新版、新形態(tài)、新亮點(diǎn)
——《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)(第六版)》簡(jiǎn)介

李令東，于麗梅，翟怡，高占先

1 大連理工大學(xué)化學(xué)學(xué)院，遼寧 大連 116023

2 大連理工大學(xué)化工學(xué)院，遼寧 大連 116023

3 高等教育出版社，北京 100120

1 第六版修訂的背景與指導(dǎo)思想

普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)(第五版)》(以下簡(jiǎn)稱第五版)于2015年由高等教育出版社以“紙質(zhì)版教材+書附教學(xué)光盤+網(wǎng)站資源”形式出版，2018年獲大連市優(yōu)秀科技著作獎(jiǎng)[1]。教材堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)規(guī)模小量化為主，兼顧常量、小量、半微量和微量制備；堅(jiān)持基本性實(shí)驗(yàn)為主，依照“基本性–綜合性–設(shè)計(jì)性–研究性”實(shí)驗(yàn)層次逐步提升實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的編排體例。近年來隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)迅猛發(fā)展，第五版的“書附教學(xué)光盤”出版形式表現(xiàn)出攜帶使用不便的問題；同時(shí)國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展迅速，出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的新動(dòng)向和新成果[2]。與時(shí)俱進(jìn)修訂新版教材以推陳出新推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本教材建設(shè)幾十年來一貫堅(jiān)持的理念。

習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上提出，要使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)[3]。自此開始，課程思政成為高等教育課程改革關(guān)注的方向，思政案例不斷涌進(jìn)課堂、融入教材。教育部“雙萬計(jì)劃”明確指出，一流本科課程建設(shè)要在教學(xué)內(nèi)容方面體現(xiàn)前沿性與時(shí)代性[4]；明確要求高校淘汰“水課”，打造有一定難度和深度、能切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量的“金課”[5]；并提出高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的“兩性一度”的金課標(biāo)準(zhǔn)[6]。這些文件精神為本教材修訂指明了方向。

《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)(第六版)》(以下簡(jiǎn)稱第六版)在新時(shí)代背景與課程教學(xué)新要求下展開修訂。第六版保持教學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)模的柔性安排、內(nèi)容以多層次的體例編寫，實(shí)現(xiàn)新版、新形態(tài)、新亮點(diǎn)，可滿足不同院校、專業(yè)對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的各種需求。

2 第六版教材的數(shù)字資源

在互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)日益普及的前提下，知識(shí)信息呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)速率傳播，為使學(xué)習(xí)者認(rèn)知速度、學(xué)習(xí)內(nèi)涵等與之匹配，教材及其知識(shí)承載形式和傳輸方式勢(shì)必相應(yīng)進(jìn)行改革[7]。為此將第五版教材網(wǎng)站資源、書附光盤約2.0 G內(nèi)容及新建數(shù)字資源經(jīng)由轉(zhuǎn)化、遷移、融合建設(shè)成為第六版數(shù)字資源，作為紙質(zhì)版教材的支撐和拓展?！凹埌娼滩?+ 數(shù)字資源”構(gòu)成第六版新形態(tài)教材。第六版的數(shù)字資源內(nèi)容豐富、特色鮮明，可通過掃描紙質(zhì)教材中相應(yīng)二維碼獲取。

2.1 3D MAX建模制作實(shí)驗(yàn)儀器、裝置和圖文聲并茂的單元操作

3D Max建模制作了51件常用玻璃儀器、43套實(shí)驗(yàn)裝置，動(dòng)態(tài)演示介紹儀器和裝置的名稱、性能、用途和操作注意事項(xiàng)等。制作了29個(gè)實(shí)驗(yàn)基本單元操作，包括儀器的識(shí)別、裝置的安裝要求及常用有機(jī)實(shí)驗(yàn)單元操作等，演示過程形象逼真，栩栩如生。學(xué)生掃描紙版教材二維碼在手機(jī)上拓展學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，可增強(qiáng)自學(xué)探索新知的興趣，大幅度提高預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)效率。

