諾貝爾獎在有機化學(xué)教學(xué)中的滲透

密霞

【摘要】傳統(tǒng)的有機化學(xué)課程內(nèi)容注重基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)反應(yīng)，有意識地將諾貝爾獎成果融入教學(xué)中，不僅豐富教學(xué)內(nèi)容，拓寬學(xué)生的知識面，還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)有機化學(xué)的興趣。本文結(jié)合自身教學(xué)實踐，列舉在有機化學(xué)教學(xué)中滲透諾貝爾獎的幾個實例。

【關(guān)鍵詞】有機化學(xué) 教學(xué)方法 諾貝爾獎

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）03-0116-01

諾貝爾獎是以瑞典著名化學(xué)家阿爾弗雷德·貝恩哈德·諾貝爾（Alfred Bernhard Nobel）的部分遺產(chǎn)作為基金在1900年創(chuàng)立的。諾貝爾獎分設(shè)物理、化學(xué)、生理或醫(yī)學(xué)、文學(xué)、和平五個獎項，以基金每年的利息或投資收益授予世界上在這些領(lǐng)域?qū)θ祟愖龀鲋卮筘暙I的人，于1901年首次頒發(fā)。一個多世紀以來，諾貝爾獎尤其是自然科學(xué)獎（物理、化學(xué)、生理或醫(yī)學(xué)），在相當大的程度上反映了人類社會科技進步的發(fā)展情況和重要成就，極大地推動了社會的進步。

有機化學(xué)課程理論、概念、反應(yīng)眾多，需要理解記憶的內(nèi)容很多，這也是學(xué)生普遍認為有機化學(xué)難學(xué)的原因之一。通過課堂上引入諾貝爾獎實例，將所授知識與有關(guān)諾貝爾獎成果相結(jié)合，使學(xué)生通過諾貝爾獎對化學(xué)的發(fā)展過程、科學(xué)前沿有所把握；同時可以拓寬知識面，增加學(xué)生學(xué)習(xí)有機化學(xué)的興趣，激發(fā)學(xué)生積極探索和強烈的求知欲，使他們學(xué)會善于發(fā)現(xiàn)問題并找到解決問題的方法和途徑，從而培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)。根據(jù)藥學(xué)專業(yè)有機化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求，列舉在有機化學(xué)教學(xué)中引入諾貝爾獎的幾個實例。

在稠環(huán)芳烴的學(xué)習(xí)中，向?qū)W生介紹一類特殊的芳烴化合物“富勒烯”，它的特殊結(jié)構(gòu)在于整個分子結(jié)構(gòu)中沒有氫原子，即具有很大的不飽和度，而且具有芳香性。富勒烯是碳元素的第三種存在形式，它的發(fā)現(xiàn)者為三位不同研究方向的科學(xué)家Carl、Smalley和Kroto，他們也因此獲1996年諾貝爾化學(xué)獎。這些像足球一樣的物質(zhì)有什么特別的用途呢，這自然引起了學(xué)生的濃厚興趣。至今，圍繞富勒烯的一門新型碳化學(xué)已經(jīng)發(fā)展起來，創(chuàng)造出很多新穎的有機化合物以及新性能的高分子材料，在材料、超導(dǎo)、磁性、光學(xué)、催化、及生物等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，得到廣泛的應(yīng)用。另外，在抗艾滋病毒、酶活性抑制、切割DNA、光動力學(xué)治療等方面具有獨特的功效。富勒烯的發(fā)現(xiàn)告訴我們，具有不同經(jīng)驗和研究目標的科學(xué)家的通力合作可以創(chuàng)造出意外和迷人的結(jié)果。

