典型频哪醇重排反应的机理及基团迁移规律的研究——一个研究型计算化学实验
赵容浩, 梁一钒, 史梦瑶, 朱荣秀, 张冬菊
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309101
频哪醇重排是本科有机化学课程的重要内容,但学生对重排机理、区域选择性和基团迁移规律不能很好地理解掌握。为了加强学生对频哪醇重排反应的理解,我们设计了一个利用计算化学方法解决有机化学问题的实验。通过直观的图像和具体的数据清楚地展现出:能形成稳定碳正离子中间体的底物主要以分步重排机理进行,而不能形成稳定中间体的底物则按协同重排机理进行。计算结果验证了反应的区域选择性取决于邻二醇质子化羟基的位置以及基团的迁移能力,明确了基团迁移能力的顺序为氢>芳基>烷基,并从微观角度对其进行了合理解释。
关键词: 频哪醇重排, 反应机理, 迁移能力, 密度泛函理论计算
量子化学课程思政建设:揭示事物普遍联系的几个教学案例
张冬菊, 朱荣秀
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311032
量子化学是物理化学专业研究生的学位课程,其教学内容蕴含丰富的思政元素。本文以唯物辩证法的联系观为线索,通过典型教学案例,揭示联系的普遍性、客观性和多样性。这些教学案例旨在引导学生树立正确的辩证唯物主义世界观和方法论,学会用联系的观点去分析和解决问题,提高其科学素养和综合素质。
关键词: 量子化学, 课程思政, 唯物辩证法
“新医科”背景下大学化学实验课程改革的探索与实践
郭今心, 张树永, 朱荣秀, 徐政虎
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311062
聚焦“新医科”人才培养目标,针对医学院校传统大学化学实验课程教学普遍存在的问题,从教育理念、教学内容、教学模式和评价体系四个方面对实验课程进行改革实践,创建学生主动学习、合作学习和探究学习的新模式,强调课堂内外的深度融合,探索建立中国特色的大学化学基础课程支持医学人才培养的新模式。
关键词: 新医科, 大学化学实验, 教学改革, OBE理念, 学生为中心
计算化学方法再探“碘催化氯苯的氯代反应”
闫虹廷, 冯爱利, 朱荣秀, 刘磊, 张冬菊
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202403010
本文研究课题“碘催化氯苯的氯代反应”来源于2021年全国统考高考化学试卷(浙江卷)的考题,其试题背后隐含了一系列化学基本概念和基本理论。前期文献对该题目进行了研究,所得结果与高考题目中的描述不一致。本文用密度泛函理论(DFT)方法重新对该反应进行了系统研究,确立了反应的催化活性组分及其形成机理,计算了氯苯氯代反应的分子机制、反应的热力学和动力学性质,比较了邻位、间位及对位取代的反应性能,分析了电子效应和空间效应对反应性能的影响。本文计算结果与高考题目中的描述一致,表明了该题目的严谨性和科学性。本文研究结果有助于学生加深对芳香化合物亲电取代反应的认识和理解。
关键词: 氯苯, 氯代, , 反应机理, 计算化学
烃自由基结构、稳定性和烷烃氯代反应选择性的理论研究
卫柏同, 郭今心, 刘希功, 朱荣秀, 刘磊
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202406003
碳自由基是有机化学反应中的一类重要活性中间体,研究不同类型碳自由基的结构及稳定性对阐明有机反应机理及反应选择性具有重要意义。本文运用密度泛函理论,探讨了碳自由基的结构及稳定性,旨在帮助学生理解其结构特征及稳定性规律,并为理解相关反应提供坚实的理论基础。此外,我们还深入探讨了烷烃氯代反应的选择性,加强了学生对烷烃自由基取代反应的认识,使他们更全面地掌握这一主题。
关键词: 自由基, 氯代, 反应选择性, 计算化学
基于MATLAB的类氢轨道可视化及相关教学问题解析
杨一莹, 朱荣秀, 马玉臣, 张冬菊
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202411015
类氢轨道是结构化学的重要教学内容,现有教材多以简化示意图呈现其图像。本文通过编写MATLAB代码,系统绘制了类氢轨道波函数及其角度部分的空间图像,并对其进行了详细分析。通过对比可视化图像,澄清了一些教学中常见的误区,并指出了Orbital Viewer等常用软件中的错误。本文结果为可视化教学提供了重要素材,为加深学生对类氢轨道性质的理解提供了一定的指导。
关键词: MATLAB, 可视化教学, 类氢轨道, 等值面
沙利度胺“除三害”
卫柏同, 朱荣秀, 徐政虎
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202502020
沙利度胺曾因其致畸性而“臭名昭著”,但如今已被广泛用于炎症、恶性肿瘤及自身免疫病等多种疾病的治疗。传统的化学教材通常侧重于介绍沙利度胺的结构及致畸性,这导致学生对沙利度胺后期的发展了解不足,且不利于激发他们深入学习与该药物相关的化学知识的兴趣。本文借鉴中国传统故事“周处除三害”,通过第一人称视角,全面介绍沙利度胺的历史、作用机制、合成方法及其在现代医学中的应用,以激发读者的探索兴趣,促进他们对这一药物的深入了解。
关键词: 沙利度胺, 反应停, 麻风结节性红斑, 多发性骨髓瘤
“最佳多面手”颁奖典礼——透明质酸家族的荣耀时刻
郭兴, 朱荣秀
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202503114
透明质酸,又称玻尿酸,是一种重要的生物大分子,最早由眼科教授Meyer及其团队从牛眼玻璃体中分离得到。作为一种非硫酸化糖胺聚糖,透明质酸凭借其独特的生物学功能和卓越的多领域应用,被誉为“最佳多面手”。从医药领域到化妆品,再到食品健康,它的贡献无处不在。在医学上,它广泛应用于关节保健、眼科手术和皮肤填充等方面;在化妆品行业,凭借出色的保湿功效,它被视为护肤界的“天后”;在食品领域,因其对健康和美丽的双重促进作用,它备受人们青睐。本文以一场“最佳多面手”颁奖典礼为线索,拟人化地展现透明质酸在多个领域的独特魅力与卓越贡献,并揭示其背后的化学奥秘,带领读者一同感受这一多功能生物大分子在现代生活中的精彩表现。
关键词: 透明质酸, 糖胺聚糖, 多功能生物大分子

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