2.2 研制制備實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和自主實(shí)驗(yàn)案例

六版紙版教材包含內(nèi)容全面、多層次、經(jīng)典與新方法兼顧的大量制備實(shí)驗(yàn)。數(shù)字資源為每個(gè)基本性實(shí)驗(yàn)提供了制備實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，包括實(shí)驗(yàn)概述、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、安全操作提示、操作要點(diǎn)、問題研究與討論、教學(xué)法及產(chǎn)物譜圖等內(nèi)容。制備實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)為學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立實(shí)驗(yàn)提供輔導(dǎo)。同時(shí)制作圖、文、聲并茂的一套(共10個(gè))自主實(shí)驗(yàn)案例，案例選自各高校大概率開課的有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)進(jìn)行建設(shè)。具有“教師親臨課堂講授”特點(diǎn)的自主實(shí)驗(yàn)案例為開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供支持。自主實(shí)驗(yàn)案例通過指導(dǎo)學(xué)生自我學(xué)習(xí)、獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作，強(qiáng)化學(xué)習(xí)者自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ唤?jīng)過開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)試用實(shí)踐證明達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2.3 強(qiáng)化安全操作規(guī)范和研制虛擬演示實(shí)驗(yàn)

根據(jù)當(dāng)前工科專業(yè)有機(jī)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)減少與開放實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的實(shí)際，有機(jī)實(shí)驗(yàn)安全規(guī)范教育的重要性更為突顯。第六版教材對(duì)有機(jī)實(shí)驗(yàn)涉及化學(xué)品性質(zhì)、反應(yīng)特點(diǎn)等安全使用與操作的教學(xué)內(nèi)容給出相應(yīng)提醒說明，包括試劑、裝置、設(shè)備的安全使用規(guī)范和個(gè)人健康防護(hù)說明等；同時(shí)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)安全操作與危險(xiǎn)化學(xué)品正確使用等。結(jié)合具體制備實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，新研制了四個(gè)虛擬演示實(shí)驗(yàn)：1)三乙基鋁在空氣中自燃、遇水爆炸；2)甲苯硝化時(shí)滴加氧化劑速率過快致使產(chǎn)生火花乃至燃燒爆炸；3)用水處理廢棄金屬鈉引起安全事故；4)廢棄Raney-Ni違規(guī)操作引發(fā)火災(zāi)等。這四個(gè)虛擬演示實(shí)驗(yàn)的視頻形象、逼真，身臨其境地警示讀者實(shí)驗(yàn)中不規(guī)范操作可能釀成的惡果，潛移默化地讓學(xué)習(xí)者樹立實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)。

2.4 新增課程思政資源和拓展閱讀資料

第六版數(shù)字資源中新增了課程思政資源，如有突出貢獻(xiàn)的有機(jī)化學(xué)家小傳等。它重點(diǎn)介紹與制備實(shí)驗(yàn)內(nèi)容緊密相關(guān)的中外化學(xué)家在科學(xué)研究中開拓創(chuàng)新的事跡。具體而言，在黃鳴龍還原反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，編寫化學(xué)家小傳“中國(guó)人名反應(yīng)第一人——黃鳴龍”，介紹黃鳴龍先生改進(jìn)羰基徹底還原反應(yīng)的研究歷程，弘揚(yáng)老一輩科學(xué)家孜孜以求的科學(xué)精神及為國(guó)為民的家國(guó)情懷。再如，在人名反應(yīng)制備實(shí)驗(yàn)中介紹開辟烯烴制備新領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者維蒂希；在“烯烴復(fù)分解反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)中介紹因該反應(yīng)共獲諾獎(jiǎng)的三位化學(xué)家——肖萬、格拉布和施羅克；以及創(chuàng)建親核取代反應(yīng)機(jī)理的化學(xué)家英果爾德，發(fā)現(xiàn)醛肟或酮肟重排反應(yīng)的化學(xué)家貝克曼等。課程思政數(shù)字化資源引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成求真務(wù)實(shí)的科研品格與開拓創(chuàng)新的探索精神。而拓展閱讀資料類數(shù)字化資源則包括與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的研究論文、制備實(shí)驗(yàn)的原始文獻(xiàn)、反應(yīng)機(jī)理研究綜述等內(nèi)容，該數(shù)字資源拓展了紙質(zhì)教材內(nèi)容的深度。

3 紙版教材的主要修訂內(nèi)容

參考近年國(guó)內(nèi)外發(fā)表的實(shí)驗(yàn)教學(xué)論文，第六版紙版教材中新編了14個(gè)基本性實(shí)驗(yàn)、3個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)重點(diǎn)全新編寫“費(fèi)舍爾酯化法合成羧酸酯類工業(yè)香料”設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與“優(yōu)化微波輔助威廉森法制備4-硝基苯乙醚反應(yīng)條件”研究性實(shí)驗(yàn)。