又例如，在立體化學(xué)一章中，針對如何獲得光學(xué)純化合物，教材上只介紹了幾種傳統(tǒng)的外消旋體拆分方法。在這里向?qū)W生介紹，通過不對稱催化合成的方法，利用手性催化劑由潛手性的物質(zhì)直接獲得高純度的光學(xué)活性物質(zhì)，這一領(lǐng)域也是不對稱合成的研究熱點之一。在不對稱催化合成研究領(lǐng)域中做出杰出貢獻的三位科學(xué)家Knowles、Noyori和Sharpless共同獲得了2011年諾貝爾化學(xué)獎。事實上，自1968年Knowles等首次實現(xiàn)不對稱催化反應(yīng)以來，這一研究領(lǐng)域已取得了巨大的進展，并且成為工業(yè)上，尤其是制藥工業(yè)上獲得手性物質(zhì)最重要、最有效的方法。例如，Knowles等人將不對稱氫化應(yīng)用到治療帕金森綜合征的藥物L(fēng)-多巴的合成，并投入商業(yè)化生產(chǎn)，取得巨大的成功；Astra公司成功實現(xiàn)了經(jīng)不對稱催化氧化制備治療胃潰瘍藥物左旋奧美拉唑，并實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)；Blaser等人基于不對稱催化氫化有效改進除草劑 （s）-異丙甲草胺的制備工藝，在Solvias公司實現(xiàn)了年產(chǎn)1萬噸的生產(chǎn)規(guī)模。立體化學(xué)是探討有機化合物分子結(jié)構(gòu)和反應(yīng)立體性的學(xué)科，是有機化學(xué)的基礎(chǔ)理論之一，對藥學(xué)院藥學(xué)專業(yè)的本科生尤為重要。而該部分內(nèi)容抽象難懂，學(xué)生難免會覺得枯燥，失去興趣，從而通過諾貝爾化學(xué)獎的引入激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

再例如，在天然藥物萜類化合物的學(xué)習(xí)中，向?qū)W生介紹一種抗瘧特效藥青蒿素，它的發(fā)現(xiàn)挽救了全球特別是發(fā)展中國家的數(shù)百萬人的生命。中國科學(xué)家屠呦呦因創(chuàng)制新型抗虐藥——青蒿素和雙氫青蒿素，與另外兩名科學(xué)家共同分享了2015年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，是首個獲得諾貝爾獎的本土科學(xué)家。青蒿素的發(fā)現(xiàn)過程艱辛曲折，折射出我國老一輩科學(xué)家在科學(xué)研究中認真鉆研，鍥而不舍的科研精神。通過此例使學(xué)生認識到科學(xué)研究是一個艱苦、需要長期積累的過程，也使學(xué)生體會到科學(xué)精神的內(nèi)涵和本質(zhì)，同時培養(yǎng)他們的團隊精神、合作精神和愛國精神。

在科技飛速發(fā)展的今天，隨著社會對高素質(zhì)創(chuàng)新人才的需求，作為人才培養(yǎng)的主力軍，教師的教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)與時俱進。在教學(xué)過程中，有意識地融入諾貝爾獎實例，不僅拓寬學(xué)生的知識面，增加見識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)有機化學(xué)的興趣，重要的是基于此能夠意識到有機化學(xué)的學(xué)習(xí)目的和重要意義，并將知識的應(yīng)用作為最終目標，應(yīng)用到解決社會的實際問題中。同時，還能提高學(xué)生的科研意識及科學(xué)素養(yǎng)，從而培養(yǎng)出更適合科技發(fā)展的創(chuàng)新型人才。

參考文獻：

[1] 石先瑩. 科研成果在有機化學(xué)教學(xué)中的滲透[J].陜西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院， 2015.

[2] 趙士舉等. 諾貝爾獎在高校化學(xué)教學(xué)中的“催化劑”作用[J]. 時代教育， 2015.

[3] 吳毓林.青蒿素——歷史和現(xiàn)實的啟示[J].化學(xué)進展， 2009.

[4] 丁奎嶺等.不對稱催化新概念與新方法[M] .化學(xué)工業(yè)出版社， 2009.