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【關鍵詞】生物素—卟啉偶聯物;生物素;合成
1、實驗部分
1.1儀器與試劑
傅立葉紅外變換光譜儀為Equinax55型,德國Bruker公司;質譜儀LCQdeca XP plus,美國Finnigen公司;紫外-可見分光光度計7Cary紫外可見分光光度計,安捷倫公司,元素分析儀,美國P.E公司;核磁共振儀(400MHZ) 德國Bruker公司,吡咯(CR),Flucka公司;對羥基苯甲醛,瑞典進口; 三氟乙酸酐(CR),國藥集團化學試劑公司,氯化鈀(AR),國藥集團化學試劑公司;D-生物素,日本進口;其他試劑無特殊說明者皆為分析純。
1.2實驗方法
1.2.1化合物Ⅰ的合成
參照文獻合成,采取如下方法,量取80ml丙酸、硝基苯25mL,110mL冰乙酸加入到500ml三口瓶,加熱回流20min分鐘,然后用滴加漏斗滴加滴加120mmol(14.66g)的對羥基苯甲醛與80mL的丙酸的混合液,低價完畢后,滴加120mmol(8.32ml)新蒸吡咯的60mL丙酸溶液,滴加完畢后,保持135-140℃反應2h,自然冷卻至室溫,減壓過濾,得粗產品,烘干,將烘干后的粗產品用10%的NaOH水溶液溶解,濾去不溶物,得藍黑色液體,濾液用濃鹽酸調PH值7,溶液中會有沉淀析出,減壓過濾,得黑色粘狀物,真空干燥,用無水甲醇重結晶,用100目硅膠柱層析純化,采用丙酮做洗脫劑,收集產物,濃縮干,得紫色晶體3.8g,產率19%。
1.2.2化合物Ⅱ的合成
稱取化合物Ⅰ274mg(0.4mmol),三氟乙酸酐(TFAA)320uL和甲苯10mL加入25mL的圓底燒中,熱回流,保持110-120℃反應6小時,反應完全后,減壓蒸餾以除去甲苯,得化合物Ⅱ。
1.2.3化合物Ⅲ合成
在50mL吡啶中依次加入生物素366.0mg(0.1mmol)和化合物Ⅱ,40-50℃攪拌3h,冷卻至室溫,加500ml無水乙醚,冷卻至0℃攪拌5h,減壓過濾,無水乙醚洗滌,得紫色晶體,用100目硅膠柱層析純化,先用丙酮洗脫,后改用乙醇洗脫,收集產物,減壓蒸干,真空干燥得產物Ⅲ220.0mg,產率約為50%。
1.2.4化合物IV的合成
稱取100mg二氯化鈀溶在50mL苯甲腈中,加熱至100℃反應2h,自然冷卻至室溫,滴加60ml石油醚,有固體析出,減壓過濾,石油醚洗滌。真空干燥得淡黃色固體180mg,產率為79%,然后將鈀的苯甲腈絡合物和100mg化合物Ⅲ溶在30ml甲苯中,于50℃加熱5小時,然后減壓蒸除甲苯,殘余物用甲醇溶解,用200—300目硅膠柱層析純化,甲醇作洗脫劑,收集產物,真空干燥得產物63mg,收率為49%。
2、結果與討論
2.1結構表征
化合物Ⅱ紅外光譜圖在3319cm-1(吡咯環:N-H);1241cm-1(苯環:C-O);1606cm-1,1509cm-(卟啉環:C-N,CH-N)有特征吸收峰。卟啉配體的紫外-可見光譜在418nm的強吸收峰為卟啉化合物的特征吸收Soret帶,516nm,554nm,652nm處為Q帶吸收峰。MS(+ESI), 680(M++1)。元素分析(皆質量百分數,括號內為理論值,下同):C,77.84(77.86);N,8.17(8.25);H,4.40(4.46)。