3.1 編著證明反應(yīng)機(jī)理的實(shí)驗(yàn)

在有機(jī)化學(xué)理論課教學(xué)中，親核反應(yīng)是鹵代烴、醇酚醚和醛酮醌三章的核心內(nèi)容，親核反應(yīng)機(jī)理是教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)。為給理論課教學(xué)難點(diǎn)提供支持和延伸教學(xué)，第六版紙質(zhì)教材中新編了以下反應(yīng)機(jī)理證明實(shí)驗(yàn)：鹵代丁烷乙醇解——SN1反應(yīng)證明結(jié)構(gòu)與反應(yīng)性[8](實(shí)驗(yàn)六十一)、戊醇與鹵化銨反應(yīng)證明競(jìng)爭(zhēng)性親核取代機(jī)理[9](實(shí)驗(yàn)六十二)、香芹酮與金屬有機(jī)試劑反應(yīng)證明立體和區(qū)域選擇性控制[10](實(shí)驗(yàn)六十三)、羥醛縮合反應(yīng)證明底物的電子與位阻效應(yīng)[11](實(shí)驗(yàn)六十四)。通過反應(yīng)機(jī)理證明實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以容易地總結(jié)、歸納影響因素繁雜、概念與原理易混淆錯(cuò)用的親核反應(yīng)規(guī)律，輔助有機(jī)化學(xué)理論課程“熟練運(yùn)用知識(shí)解決有機(jī)化學(xué)實(shí)際問題能力”等高階教學(xué)目標(biāo)達(dá)成。以下介紹實(shí)驗(yàn)六十一至實(shí)驗(yàn)六十四的編寫思路。

實(shí)驗(yàn)六十一，含甲基紅指示劑的95%乙醇溶液顯橙色，室溫向其滴加2-氯-2-甲基丙烷后，在60 °C放置10 min則顯示紅色。然而若向橙色溶液中分別滴加1-氯丁烷、2-氯丁烷，則反應(yīng)瓶中橙色變化不明顯，說明醇與叔氯代烷(2-氯-2-甲基丙烷)反應(yīng)為SN1過程，而伯仲氯丁烷則不易進(jìn)行SN1反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)六十二，戊醇與親核試劑(等量的氯化銨和溴化銨)反應(yīng)，色譜分析產(chǎn)物組成如表1所示。2-甲基丁-2-醇與親核試劑反應(yīng)得到幾乎等量的2-溴-2-甲基丁烷(53%)和2-氯-2-甲基丁烷(47%)，產(chǎn)物與親核試劑的親核能力無關(guān)，證明叔醇是典型的SN1反應(yīng)。戊-1-醇反應(yīng)，取代產(chǎn)物只有1-溴戊烷(97%)和1-氯戊烷(3%)，證明伯醇是典型的SN2過程，強(qiáng)親核試劑溴化銨反應(yīng)活性高。從制備實(shí)驗(yàn)中學(xué)生可以學(xué)習(xí)到：親核試劑的親核能力可決定產(chǎn)物的組成、分布，是SN2反應(yīng)的特征性結(jié)論；而在SN1過程中，親核試劑因不參與速控步驟，因此不同親核性的親核試劑與底物反應(yīng)，對(duì)產(chǎn)物影響不大。戊-2-醇和戊-3-醇(仲醇)鹵代產(chǎn)物分布明顯既不同于2-甲基丁-2-醇(叔醇)的SN1反應(yīng)，又不同于戊-1-醇(伯醇)的SN2反應(yīng)。產(chǎn)物分析可知戊-2-醇和戊-3-醇鹵代機(jī)理中既有SN2過程又有SN1反過程的仲碳正離子重排。至此，學(xué)習(xí)者深入領(lǐng)會(huì)SN反應(yīng)相關(guān)概念，將理論課知識(shí)與反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果一一對(duì)照?！笆ベt言學(xué)，咸以躬身實(shí)踐為先，識(shí)見言論次之”指明的治學(xué)方法，在有機(jī)化學(xué)這類理論與實(shí)驗(yàn)并重學(xué)科的教學(xué)實(shí)踐中尤為重要。

