术虚拟仿真实验教学中心成都610064

以“众里寻他千百度——核酸检测的应用”实验项目为例,探索将科研项目的部分内容应用于高校生物类通识课程的实践经验。该项目以拟南芥T-DNA插入突变体为材料,通过基因组DNA的提取、PCR检测和条带分析等,探讨核酸检测技术在科学研究和... 详细信息

以“众里寻他千百度——核酸检测的应用”实验项目为例,探索将科研项目的部分内容应用于高校生物类通识课程的实践经验。该项目以拟南芥T-DNA插入突变体为材料,通过基因组DNA的提取、PCR检测和条带分析等,探讨核酸检测技术在科学研究和医学检验中的应用,涵盖一个完整的富含生物学特色的科研过程。该项目在通识课程中的实践,使非生物专业的学生在获得生物学核酸提取相关知识点和实验技能点的同时,了解生物学科研项目的实施过程;同时,通过鼓励学生思考核酸检测技术手段发展的背景、过程和意义,培养学生的发散性思维和创新实践能力,为培养新时代全面创新型人才奠定基础。

关键词：科研项目转化通识课程实验教学核酸检测

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国外著名高校物理化学实验开设情况调研分析

化学教育（中英文） 2024年第10期45卷 123-129页

作者：赵浩吴忠云徐金荣杨玲贾莉北京大学化学与分子工程学院化学基础国家级实验教学示范中心北京100871

对美国哈佛大学、斯坦福大学、杜克大学、加利福尼亚大学伯克利分校和日本东京大学等国外知名高校物理化学实验课程开设的实验项目进行了调研。通过对教学模式和课程内容的分析、比较和总结,了解到在课程中引入学科前沿、计算化学以及... 详细信息

对美国哈佛大学、斯坦福大学、杜克大学、加利福尼亚大学伯克利分校和日本东京大学等国外知名高校物理化学实验课程开设的实验项目进行了调研。通过对教学模式和课程内容的分析、比较和总结,了解到在课程中引入学科前沿、计算化学以及现代通讯方法等新内容和新技术,有利于学生正确认识当代化学学科的发展,可有效提高课程质量和学生学习兴趣。

关键词：物理化学实验国外著名高校实验教学调研

牛奶中外泌体的分离与鉴定科研创新实验教学设计

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化学通报 2024年第5期87卷 625-631,639页

作者：袁子程黄学林李乐仁陆晓光陈彦博刘成金陶海燕谢敏武汉大学化学与分子科学学院国家级化学实验教学示范中心武汉430072

外泌体是一类细胞外囊泡,广泛存在于血液、尿液、乳汁中,可用作疾病诊断标志物、药物载体等,是目前化学相关领域的研究热点。本文设计开发出“牛奶中外泌体的分离与鉴定”这一科研创新实验,包含盐析及等电点法分离蛋白质、聚合物沉淀法... 详细信息

外泌体是一类细胞外囊泡,广泛存在于血液、尿液、乳汁中,可用作疾病诊断标志物、药物载体等,是目前化学相关领域的研究热点。本文设计开发出“牛奶中外泌体的分离与鉴定”这一科研创新实验,包含盐析及等电点法分离蛋白质、聚合物沉淀法提取外泌体、BCA法测定蛋白质含量、纳米金颗粒的合成、目测比色法特异性检测外泌体等五部分内容。本实验立足《化学类专业化学实验教学建议内容》和《化学类专业教学质量国家标准》,结合本科阶段教学内容,涉及无机化学、分析化学、生物化学、物理化学、材料化学等多个二级学科,在巩固学生基础实验技能、提升科学素养的同时,进一步培养学生科研探索及解决复杂问题的思维和能力。本实验模块化强,既可组合在一起作为科研创新实验,亦可拆分作为相应二级学科教学实验,十分契合不同层次的实验教学要求。

关键词：外泌体 BCA法核酸适配体纳米金目测比色法

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金纳米团簇检测食品中NO的综合实验设计

实验技术与管理 2024年

作者：王松柏董晓芮李文艳薛柳燕李英奇山西大学化学化工学院化学国家级实验教学示范中心

以金纳米团簇的合成、表征和应用为例，将纳米团簇科学前沿引入化学专业本科生综合实验教学。与国标(GB5009.33—2016)检测NO2-方法相比，该方法不需要对肉制品样品进行脱脂、脱蛋白等处理，检测效率显著提高，还对对剩菜剩饭和多次煮... 详细信息

以金纳米团簇的合成、表征和应用为例，将纳米团簇科学前沿引入化学专业本科生综合实验教学。与国标(GB5009.33—2016)检测NO2-方法相比，该方法不需要对肉制品样品进行脱脂、脱蛋白等处理，检测效率显著提高，还对对剩菜剩饭和多次煮沸水中NO2-含量的进行了检测，为健康的饮食习惯提供依据。实验涉及蛋白质变性、氧化还原反应、软硬酸碱规则、荧光传感等相关理论知识，有助于学生了解交叉学科前沿，还可以通过多模块教学，从多维度、多视角培养学生的学习兴趣以及知识迁移和综合应用能力。

关键词：鸡蛋清四氯金酸金纳米团簇 NO 检测综合实验

多学科融合背景下综合开放创新化学实验教学体系及平台建设与实践

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大学化学 2024年第7期39卷 56-63页

作者：张恒刘刚徐政虎马莹山东大学化学与化工学院化学实验教学中心济南250100

基于“四新学科”建设需求,根据山东大学多学科特色,基于化学与各学科交叉融合发展趋势,化学实验教学中心构建了多学科融合的综合开放创新化学实验教学体系,并重构中心管理框架,在实验室建设和管理、实验技术队伍建设等方面进行探索,取... 详细信息

基于“四新学科”建设需求,根据山东大学多学科特色,基于化学与各学科交叉融合发展趋势,化学实验教学中心构建了多学科融合的综合开放创新化学实验教学体系,并重构中心管理框架,在实验室建设和管理、实验技术队伍建设等方面进行探索,取得了良好的效果。

关键词：多学科交叉融合实验教学平台

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