綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)：Fascaplysin類生物堿的命名、合成及表征

盧愛(ài)黨，王瑞虎，劉運(yùn)亭，姜艷軍

河北工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，天津 300130

生態(tài)文明綠色發(fā)展，化學(xué)首當(dāng)其沖，“化學(xué)的綠色化”已成為世界各國(guó)化學(xué)發(fā)展的主要目標(biāo)和方向[1]；遵循綠色化學(xué)理念，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化不僅是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要，是培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識(shí)的基本要求，也是化學(xué)化工專業(yè)培養(yǎng)人才的必然趨勢(shì)[2-4]。

1 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

1.1 實(shí)驗(yàn)背景及內(nèi)容

1988年，Roll等人[5]首次從海綿FascaplysinopsisBergquist sp中提取并鑒定生物堿fascaplysin，該化合物為五元雜環(huán)季銨鹽類化合物。研究發(fā)現(xiàn)生物堿fascaplysin具有廣泛的生物學(xué)活性，包括抗細(xì)菌、抗真菌、抗病毒、抗腫瘤等[6]。1992年，Gibble等人[7]首次對(duì)fascaplysin生物堿進(jìn)行全合成，具體合成路線見(jiàn)圖1，共需要七步，總收率為57%。后續(xù)有文獻(xiàn)報(bào)道了多種生物堿fascaplysin的合成方法[8-11]，其中吳安心教授課題組通過(guò)I2/DMSO組合試劑介導(dǎo)下進(jìn)行一鍋法全合成天然產(chǎn)物fascaplysin尤為高效[11]。此外，鑒于學(xué)時(shí)限制，講授IUPAC (國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì))有機(jī)化學(xué)命名法的知識(shí)較少，學(xué)生即便通過(guò)Chemdraw獲得化合物的英文名稱，遇到復(fù)雜有機(jī)物如并環(huán)化合物時(shí)往往對(duì)名稱中各部分組成缺乏基本的認(rèn)知。本文通過(guò)在專業(yè)實(shí)驗(yàn)中引入綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)——“Fascaplysin類生物堿的命名、合成及表征”，利用科學(xué)前沿研究成果設(shè)計(jì)綠色的有機(jī)合成路線，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中介紹利用I2/DMSO組合試劑介導(dǎo)下一鍋法實(shí)現(xiàn)雜環(huán)化合物的高效合成[10-13]，并學(xué)習(xí)并環(huán)化合物的命名規(guī)則。

圖1 Fascaplysin的首次全合成

1.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>

通過(guò)開(kāi)展“Fascaplysin類生物堿的命名、合成及表征”實(shí)驗(yàn)，達(dá)到以下教學(xué)目的：

(1) 查閱和使用I2/DMSO組合體系作為工具化試劑在有機(jī)合成中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)理念在有機(jī)合成化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的滲透。

(2) 學(xué)習(xí)并環(huán)有機(jī)化合物的命名原則。

(3) 掌握β-咔啉雜環(huán)體系的構(gòu)筑，鞏固酮的α-鹵代反應(yīng)、Kornblum氧化和Menschutkin反應(yīng)等反應(yīng)機(jī)理，熟悉部分官能團(tuán)的相互轉(zhuǎn)化。

(4) 鞏固和強(qiáng)化加熱反應(yīng)、真空抽濾、封管實(shí)驗(yàn)等基礎(chǔ)操作技能，學(xué)會(huì)利用薄層層析法(TLC)檢測(cè)及分析反應(yīng)進(jìn)程。

(5) 學(xué)會(huì)使用核磁共振數(shù)據(jù)處理軟件(MestRe-C)，并能夠結(jié)合核磁共振波譜分析化合物結(jié)構(gòu)。