表1 實(shí)驗(yàn)六十二的一組學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

第六版的反應(yīng)機(jī)理證明實(shí)驗(yàn)，除一般實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能外，還可以訓(xùn)練學(xué)生的有機(jī)化學(xué)思維能力，提升學(xué)科素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)六十三，惰性氣體保護(hù)下有機(jī)銅鋰試劑與香芹酮的親核加成反應(yīng)，涉及立體化學(xué)內(nèi)容需要邏輯嚴(yán)密地推斷產(chǎn)物，產(chǎn)物結(jié)構(gòu)解析過程可強(qiáng)化學(xué)習(xí)者的波譜解析技能。實(shí)驗(yàn)六十四亦屬于親核加成反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解讀涉及共軛效應(yīng)、誘導(dǎo)效應(yīng)和位阻效應(yīng)等取代基效應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用，全面涵蓋影響有機(jī)反應(yīng)的重要因素，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和產(chǎn)物推斷環(huán)環(huán)相扣、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)。機(jī)理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)盡管內(nèi)容難度較大，但經(jīng)過基本性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的學(xué)習(xí)者都可以完成。它既可供開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)選用，又非常適合理科專業(yè)和“強(qiáng)基計(jì)劃”的學(xué)生在專業(yè)實(shí)驗(yàn)課上選做。

3.2 編著可視化實(shí)驗(yàn)

有機(jī)實(shí)驗(yàn)常有反應(yīng)體系顏色改變的情況，如在芳烴底物耗盡或芳烴產(chǎn)物形成時(shí)、過渡金屬氧化物作為氧化劑消耗時(shí)及三鹵化鋁催化合成苯衍生物中間體配合物出現(xiàn)時(shí)等等。從分子水平解讀反應(yīng)的顏色變化，或者利用顏色改變來監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程或簡(jiǎn)化反應(yīng)后處理過程的基礎(chǔ)有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)(簡(jiǎn)稱可視化實(shí)驗(yàn))實(shí)例卻非常少。鑒于此，六版新編著了兩個(gè)可視化實(shí)驗(yàn)：對(duì)氨基間硝基苯甲酸甲酯的制備[12](實(shí)驗(yàn)六十五)與乙氧基二硫代甲酸丙-2-烯酯的制備[13](實(shí)驗(yàn)六十六)。

實(shí)驗(yàn)六十五，采用對(duì)氨基間硝基苯甲酸和甲醇為原料，以濃硫酸催化，選定特定反應(yīng)時(shí)間，使部分羧酸酯化，隨后用酸堿萃取分離產(chǎn)物。殘留羧酸以鈉鹽形式進(jìn)入水相呈現(xiàn)橙色，產(chǎn)物酯在油相呈淺黃色。經(jīng)幾次酸堿萃取后，水相顏色逐次變淺至無色。因此，基于觀察萃取體系顏色變化可方便地判定酯產(chǎn)品中羧酸是否洗滌干凈。該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的某些酸堿萃取分離過程，據(jù)此設(shè)計(jì)的生產(chǎn)工藝避免了高難度分離裝置和操作技術(shù)的使用。

實(shí)驗(yàn)六十六，采用四氟硼酸N-丁基-2,4,6-三苯基吡啶催化乙氧基二硫代甲酸鉀與溴代烴親核取代反應(yīng)制備乙氧基二硫代甲酸丙-2-烯酯。催化劑吡啶鹽和原料甲酸鉀形成油溶性的黃色配合物，在反應(yīng)后期，隨著配合物不斷消耗，反應(yīng)體系顏色逐漸消失，表明原料甲酸鉀鹽逐漸轉(zhuǎn)化完全。通過觀察顏色變化來判定反應(yīng)進(jìn)程，比常用跟蹤反應(yīng)進(jìn)程的薄層層析技術(shù)更簡(jiǎn)潔、直觀。

除前述為強(qiáng)調(diào)可視化實(shí)驗(yàn)概念而新編的實(shí)驗(yàn)外，實(shí)際上其他基本性實(shí)驗(yàn)中也有可視化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容項(xiàng)。如實(shí)驗(yàn)六十一，氯代烷醇解機(jī)理證明實(shí)驗(yàn)中，依據(jù)指示劑顏色變化可推測(cè)鹵代烴醇解難易及反應(yīng)程度，判定SN反應(yīng)級(jí)數(shù)等。此法避免使用硝酸銀醇溶液鑒別的弊端，因?yàn)锳gCl離子積很小可加快氯代烷的醇解，模糊真實(shí)反應(yīng)規(guī)律的呈現(xiàn)。這類可視化實(shí)驗(yàn)以簡(jiǎn)單的操作和一目了然的體系顏色變化，關(guān)聯(lián)反應(yīng)轉(zhuǎn)化過程，分析抽象的反應(yīng)機(jī)理，是非常值得選做的一類基本性實(shí)驗(yàn)。

