化学是一门实验科学,通过实验教学提高学生的专业技能和科研素质,是培养高质量化学人才的关键环节之一。然而,传统的实验教学受授课时间、实验室条件等因素的制约,很难开设一些学科前沿性、创新性实验。陕西师范大学国家级化学实验教学示范中心,近年来对本科生基础实验教学进行了系列改革,将“虚拟仿真技术”引入课堂,开设了一批极具特色的现代虚拟仿真实验。2014年,中心获批成为首批国家级化学虚拟仿真实验教学中心。
“治疗疟疾药物青蒿素的合成虚拟仿真教学项目”,是由本中心根据本科生培育方案规划开发的,是《化学综合实验》课程的重要教学模块之一,是化学、化学工程、应用化学、药物化学等相关专业人才培养中不可或缺的一环。
青蒿素是一种治疗疟疾的有效药物,由我国科学家屠呦呦在1972年首次发现并从植物青蒿中提取得到。屠呦呦因此获得了2015年度的诺贝尔生理学或医学奖,成为了中国本土获得诺贝尔自然科学奖的第一人。目前,获得青蒿素的方法,除传统的植物提取外,“化学合成法”由于其成本低廉、可重复性高,日益受到人们的青睐和重视。青蒿素的化学合成涉及高压氢化、光催化的多相反应等多个复杂实验,这些实验在本科基础化学实验室很难开展。
本项目依托虚拟仿真软件系统,模拟实验场景和实验仪器,并结合动画演示、真实操作视频等,有效地将青蒿素的合成引入到了本科《化学综合实验》课程的教学中。本项目与课程中其它在实验室中进行的常规实验虚实结合,以虚补实、以虚拓实,有效解决了传统综合实验课程新颖性和前沿性不足的问题。学生通过对复杂天然药物-青蒿素的多步仿真合成及结构鉴定,不仅丰富和巩固了有机化学的相关知识,而且提升了其解决复杂科学问题的综合能力和创新能力。
具体的实验目的如下:
1. 熟悉青蒿素的现代合成工艺及路线;
2. 掌握高压氢化、光催化反应、气液多相反应的操作方法;
3. 巩固核磁共振原理及核磁共振氢谱、碳谱的解析;
4. 了解科学研究的流程;
5. 熟悉科学论文的写作规范和特点。
4.9
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实验内容
4.9操作系统
4.5支持服务
4.7
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团队成员
实验教学目标实验原理实验教学过程与实验方法实验步骤实验结果与结论
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