《精细有机合成工艺学》实验教学中渗透创业教育的探索

2019-12-25 09:16周淑晶张秀梅王丽影李进京
山东化工 2019年23期
关键词:水浴学时教学效果

周淑晶,张 杰,张秀梅,赵 岩,王丽影,李进京

(佳木斯大学 药学院,黑龙江 佳木斯 154007)

精细有机合成工艺学理论是化工行业从业者必备的基础知识,是化学工程与工艺专业学生重要的专业必修课之一。实验是化学的灵魂,为了有效地激发学生的学习兴趣,培养学生主观能动性,实验课的重要性不言而喻。不断对课程的实验内容进行适当改革[1-2],使理论知识与生产实际紧密结合,提升创业素质和创业能力,培养适应社会需求的新时代化工行业大学生可起到积极的作用。

在精细化工品生产工艺上倾向于在同一反应器中,连续地加入原辅材料,以进行一个以上的转化,成为一个合成工序,即多个化学单元反应合并成为一个合成工序的生产工艺称“一勺烩”工艺。“一勺烩”工艺具有反应步骤少、操作简单、节约溶剂和劳动力成本、设备投资少,适于工业化生产等优点。但在教学过程中,“一勺烩”工艺只停留在理论讲授层面,学生并未实际操作,缺乏透彻的理解和深层次的思考。例如有些反应在连续操作时可能会导致副产物多,产品纯度不高的问题。在采用“一勺烩”工艺时,需要确认所用的溶剂和产生的副产物对下一步反应无明显影响,生成的中间体未经纯化时的纯度足以进行下一步反应,终产物的收率和纯度有保证等。本文以荧光增白剂BA-L的“一勺烩”制备工艺为例[3-6],旨在对实验教学内容进行适当改革,增强学生对“一勺烩”制备工艺的理解,以期改善实验教学效果,提高教学质量。

1 实验部分

1.1 反应方程式

第一步:

第二步 :

第三步:

1.2 操作步骤

1.2.1 第一步缩合

取6.00 gDSD酸于100 mL烧杯中,搅拌下缓慢滴加 10%NaOH溶液,直至反应液澄清透明,将烧杯置于冰水浴中冷却至0℃备用。

将50.00 g冰、10 mL水和1.00 mL1%的HCl置于250 mL的三颈瓶中,小心加入5.00 g三聚氯氰(有强烈刺激性,切勿吸入),置于冰水浴中打浆0.5 h后,开始滴加上述DSD-Na水溶液,用酸度计监测反应液pH值,并用10% NaOH溶液调整,使整个反应过程中保持pH值=4。2 h后,撤掉冰水浴,使反应在10℃下反应2 h,再升温至20℃反应1 h。用糠醛监测反应终点,反应结束后,不经分离,直接进行第二步缩合。

1.2.2 第二步缩合

将第一步缩合液温度升高至30℃后,加入2.54 g苯胺,用酸度计监测反应液pH值,并用10%NaOH溶液调整,使整个反应过程中保持pH值=8~9。在30℃下反应2 h。薄层色谱法(TLC)监测反应终点。反应结束后,不经分离,直接进行第三步缩合。

1.2.3 第三步缩合

将第二步缩合液温度升高至80℃后,加入二乙醇胺2.84 g,用酸度计监测反应液pH值,并用25%氨水调节,使整个反应过程中保持pH值=10。在80℃下反应3 h,TLC监测反应终点。反应结束后,冷却至室温,用10%盐酸调节pH值=5,析出固体,过滤,用大量水淋洗。所得固体用10%氢氧化钠调节pH值=8,水为溶剂重结晶即得。

2 注意事项

三聚氯氰有强烈刺激性,对皮肤、粘膜有刺激作用,吸入高浓度可引起支气管炎,长期接触可引起头痛、头晕等。实验过程中应做好防护,切勿吸入。反应过程宜用酸度计监测反应液pH值,用 10%的NaOH溶液调整反应液酸碱度时应缓慢适量加入,以免影响实验结果。过量的荧光增白剂可能会对人体造成危害,有潜在的致癌风险,因此对实验产物妥善保管。

3 教学安排

本实验包含多种实验操作及后处理方法,反应时间较长,可做为第七学期专业实践部分的实验内容。宜安排18学时,其中第一步缩合反应需要8学时,第二步缩合需4学时,第三步缩合6学时。为了保证教学效果,每个实验组不宜超过3人,实验过程中组员要有明确的分工,详细记录实验现象。实验结束后,要求学生写出完整的实验报告和对“一勺烩”工艺全新的认识和体会,并能做到举一反三。

4 考评

本实验的考核内容主要由预习报告,实验操作,实验效果,实验报告和心得体会5部分组成,分值各占20%。其中心得体会考察学生对“一勺烩”工艺的理解和感悟,心得体会中要求以“一勺烩”工艺为导向,构思创业项目,拟定创业方向,积累创业经验,从而培育学生的创业意识、创业精神、创新创业能力,为成为创新发展需要的人才奠定扎实的理论和实践基础。

5 结束语

恰当合理地运用“一勺烩”工艺将大大简便反应操作过程,在工业生产中,有很大的利用价值。将“一勺烩”工艺引入到实验教学内容中,有利于学生对理论教学内容的理解和领悟,也有利于学生实践能力和独立思考能力的培养。在此基础上渗透创业教育,在一定程度上可改善实验教学效果,提高教学质量,培养创新精神和创业能力。

猜你喜欢
水浴学时教学效果
气雾剂产品生产过程中水浴参数的设定
第二课堂成绩单制度下的学时发放标准的探索
——以中国民用航空飞行学院为例
《诗词写作》课程教学大纲(节选)
教学大纲国画(工笔花鸟)
探索学时积分制 构建阶梯式成长激励体系
冰水浴
掌握“函数的表示”提高高中数学教学效果
基于STM32的恒温水浴温度检测与控制系统设计
如何提高高中声乐教学效果
水浴回流与超声波辅助回流提取百合皂苷工艺比较研究