关于有机化学实验教学中体现绿色化学的探索

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1、关于有机化学实验教学中体现绿色化学的探索0引言　　绿色化学(GreenChemistry)，又称环境友好化学，环境无害化学，清洁化学。它是指用科学的原理、技术和方法去减少或消除那些对人类健康或环境有害的原料、产物、副产物、溶剂和试剂等，研制和设计没有(或尽可能减少)环境副作用的化学品和化学过程。绿色化学是为适应人类可持续发展的要求而提出的全新观念，它涵盖了原料绿色化、反应绿色化、催化剂绿色化、溶剂绿色化、产品绿色化5方面的内容，绿色化学的根本目的是从源头防止污染，使我们对环境的治理从治标转向治本。绿

2、色化学将提供我们一个清洁的环境，有利于人类及其赖以生存的环境的可持续发展，达到人与自然的和谐相处。　　有机化学实验是高校化学化工、材料、环境、医学、生命科学，农业院校等专业重要的基础课，实验中需要大量的药品和试剂，大多数是有毒、可燃、有腐蚀性或爆炸性的，同时实验过程中也会产生许多废弃物。如不妥善处理，每次实验排放的废水、废气、废渣将会严重污染环境，实验室就是一个严重的污染源，所以在有机化学实验教学中实行绿色化学教育，加强学生环保意识是十分紧迫的问题，培养学生的创新能力。这就要求化学教师严肃、认真地对

3、待每一个实验，既要科学、直观地展示实验所要达到的目的，又要始终注意尽量消除其对环境的负面影响，体现绿色化学思想。许多从事有机化学实验的教育工已经意识到这一点，并进行了尝试。现将我们在有机化学实验教学过程中的一些具体做法总结如下。　　1精心挑选符合绿色化学的实验项目　　传统的有机化学实验项目安排时，教师只考虑实验现象明显，学生能够掌握基本操作技能的实验，对实验试剂的毒性、产生的污染没有足够的认识，只是被动地告诉学生怎样防护。实现有机化学实验绿色化要从教师做起，应在教师头脑中树立绿色化学的思维方式，从环

4、境保护的角度来认真筛选实验项目，淘汰一部分对环境污染较大的实验项目，补充环境污染小的实验项目和环保型实验。在保证达到实验教学目的的前提下，选用毒性小、废弃物少、污染轻的实验项目。如:苯和液溴反应制备溴苯实验，苯损害造血系统，液溴腐蚀性大，现用正丁醇和溴化钠反应制备正溴丁烷替代;如用肉桂酸实验替换喹啉实验，避开了苯胺、硝基苯等有毒致癌物质。挑选实验时，首先从现有的有机化学实验教材中进行遴选，同时增加一些教师科研工作中的成果作为实验开设，如微波干法合成4-(3-吡啶基)3-丁烯-2-酮实验，在有机化学实

5、验中引入微波技术，反应速率可比传统的加热技术快数倍及至数千倍，并且具有反应条件温和、反应时间短、产品易纯化、节省溶剂、对环境友好等优点，同时有助于学生对化学科学前沿的了解，激发学生的求知欲。　　2必做的实验按绿色化学理念进行改进　　按照教学大纲要求，目前能开设的有机化学实验不可能完全符合绿色化学，但我们可以参照最新科研成果，对某些实验项目按绿色化学理念进行改进。　　2.1减少试剂用量　　在正溴丁烷制备实验中，对原料正丁醇的用量进行了摸索，最后得出正丁醇用量为4mL，产物可得2.4～3.5mL，学生基

6、本上都能得到产物。正丁醇用量减少，实验中需要的其他酸碱等试剂都相应减少，节约了试剂，减少了污染，并且实验时间由原来的5h减少到3h。　　在乙酰苯胺制备实验中，苯胺有毒，乙酸酐是强腐蚀性物质，可将苯胺由5.5mL减少至2mL，乙酸酐由7.3mL减少至3mL，仍可得2.5g左右产品，实验效果非常明显。　　在甲基橙的制备实验中，原料N，N-二甲基苯胺是剧毒品，具有血液毒、神经毒和致癌性，亚硝酸钠也是众所周知的致癌物，若采用微型实验反应，学生难以观察到真实的合成过程。我们对此进行了摸索，最后得出原料减半，采

7、用1.0g对氨基苯磺酸，0.4g亚硝酸钠，0.7mLN，N-二甲基苯胺，仍可得甲基橙粗产品1.5g左右，完全满足实验要求.　　2.2选择绿色催化剂　　酯类化合物的制备是必开实验，但现有教材基本上都是用浓硫酸作催化剂。浓硫酸具有强氧化性、使反应副产物多，酸性废液多，参照目前关于酯化反应的种种研究成果，选用固体超强酸[SiO2/SO2-4]作为合成乙酸乙酯的催化剂，水合硫酸氢钠作为乙酸正丁酯制备实验中的催化剂，减少了污染，提高了产率，并且催化剂可再生使用。在乙酰乙酸乙酯的制备实验中，用氢氧化钠代替金属钠

8、，使操作变得既简便又安全，同时使用相转移催化剂TEBA，反应时间缩短2h，收率不变。　　2.3选择绿色溶剂　　在柱色谱分离操作中，教材中是采用无水苯和乙醚来分离邻硝基苯胺和对硝基苯胺，为避免苯的毒性，摸索出1∶3的乙酸乙酯和石油醚作洗脱剂，分离效果也很好，，后来又改为乙醇和水作洗脱剂分离荧光黄和亚甲基蓝，同时反复探索柱直径、氧化铝高度、被分离混合物浓度对分离效果的影响，最后得出加入4滴1mL95%乙醇溶解有1mg荧光黄和1mg亚甲基蓝样品，色谱柱填充物高度与直径分别为