1.3 實(shí)驗(yàn)原理

Fascaplysin類生物堿的合成反應(yīng)路線見(jiàn)圖2，具體各步反應(yīng)機(jī)理如圖3所示：(1) 第一步，分子碘促進(jìn)芳基甲基酮化合物1進(jìn)行碘代得到α-碘代芳基酮化合物A以及HI，隨后α-碘代芳基酮A在DMSO作用下發(fā)生Kornblum氧化反應(yīng)得到α-芳基酮醛化合物B；在反應(yīng)體系中加入色胺2后，色胺分子中氨基進(jìn)攻α-芳基酮醛中的醛基發(fā)生加成而后脫水形成亞胺C，溶液中的H+促使亞胺生成亞胺正離子D并發(fā)生分子內(nèi)加成反應(yīng)，經(jīng)氧化經(jīng)歷中間體E和F后得到目標(biāo)產(chǎn)物β-咔啉3；(2) 第二步，化合物3結(jié)構(gòu)中β-咔啉N原子在230 °C條件下進(jìn)攻苯基官能團(tuán)的C―X碳原子發(fā)生Menschutkin反應(yīng)(親核取代反應(yīng))實(shí)現(xiàn)分子內(nèi)關(guān)環(huán)得到季銨鹽化合物4[11,14]。

圖2 Fascaplysin類生物堿的合成

圖3 合成Fascaplysin類生物堿的反應(yīng)機(jī)理

2 教學(xué)過(guò)程的組織與實(shí)施

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃

我校應(yīng)用化學(xué)“專業(yè)實(shí)驗(yàn)”課程在第七學(xué)期第1-4教學(xué)周(共計(jì)80學(xué)時(shí))，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括必做實(shí)驗(yàn)和選做實(shí)驗(yàn)兩種類型，學(xué)生除完成必做實(shí)驗(yàn)(每個(gè)實(shí)驗(yàn)一般為4-8學(xué)時(shí))外，還必須完成2個(gè)難度略有增加的選做實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)控制為8-16學(xué)時(shí)，每個(gè)選做實(shí)驗(yàn)由提供該實(shí)驗(yàn)的教師單獨(dú)講授)，其中“Fascaplysin類生物堿的命名、合成及表征”綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)需8學(xué)時(shí)，其中Fascaplysin類生物堿的命名及實(shí)驗(yàn)過(guò)程講解(1學(xué)時(shí))、合成實(shí)驗(yàn)(4學(xué)時(shí))、軟件使用及數(shù)據(jù)分析(1學(xué)時(shí))、實(shí)驗(yàn)總結(jié)及討論(2學(xué)時(shí))；選擇該實(shí)驗(yàn)的同學(xué)，可以獨(dú)立完成，也可2人組隊(duì)共同完成。

2.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段

上課前教師設(shè)計(jì)并提出引導(dǎo)性問(wèn)題，讓同學(xué)們提前預(yù)習(xí)并做好課上隨時(shí)抽查。針對(duì)“Fascaplysin類生物堿的命名、合成及表征”綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)提出的引導(dǎo)性問(wèn)題見(jiàn)表1，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的能力。

表1 引導(dǎo)性問(wèn)題及其設(shè)計(jì)目標(biāo)

2.3 實(shí)驗(yàn)實(shí)施階段

2.3.1 試劑和儀器

實(shí)驗(yàn)藥品：2’-氯苯乙酮、2’-溴苯乙酮、單質(zhì)碘、二甲亞砜(DMSO)、無(wú)水乙醇、色胺，所有試劑均為分析純，購(gòu)于天津廣達(dá)試劑公司。

實(shí)驗(yàn)儀器：98-3型數(shù)顯磁力攪拌器(天津訊赫科技有限公司)、Bruker Plus 400 M型核磁共振波譜儀(德國(guó)Bruker)、ME303E型電子天平(梅特勒-托利多)、Waters 3100 Mass-Dector型質(zhì)譜儀(Waters公司)、WFH-204B型三用紫外分析儀(上海馳唐電子有限公司)、X-4數(shù)字顯示顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀(鞏義市予華儀器有限公司)。

2.3.2 實(shí)驗(yàn)操作

2.3.2.1 化合物3的制備

將2’-氯苯乙酮或2’-溴苯乙酮(10 mmol)溶于DMSO (25 mL)中，磁力攪拌下加入單質(zhì)碘(2.5 g，10 mmol)，加熱反應(yīng)體系至90 °C條件下繼續(xù)反應(yīng)1 h (體系呈黑色)，向混合液中加入色胺(1.6 g，10 mmol)后繼續(xù)在110 °C下反應(yīng)，TLC檢測(cè)原料消失后停止加熱(約1.5 h)。待反應(yīng)液冷卻至室溫后攪拌條件下滴加蒸餾水(約20 mL)，有大量黃色沉淀生成，通過(guò)抽濾后用無(wú)水乙醇洗滌即可得到產(chǎn)物。