3.3 引入黃鳴龍還原反應(yīng)

1946年，黃鳴龍先生在哈佛大學(xué)工作時(shí)對(duì)Wolff-Kishner還原法進(jìn)行了改進(jìn)[14]。改進(jìn)過的反應(yīng)不用價(jià)格昂貴的無水肼、無需高壓設(shè)備、反應(yīng)時(shí)間大幅縮短。這些關(guān)鍵工藝的改進(jìn)使得醛酮羰基徹底還原反應(yīng)得以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。學(xué)術(shù)界為紀(jì)念黃先生的貢獻(xiàn)，遂將該反應(yīng)命名為黃鳴龍還原反應(yīng)。它是唯一一個(gè)寫進(jìn)有機(jī)化學(xué)教科書的中國(guó)人人名反應(yīng)，成為經(jīng)典的有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)課程思政案例[15]。第六版引入三個(gè)原理相同、工藝不同的黃鳴龍還原反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)五十六是常量制備，反應(yīng)涉及不同溫度下兩步回流反應(yīng)，前一步移除副產(chǎn)物水和過量水合肼，生成沸點(diǎn)較高(b.p. 225–230 °C)的中間產(chǎn)物二苯基腙；后一步在更高溫度下熱解腙得還原產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)五十七是小量制備，利用產(chǎn)物丙基苯沸點(diǎn)較低的特點(diǎn)，采用邊加熱、邊回流、邊蒸餾的工藝[16]；實(shí)驗(yàn)九十二是半微量制備，采用微波促進(jìn)技術(shù)使得還原反應(yīng)的時(shí)間更短、收率更高。三個(gè)特征鮮明的黃鳴龍還原反應(yīng)實(shí)驗(yàn)供教學(xué)目標(biāo)不同的實(shí)驗(yàn)課選做。同時(shí)本教材一貫堅(jiān)持的“柔性”實(shí)驗(yàn)編排特征于此可見一斑。

3.4 引入烯烴交互置換反應(yīng)

碳-碳鍵的構(gòu)建是有機(jī)合成中最基本也最難的課題。許多構(gòu)建碳-碳鍵的反應(yīng)獲得過諾貝爾獎(jiǎng)，例如1912年Grignard反應(yīng)、1950年Diels-Alder反應(yīng)、1963年Ziegler-Natta催化劑催化烯烴聚合反應(yīng)，及2010年鈀催化偶聯(lián)反應(yīng)等。其中一步構(gòu)建碳-碳雙鍵難度更大，用于烯烴合成的Witting反應(yīng)、交互置換反應(yīng)分別獲得1979年、2005年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。雖然同是一步構(gòu)建烯烴雙鍵，但Witting反應(yīng)與交互置換反應(yīng)本質(zhì)卻大不相同。Witting反應(yīng)屬于羰基親核加成反應(yīng)，條件溫和、收率較高，但過程中有等當(dāng)量三苯基氧膦副產(chǎn)物生成，反應(yīng)原子經(jīng)濟(jì)性差。交互置換反應(yīng)屬于基于金屬卡賓配合物催化下的雙鍵碳原子交互置換反應(yīng)，是經(jīng)典的原子經(jīng)濟(jì)性合成反應(yīng)，廣泛應(yīng)用于基本有機(jī)合成、藥物合成、高分子和天然化合物合成等領(lǐng)域。第六版參照文獻(xiàn)[17]編著的烯烴交互置換反應(yīng)制備1,2-二苯基乙烯(實(shí)驗(yàn)四十)，其反應(yīng)條件溫和，后處理過程簡(jiǎn)單，催化劑可回收且反式烯烴產(chǎn)物選擇性近100%。對(duì)比實(shí)驗(yàn)四十，編著經(jīng)典維蒂希方法合成1,2-二苯基乙烯(實(shí)驗(yàn)四十一)。因此，以1,2-二苯基乙烯的合成為平臺(tái)，整合兩個(gè)獲諾貝爾獎(jiǎng)的學(xué)科前沿工作，自無立體選擇性的經(jīng)典維蒂希反應(yīng)合成烯烴[18]，到制備反式烯烴的改良維蒂希反應(yīng)(實(shí)驗(yàn)四十二)，再到交互置換反應(yīng)。通過精選內(nèi)容和悉心編排，第六版讓學(xué)習(xí)者遞進(jìn)掌握反應(yīng)機(jī)理和有機(jī)合成方法學(xué)等重要核心內(nèi)容。學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作，舉一反三地感悟有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)的知識(shí)與理論。