化合物Ⅲ的紅外光譜圖譜在1224.82cm-1, 1143.85 cm-1(酯:C-O—C),1698cm-1(酯:C=O)處酯的特征吸收峰,其他特征吸收峰基本與II相同。其紫外-可見光譜的在414nm,512nm,548nm,649nm有吸收峰,與化合物Ⅱ相比,其Soret帶和Q帶都發生了一定波數的藍移,這是由于發生反應生成酯,氧原子與苯環形成的p-π共軛有所減弱,引起紫外-可見光譜發生了一定波數的藍移。
化合物V紅外光譜圖在3422cm-1(NH2:N-H);1282cm-1(苯環:C-N);1653cm-1(CON:C=O);998cm-1有吸收峰,通過與化合物IV的紅外光譜圖譜相比,卟啉環環內的N-H吸收峰(3319cm-1)消失,在998cm-1處產生了一個新的吸收峰,根據文獻報道,這個吸收峰是Zn(Ⅱ)氧化態敏感帶,由此吸收峰可以判斷卟啉環已經和金屬鈀離子形成了配合物。紫外-可見光譜431nm,564nm,Q帶吸收峰減少了兩個,金屬離子和卟啉形成絡合物物后,絡合物環內的對稱性增強,能級相近,表現為Q帶數目的變少變弱,其Soret帶(418nm)與化合物Ⅲ比較紅移了4個nm,可能是Pd(Ⅱ)的特殊價電子結構為3d10,屬于紅移型光譜價電子層結構,于是發生了Soret帶紅移。從1H-NMR譜分析,化合物IV在δ為-2.65處出現環內兩個質子的吸收峰,這是由于卟啉環大π電子流對其產生很強的屏蔽作用而產生的。而化合物V中,由于金屬離子和卟啉環形成絡合物,在此處特征的吸收峰消失。
浙江醫藥(600216)旗下新昌制藥廠是世界最大生物素生產商;新和成(002001)是生物素產量僅次于新昌制藥廠的生產商。
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關鍵詞:生物學 實驗教學素質教育
生物學作為人類認識自然的偉大成果,生物教育不應僅是知識的傳播,更是一種科學精神的浸潤與陶冶,生物學是以實驗為基礎的自然科學。實驗教學不僅是鍛煉學生實踐能力的重要途徑,更是激發學生探索興趣,培養學生生物科學素養的大好時機。
對高中學生來說,生物實驗教學主要包括常見的儀器、器具、藥品的使用能力,還有對實驗程序的理解能力,對實驗結果的分析能力,對實驗中出現的異常情況的處理能力等。在實驗教學中,結合生物學的特點,對學生進行生物科學素養的培養,是生物教學的首要任務和終極目標,生物教師應努力在生物實驗教學中讓高中生逐步提升生物科學研究的素養,這是素質教育對生物教學的根本要求。
一、在實驗中培養學生對實驗儀器、藥品正確使用的習慣
高中生物實驗所使用的儀器和藥品較多,有些是學生在以前生物課甚至化學課時未接觸過的。對這些儀器的原理、藥品的特性不了解,使用起來就會帶有盲目性,造成對實驗結果的影響,對實驗器材的損壞,對藥品的浪費,還可能造成安全隱患。例如,學生在使用顯微鏡時,經常發生不規范操作。觀察裝片時學生常常直接使用高倍鏡,認為高倍鏡比低倍鏡觀察清楚。這是由于學生不了解顯微鏡的基本原理,不了解高倍鏡放大倍數大,分辨率高,但所看到的實際面積小,即視野小,所以高倍鏡適宜觀察局部和細節,而低倍鏡所看到的面積大,適宜觀察材料的整體結構,以及尋找觀察目標。
二、在實驗教學中培養學生分析實驗程序的習慣