3a：黃色固體，收率75%，熔點(diǎn)為204-206 °C (文獻(xiàn)[15]204-206 °C)；1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ10.45 (s, 1H, NH), 8.57 (d,J= 4.8 Hz, 1H, ArH), 8.20-8.16 (m, 2H, ArH), 7.64-7.59 (m, 3H, ArH), 7.52-7.35 (m, 4H, ArH)；13C NMR (DMSO-d6, 100 MHz)δ196.7, 142.4, 139.8, 138.3, 135.8, 135.7, 131.8,131.5, 130.6, 130.0, 129.8, 129.6, 127.2, 122.4, 121.0, 120.4, 120.2, 113.6。

3b：黃色固體，收率89%，208-210 °C (文獻(xiàn)[11]190-192 °C)；1H NMR (DMSO-d6, 400 MHz)δ12.24 (s, 1H, NH), 8.45 (s, 2H, ArH), 8.33 (d,J= 7.7 Hz, 1H, ArH), 7.85 (d,J= 8.2 Hz, 1H, ArH), 7.73 (d,J=7.9 Hz, 1H, ArH), 7.58-7.65 (m, 2H), 7.47 (t,J= 7.7 Hz, 1H, ArH), 7.35 (t,J= 7.1 Hz, 1H, ArH)；13C NMR (DMSO-d6, 100 MHz)δ196.9, 142.0, 141.4, 137.9, 135.33, 135.1, 132.3, 131.3, 131.1, 129.5, 129.2,127.2, 122.0, 120.5, 120.0, 119.7, 119.0, 113.2。

2.3.2.2 化合物4的制備

稱取化合物3 (0.15 g)至Schlenk瓶中，抽換N2氣三次，然后磁力攪拌條件下封管加熱至230 °C反應(yīng)10 min，體系中黃色固體逐漸變成紅棕色固體產(chǎn)品。

4a：紅棕色(升華至瓶口處為黃色固體)，收率98%，熔點(diǎn)為235-237 °C (文獻(xiàn)[11]230-232 °C)；1H NMR (DMSO-d6, 400 MHz)δ13.54 (s, 1H, NH), 9.60 (d,J= 7.2 Hz,1H, ArH), 9.18 (d,J= 6.5 Hz, 1H,ArH), 8.58 (d,J= 7.2 Hz, 1H, ArH), 8.50 (d,J= 7.6 Hz, 1H, ArH), 8.08 (d,J= 7.1 Hz, 1H, ArH), 8.03 (t,J= 7.8 Hz, 1H, ArH), 7.90 (t,J= 7.2 Hz, 1H, ArH), 7.82 (d,J= 8.3 Hz, 1H, ArH), 7.74 (t,J= 7.6 Hz, 1H,ArH), 7.54 (t,J= 7.8 Hz, 1H, ArH)；13C NMR (DMSO-d6, 100 MHz)δ182.4, 147.2, 147.0, 140.5, 137.1,134.3, 131.4, 131.1, 126.8, 125.6, 124.4, 124.1, 123.1, 123.0, 120.4, 119.5, 115.7, 113.8；HRMS (ESI)：m/z[M-Cl]+calcd for C18H11NO2+：271.0866；found：271.0857。

4b：紅棕色(升華至瓶口處為黃色固體)，收率為98%，熔點(diǎn)為238-240 °C；1H NMR (DMSO-d6,400 MHz)δ13.52 (s, 1H, NH), 9.67 (d,J= 5.5 Hz, 1H, ArH), 9.19 (d,J= 5.1 Hz, 1H, ArH), 8.58 (d,J= 7.7 Hz, 1H, ArH), 8.52 (d,J= 8.0 Hz, 1H, ArH), 8.08 (d,J= 6.6 Hz, 1H, ArH), 8.02 (t,J= 7.5 Hz, 1H, ArH),7.88 (t,J= 7.2 Hz, 1H, ArH), 7.81 (d,J= 8.0 Hz, 1H, ArH), 7.75 (t,J= 7.3 Hz, 1H, ArH), 7.54 (t,J= 7.1 Hz, 1H, ArH)；13C NMR (DMSO-d6, 100 MHz)δ182.4, 147.2, 146.9, 140.5, 137.1, 134.3, 131.4, 131.1,126.8, 125.6, 124.5, 124.1, 123.1, 123.0, 120.5, 119.5, 115.7, 113.8；HRMS (ESI)：m/z[M-Br]+calcd for C18H11NO2+：271.0866；found：271.0853。