3.5 加強(qiáng)綠色合成實(shí)驗(yàn)

新編著的實(shí)驗(yàn)十六為典型的綠色合成實(shí)驗(yàn)[19]，其以二價(jià)銅鹽為催化劑、雙氧水為氧化劑，選擇性氧化對(duì)氯苯甲醇為對(duì)氯苯甲醛。實(shí)驗(yàn)過程中滴加雙氧水、反應(yīng)同時(shí)以水蒸氣蒸餾蒸出產(chǎn)物對(duì)氯苯甲醛，連續(xù)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)規(guī)避產(chǎn)物醛的過度氧化，得到高選擇性和高收率的對(duì)氯苯甲醛，該技術(shù)可工業(yè)化應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)四十七，以簡(jiǎn)易水蒸氣蒸餾法從中草藥桂皮中提取肉桂醛，隨即肉桂醛與丙酮羥醛縮合制備(3E,5E)-6-苯基己-3,5-二烯-2-酮。實(shí)驗(yàn)將肉桂醛提取與羥醛縮合反應(yīng)整合、優(yōu)化成一個(gè)基本性實(shí)驗(yàn)，既開闊了學(xué)生眼界，介紹天然產(chǎn)物提取方法，又傳遞了化學(xué)化工過程中應(yīng)減少?gòu)U棄物排放的綠色化學(xué)宗旨。

3.6 引入光催化合成發(fā)光體等特色實(shí)驗(yàn)

第六版新編室溫、無氧條件下，新光源LED燈珠催化制備發(fā)光體取代苯甲酸甲酯(實(shí)驗(yàn)九十五)[20,21]。該實(shí)驗(yàn)中，取代苯甲酸甲酯粗產(chǎn)物后處理及柱層析分離純化均是可視化過程，學(xué)習(xí)者跟蹤、監(jiān)測(cè)產(chǎn)物十分方便，在此再次強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者通過大量基本性實(shí)驗(yàn)逐步提高自身動(dòng)手經(jīng)驗(yàn)和諸如“可視化”跟蹤反應(yīng)進(jìn)行狀況等全面的實(shí)驗(yàn)技能。進(jìn)一步，發(fā)光體4-[2-(N-甲基)-吡咯基]苯甲酸甲酯在不同溶劑中呈現(xiàn)不同顏色。啟發(fā)學(xué)生透過絢麗的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象思考其內(nèi)涵、本質(zhì)，激發(fā)學(xué)生深入探究的熱情。實(shí)驗(yàn)八十五，L-脯氨酸催化4-硝基苯甲醛與丙酮不對(duì)稱縮合，屬于手性有機(jī)小分子催化不對(duì)稱合成的案例[22]，是新興有機(jī)分子催化合成領(lǐng)域的重要反應(yīng)。它能夠幫助學(xué)習(xí)者理解手性合成概念，熟悉有機(jī)分子催化等學(xué)科前沿進(jìn)展。此外該實(shí)驗(yàn)與本教材的1,3-二(苯亞甲基)丙酮的制備、(3E,5E)-6-苯基己-3,5-二烯-2-酮的制備、羥醛縮合反應(yīng)中電子和位阻效應(yīng)證明及2-乙基己-2-烯醛的制備等反應(yīng)同屬羥醛縮合反應(yīng)。5個(gè)相同類型的實(shí)驗(yàn)，底物結(jié)構(gòu)、反應(yīng)條件等因素導(dǎo)致反應(yīng)過程、制備結(jié)果不同，可供各類教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程選做，是第六版教材修訂“精選內(nèi)容、柔性編排”特色的又一例證。

3.7 小修設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)