高中生物包含一些復雜的實驗,這些實驗步驟經過編寫人員長期總結、反復摸索,有很多設計得很巧妙的地方,但“智者千慮,必有一失”,其中也還有值得改進的地方。在學生實驗中,不能單純地用實驗指導進行“按方抓藥”出現結果就行了,先要指導學生去分析實驗中每一步驟的作用,每一個處理意義以及各步驟之間的聯系。例如,在觀察植物細胞有絲分裂實驗過程中,大致為:培養解離漂洗染色壓片。先讓學生了解每一步驟的作用。
在進行以上實驗操作時就有學生發現在觀察時視野里一片紫色,看不清細胞,更不用說找到染色體。在教師指導下他取下裝片觀察、思考后,發現是染色后直接把根尖夾取到載玻片上,而載玻片上只滴有一滴清水,不能稀釋染料很濃的紫色,直接壓片當然效果不好。找到原因后,很自然就能想到,在染色后再漂洗一次,洗去多余的染料,就能得到很好的實驗效果。顯然學生有這種想法是建立在對實驗步驟充分理解的基礎上的。所以在實驗中,應根據學生程度和涉及原理的難易不同,由教師講清或提出問題讓學生思考,使學生既知道實驗應怎么做,也知道為什么這樣做,還能思考怎樣做更好。通過這樣分析現有的實驗程序設計,可以培養學生生物實驗程序設計的素養。
三、在實驗后培養學生反思實驗的習慣
維生素是一類化學結構與生理功能各異的有機物,人體除能合成維生素D外,其余都必須從天然食物或維生素補充劑中獲得。婦女在青春期、妊娠期、哺乳期如果缺乏維生素,不僅影響自身健康,還將影響下一代的發育成長。那么,怎樣才能為自己提供合理的維生素供給呢?抓住女性一生中的四期是關鍵。
青春期
女性每次月經失血為20~150毫升,失鐵6~60毫克。所以青春期后,女性必須特別注意鐵的供給,而為了促進鐵的吸收,就應有充分的維生素C輔助。患有經前期緊張癥的女子,多數還伴有鎂缺乏的各種癥狀,常服用維生素B6、維生素E可以減輕癥狀,因為維生素B6可矯正細胞內低鎂水平,而維生素E可以維持生育酚的適當水平。患痤瘡的青年女性攝入充足的維生素A及鋅,才能維持上皮細胞組織的健康,保持皮膚整潔、光滑,避免皮膚毛囊的角化,預防痤瘡發生。
青春期增加“鈣”攝入可以獲得理想的骨密度,對中老年后預防骨質疏松癥有重要作用。但是,補鈣時,不要忘了冬季室外活動,皮膚在陽光下可合成維生素D。或者,也可額外補充維生素D。因為維生素D可以促進鈣、磷在腸內的吸收,并促使鈣在骨骼中沉著。
育齡期
是指婦女一生中有生育能力的時期,長達大約30年。在此期中,女性是在計劃生育中度過,或使用宮內節育器,或口服避孕藥等。種種避孕方法,或多或少地都會對女性健康造成一定影響。
如長期口服避孕藥可引起細胞內維生素B6缺乏,補充維生素B6可以減輕口服避孕藥的類早孕反應。補充維生素E對口服避孕藥有輔助作用。部分婦女使用宮內節育器后經血量增多,應及時補充鐵及維生素C,以免引起貧血。一旦避孕失敗需要終止妊娠,不管采用人工流產還是藥物流產,都需要在補足其他營養素的同時,補充維生素及微量元素,以期早日康復。
妊娠期
是孕育小寶寶的過程。此期女性對蛋白質、脂類、碳水化合物等營養的需要從質與量都急劇增加,以供給胎兒生長發育,并為分娩期的消耗作好準備,如果維生素A、β-胡蘿卜素、維生素D、E、K、B族(B1、B6、B12、煙酸、葉酸、泛酸及生物素)、維生素C等攝入不足,可導致早產或低體重兒,增加新生兒的死亡率。
妊娠早期缺乏營養可引發流產或胎兒畸形。最常見的是早期缺乏鋅或葉酸,導致胎兒神經管畸形(無腦兒、脊柱裂)。孕早期貧血和維生素E缺乏,可引起流產。維生素A缺乏,可導致下一代視覺異常和骨骼發育遲緩。另外,為滿足下一代骨骼、牙齒發育的需要,此期也應增補鈣和維生素D。