本階段，學(xué)生綜合運(yùn)用了有機(jī)化學(xué)中的加熱、抽濾、封管反應(yīng)和TLC檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)操作，合成了并環(huán)化合物Fascaplysin類生物堿，練習(xí)并掌握一種β-咔啉雜環(huán)構(gòu)筑的方法，鞏固酮的α-鹵代反應(yīng)、Kornblum氧化、Pictet-Spengler反應(yīng)等反應(yīng)機(jī)理，熟悉部分官能團(tuán)的相互轉(zhuǎn)化。

2.4 結(jié)果與討論

2.4.1 化合物4的命名

含最大非累積雙鍵數(shù)環(huán)系的二度空間表示式中，兩個(gè)相鄰環(huán)共有兩個(gè)原子和一根鍵者成為并環(huán)[16]，對(duì)于fascaplysin生物堿并環(huán)化合物的核心結(jié)構(gòu)(如圖4A)命名大體流程為：確定并環(huán)組成環(huán)系及其高位順序→找出并環(huán)構(gòu)詞及并合位置的標(biāo)識(shí)→編號(hào)→命名。

圖4 生物堿fascaplysin的命名

(1) 確定并環(huán)組成環(huán)系及其高位順序：Fascaplysin類生物堿核心結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)吲哚和一個(gè)吡啶結(jié)構(gòu)單元，吲哚高于吡啶，位高者為主體，因此確定主體為吲哚、拼合體(介體)為吡啶。

(2) 找出并環(huán)構(gòu)詞及并合位置的標(biāo)識(shí)：吲哚與吡啶通過(guò)兩個(gè)相鄰原子以鄰位并合的方式并合，采用加連綴字“并”的并環(huán)命名法進(jìn)行命名[16]；對(duì)主體環(huán)組分的周邊進(jìn)行標(biāo)記(用斜體小寫(xiě)的拉丁字母)，如圖4B中周邊標(biāo)記紅色符號(hào)“a，b，a’，b’，…”所示；并環(huán)中拼合體環(huán)組分周邊的位次標(biāo)識(shí)(用數(shù)字)如圖4B中藍(lán)色符號(hào)“1，2，3，4，…”所示，一個(gè)吲哚單元與吡啶共用吡啶結(jié)構(gòu)N-1及C-2兩個(gè)原子，另一個(gè)吲哚單元與吡啶共用吡啶結(jié)構(gòu)的C-3及C-4兩個(gè)原子；因此，并環(huán)構(gòu)詞為“并[1,2-a: 3,4-b’]”。

(3) 編號(hào)[16]：首先，在進(jìn)行編號(hào)前，需要按并環(huán)命名的并環(huán)環(huán)系規(guī)則將它們的環(huán)系結(jié)構(gòu)在二維空間中表達(dá)，對(duì)于橫向并環(huán)系的排列取向應(yīng)盡可能多的環(huán)在一橫向軸上且在一橫排上環(huán)數(shù)最多，如圖4C所示，右上區(qū)環(huán)數(shù)最多，左下區(qū)環(huán)數(shù)最少；其次，對(duì)并環(huán)周邊原子編號(hào)，從最頂端的環(huán)開(kāi)始(如有多個(gè)環(huán)時(shí)則從其中最右端的環(huán))，并從此環(huán)反時(shí)針計(jì)最遠(yuǎn)的非公共原子起始(如圖4B紅色箭頭標(biāo)識(shí)處)，再按順時(shí)針?lè)较蛴?jì)數(shù)，計(jì)數(shù)時(shí)包括公共雜原子(如圖4B中藍(lán)色標(biāo)記氮原子)，周邊公共碳原子不進(jìn)入數(shù)字編號(hào)內(nèi)，公共碳原子以前一個(gè)碳原子的數(shù)字編號(hào)加拉丁字母a、b、c等進(jìn)行標(biāo)識(shí)，如7a、7b等；詳細(xì)編號(hào)見(jiàn)圖4B所示。