第六版對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了小比例更新。羧酸酯無毒無害，有特殊香味，是調(diào)配香水、食用香精的重要原料，亦廣泛用作工業(yè)香料。例如，反式肉桂酸甲酯(實(shí)驗(yàn)二十三)有類似櫻桃和香酯氣味，乙酸異丁酯有香蕉味，乙酸己酯有鳳梨味，乙酸辛酯有橙子味，水楊酸甲酯有強(qiáng)烈的冬青油香氣。在羧酸酯制備主題下，編著設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)——費(fèi)舍爾酯化法合成香料[23](水楊酸甲酯和乙酸己酯) (實(shí)驗(yàn)一百)，替代第五版內(nèi)容重復(fù)的醇與鹵代試劑競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)(實(shí)驗(yàn)六十二)。費(fèi)舍爾酯化反應(yīng)的副產(chǎn)物只有水，屬于綠色合成反應(yīng)，反應(yīng)原子經(jīng)濟(jì)性高；從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)角度，評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)費(fèi)舍爾酯化法實(shí)施方案掌握程度；從實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)達(dá)成分析角度，制備特殊香味精細(xì)化學(xué)品會(huì)提高學(xué)生研究興趣，提升動(dòng)手制備的源動(dòng)力。同時(shí)，編著優(yōu)化微波輔助威廉森法制備4-硝基苯乙醚反應(yīng)條件的研究性實(shí)驗(yàn)[24](實(shí)驗(yàn)一百零六)，替換第五版教材中“制備9,9-雙(甲氧基)芴”研究性實(shí)驗(yàn)。微波促進(jìn)反應(yīng)特點(diǎn)鮮明：反應(yīng)速率快，產(chǎn)物選擇性高，所需藥品較少，符合綠色合成標(biāo)準(zhǔn)，屬有機(jī)合成研究熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。在優(yōu)化反應(yīng)條件時(shí)，直接用色譜儀分析反應(yīng)混合液，能快速得出較優(yōu)反應(yīng)條件，滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)長(zhǎng)要求。與常規(guī)加熱反應(yīng)一樣，微波技術(shù)是供能促進(jìn)反應(yīng)的一種方式。在第六版中，實(shí)驗(yàn)八十九用電化學(xué)方法制備碘仿，實(shí)驗(yàn)九十三用超聲波技術(shù)促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)九十五以光化學(xué)法制備發(fā)光體，全面涵蓋了常見促進(jìn)有機(jī)反應(yīng)的供能方式：加熱、光照、微波、超聲波和電化學(xué)方法，極大滿足不同院校、不同專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容選擇的需要。

4 修訂小記

與第六版的新編實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和新實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展相匹配，在實(shí)驗(yàn)技術(shù)篇中增寫酸堿萃取、高效液相色譜分離對(duì)映體的色譜柱選擇及空氣敏感化合物處理等內(nèi)容。以二種單位(mmHg和MPa)顯示數(shù)字壓力計(jì)替換第五版有毒性風(fēng)險(xiǎn)的汞柱差壓計(jì)，體現(xiàn)環(huán)保理念無處不在。

在收集、整理資料過程中，偶然發(fā)現(xiàn)“含一結(jié)晶水對(duì)甲苯磺酸的制備”實(shí)驗(yàn)資料，其改進(jìn)條件與本教材第二版“14.1對(duì)甲苯磺酸的制備”反應(yīng)條件完全吻合。修訂者立即重做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示第二版教材也是正確的，但它沒有明確對(duì)甲苯磺酸與帶結(jié)晶水對(duì)甲苯磺酸的區(qū)別，因此產(chǎn)生誤解。為此第六版教材給出一結(jié)晶水對(duì)甲苯磺酸的準(zhǔn)確表述，同時(shí)在數(shù)字資源“制備實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)”中詳細(xì)介紹了帶結(jié)晶水對(duì)甲苯磺酸的性質(zhì)。

第六版教材版面設(shè)計(jì)初稿簡(jiǎn)明、大方、美觀，擬采用有時(shí)代氣息的雙色套印技術(shù)，截至發(fā)稿出版編輯仍在設(shè)計(jì)、精修版式，力求推出一部高質(zhì)量、新形態(tài)、亮點(diǎn)突出的實(shí)驗(yàn)教材。

5 結(jié)語

《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)(第六版)》繼承了第五版的“柔性”安排和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容梯次提升的特點(diǎn)，是融合紙質(zhì)版和數(shù)字資源于一體的新形態(tài)教材，可有力支持學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)。第六版新編著實(shí)驗(yàn)全部源自于國(guó)內(nèi)外近年的科研和教學(xué)論文。第六版精選的內(nèi)容、與時(shí)俱進(jìn)的出版模式及符合“兩性一度”實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求的編撰亮點(diǎn)都具有一定借鑒意義。