(4) 命名：利用IUPAC英文命名法對(duì)Fascaplysin類生物堿進(jìn)行命名為chloride 13-oxo-12,13-dihydropyrido[1,2-a:3,4-b’]diindol-5-ium (4a) 或 bromide 13-oxo-12,13-dihydropyrido[1,2-a:3,4-b’]diindol-5-ium (4b)，中文有機(jī)化合物命名在基本原則上與國(guó)際命名規(guī)則一致，4a和4b中文名稱為氯化或溴化13-氧代-12,13-二氫吡啶并[1,2-a:3,4-b’]二吲哚-5-鹽。

2.4.2 化合物4的綠色化合成

Anastas和Warner提出理想的綠色化學(xué)反應(yīng)需具備高選擇性、高產(chǎn)率、100%的原子經(jīng)濟(jì)性等12項(xiàng)原則[17]。在實(shí)驗(yàn)方案的講解過(guò)程中，通過(guò)合成路線的對(duì)比選擇綠色、經(jīng)濟(jì)、高效的合成方法，實(shí)現(xiàn)最大的原子利用率及零排放。文獻(xiàn)[7]報(bào)道圖1所示Fascaplysin生物堿合成路線，共需要七步反應(yīng)，所用試劑超過(guò)20種，雖然總收率達(dá)到57%，但是原子利用率很低；對(duì)比本實(shí)驗(yàn)方案，第一步反應(yīng)所用原料及溶劑只有2’-氯苯乙酮或2’-溴苯乙酮、單質(zhì)碘、二甲亞砜(DMSO)、色胺和無(wú)水乙醇，溶劑DMSO也可以在反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行減壓蒸餾或低溫真空蒸發(fā)的方法進(jìn)行回收，第二步反應(yīng)在無(wú)溶劑真空條件下發(fā)生分子內(nèi)關(guān)環(huán)，原子經(jīng)濟(jì)性高達(dá)100%，合成路線共計(jì)兩步，化合物4a和4b的總收率分別為73%和87%。因此，本實(shí)驗(yàn)可以滿足綠色化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，而且新穎高效的反應(yīng)類型降低了實(shí)驗(yàn)操作的難度和對(duì)環(huán)境的污染。提問(wèn)與思考：(1) I2/DMSO組合體系在有機(jī)合成中還有哪些方面的應(yīng)用？(2) 圖3所示的反應(yīng)歷程中間體B到E的過(guò)程為Pictet-Spengler反應(yīng)，如果利用該反應(yīng)為關(guān)鍵步驟合成Fascaplysin生物堿，實(shí)驗(yàn)路線如何進(jìn)行設(shè)計(jì)？

2.4.3 化合物4的結(jié)構(gòu)表征

化合物3中N-2原子在230 °C下進(jìn)攻苯基官能團(tuán)的C―X碳原子發(fā)生親核取代反應(yīng)實(shí)現(xiàn)分子內(nèi)關(guān)環(huán)制備季銨鹽化合物4。學(xué)生得到儀器室測(cè)試數(shù)據(jù)后，在教師指導(dǎo)下對(duì)測(cè)試樣品的1H NMR和13C NMR進(jìn)行分析和確認(rèn)目標(biāo)產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。根據(jù)NMR譜圖5 (DMSO-d6)及文獻(xiàn)報(bào)道[5,11]，以4a為例進(jìn)行分析確認(rèn)：Fascaplysin生物堿含有10個(gè)均與sp2雜化碳原子形成的C―H鍵(δ7.5-9.7)以及17個(gè)處于芳香區(qū)域的碳原子(δ113-148)，含有兩個(gè)鄰位取代的苯環(huán)和一個(gè)孤立的AB體系；確定δ13.54處的單峰為NH的氫，δ9.60 (d,J= 7.2 Hz)、9.18 (d,J= 6.5 Hz)、8.58 (d,J= 7.2 Hz)、8.50 (d,J= 7.6 Hz)、8.08(d,J= 7.1 Hz)和7.82 (d,J= 7.1 Hz)處6個(gè)雙重峰分別為H-7 (b)、H-6 (c)、H-8 (d)、H-4 (e)、H-1 (f)和H-11 (i)所處氫的信號(hào)峰，δ8.03 (t,J= 7.8 Hz)、7.90 (t,J= 7.2 Hz)、7.74 (t,J= 7.6 Hz)和7.54 (t,J=7.8 Hz)處4個(gè)三重峰分別H-3 (g)、H-10 (h)、H-9 (j)、和H-9 (k)所處的氫；13C NMR譜圖中確定在δ182.4處為羰基碳信號(hào)峰，其余為芳香區(qū)域碳信號(hào)峰；化合物4a的高分辨質(zhì)譜(HRMS)中有明顯的分子離子峰271.0863，計(jì)算分子式C18H11N2O+[M-Cl-]+的值為271.0877，兩者完全符合。提問(wèn)及思考：(1) 化合物4a和4b分別為氯化和溴化季銨鹽，通過(guò)哪些方法對(duì)其進(jìn)行鑒別？(2) Fascaplysin生物堿結(jié)構(gòu)中有多個(gè)C―H鍵，如何確定各自在核磁共振氫譜中的化學(xué)位移？

圖5 化合物4a的核磁共振氫譜(A)和碳譜(B)譜圖

2.4.4 注意事項(xiàng)及預(yù)防措施

本實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)四輪的開(kāi)展，總結(jié)注意事項(xiàng)及預(yù)防措施主要有三點(diǎn)：① 在制備化合物3的過(guò)程中，反應(yīng)體系經(jīng)過(guò)加熱后，會(huì)有少許臭味生成(原因是DMSO在加熱條件下會(huì)有二甲硫醚生成)。可以通過(guò)在加熱前加入1.5倍量的雙氧水進(jìn)行消除，或在通風(fēng)櫥中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，亦可通過(guò)反應(yīng)過(guò)程中增加尾氣吸收裝置(吸收液為5%的次氯酸鈉溶液)且在反應(yīng)結(jié)束滴加水的過(guò)程替換為5%的次氯酸鈉溶液進(jìn)行消除。② 在制備化合物3的過(guò)程中，后續(xù)滴加水的量需要進(jìn)行控制，加入水量過(guò)少沉淀無(wú)法生成；加入水量過(guò)多，會(huì)造成反應(yīng)器底部生成大量粘稠固體；因此需要進(jìn)行緩慢滴加，注意觀察體系現(xiàn)象，待有沉淀生成時(shí)即可停止加水。經(jīng)驗(yàn)證，最好控制溶劑DMSO與水的滴加體積比為1 : 0.6-1 : 1。③ 化合物4的合成過(guò)程中，反應(yīng)如果在敞口下進(jìn)行也可得到目標(biāo)化合物，但是產(chǎn)物顏色為黑色；若經(jīng)抽換氮?dú)馓幚矸夤芗訜岬玫降漠a(chǎn)物為紅棕色；另外，如果化合物3干燥不徹底，會(huì)有少量乙醇?xì)埩簦枰诿芊馇斑M(jìn)行預(yù)熱。

3 教學(xué)效果及評(píng)價(jià)

本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生除了需要完成生物堿fascaplysin的命名、合成及表征，還要練習(xí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)操作的詳細(xì)步驟、目標(biāo)化合物(1H NMR和13C NMR)譜圖解析。通過(guò)書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)記錄、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，提升學(xué)生理解、推理和探究能力，并培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。另外，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)合有機(jī)化學(xué)前沿研究，將I2/DMSO組合體系引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，利用碘代、Kornblum氧化、Menschutkin反應(yīng)合成Fascaplysin類生物堿，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)I2/DMSO組合試劑介導(dǎo)下構(gòu)建雜環(huán)化合物的反應(yīng)系統(tǒng)，開(kāi)拓學(xué)生科研視野。

通過(guò)實(shí)施教學(xué)實(shí)驗(yàn)，積極調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研與總結(jié)-實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及操作-產(chǎn)物分離與純化-產(chǎn)物表征與分析-數(shù)據(jù)處理與報(bào)告撰寫(xiě)等，還可以培養(yǎng)學(xué)生追蹤學(xué)科研究動(dòng)態(tài)、分析比較實(shí)驗(yàn)方法和獨(dú)立完成綜合性實(shí)驗(yàn)的能力，為后續(xù)的創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文及其他科研訓(xùn)練打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與本專業(yè)有機(jī)化學(xué)、精細(xì)化學(xué)品合成、儀器分析等課程的理論教學(xué)結(jié)合緊密，利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除有機(jī)合成對(duì)環(huán)境的污染，提高原子經(jīng)濟(jì)性，適合作為本科高年級(jí)學(xué)生開(kāi)展綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)。