哺乳期
關鍵詞:興趣;自然觀;合理設計;心理素質
中圖分類號:G633.91 文獻標識碼:B 文章編號:1006-5962(2013)05-0263-01
"素質教育有三大要義。第一是面向全體學生,第二是要全面發展,第三是讓學生主動發展。" 素質教育由傳統教學中偏重知識傳授、能力傳授不足向知識與能力并舉、注重學生各種素質的培養及個性的發展,教育的目的不再是追求眼前的功利,而是放眼未來,培育能適應知識頻繁更新、技術迅速發展的未來社會的高素質人才。生物學是一門以實驗為基礎的學科,在素質教育中具有重要的地位和作用。作為培養未來生物科學貯備人才的生物教育教學工作,必須在高中生物課堂中體現素質教育。
1 培養學生的興趣
興趣是最好的老師。沒有興趣的學習,是一個沒有目的的學習。在高中生物的教學中,教師可以提出問題來提高學生的學習興趣。如:生命是怎樣誕生的?生命向哪些方面發展?我國在基因工程方面有那些主要的貢獻?生男生女是由誰決定的?為什么美國的生物圈二號沒有成功?人類能在月球上能生活么等等。通過一些現實生活和科技發展的問題,來激起學生的學習興趣,激起學探究問題的熱情。
2 在教學過程中培養學生辯證唯物主義自然觀
世界是物質的,物質是運動的,這是唯物主義的根本觀點。在新的課改下,高中生物教材主要從非生物界到生物界這個順序揭示了這個根本觀點。無機元素組成有機元素,有機元素有機結合在一起組成細胞。以細胞為基本單位的奇妙而多彩的生物世界,其組成的元素和化合物,即與非生命世界有普遍的聯系,又有重大的區別,尤其是組成細胞的有機分子,如生命活動的主要承擔者--蛋白質;遺傳信息的攜帶者--核酸;具有多種生命功能的的糖類和脂質。蛋白質、核酸和多糖又都是以特定的單體構成生物大分子,以碳鏈為骨架,為細胞的結構基礎,演繹著或簡約、或繁復的生命之歌。形成學生從分子水平上看待生命的物質性和生命物質的特殊性的認識,對于他們樹立正確的世界觀極為重要,無論是進一步的學習和研究,還是處理個人或社會事物,都需要唯物主義的觀點。
3 根據不同的章節和學生的實際,合理設計教學方案
3.1 以做一定量的鞏固練習,但不能拿"題海戰術"來提高學生的能力。在實際教學過程中,很多教師采取"題海戰術",通過讓學生多做題,多訓練,使學生在有限的時間范圍內,提高學生的成績,以顯示自己教學的水平。但長期如此,已經把學生訓練成了做題的機器,不會思維的、沒有頭腦的機器。在真正踏進科學殿堂以后,這些人思維受到很大的限制,不敢越雷池一步,沒有創造性思維,沒有新的發現,沒有開拓精神,不能發現事物的發展規律,只能固守先人的成就。在實際教學過程中,不要讓學生去做大量的題目。對所做的每一道題,認真精選,對出的題量嚴格控制。學生做完題后,和學生一起探究如何改變出題的方向、考查點,做到舉一反三。這種做法重在培養學生的創新思維能力。通過實踐證明,這種做法非常有效,也取得非常理想的效果。
3.2 創設新情景,培養學生運用已學知識解決實際問題的能力。生物題是源于教材,又不拘泥于教材。生物題考查學生知識的遷移能力,運用已掌握的知識解決實際問題的能力。在實際教學過程中,本著培養學生的創新能力、探究能力為目的,在每堂課上,采取多變的教學模式,創設新的情景(也就是說,聯系生產、生活實際、社會熱點,創設性情景),引導學生去思維,引導學生去探究,引導學生主動地去發現問題、解決問題。
3.3 培養學生終生學習的習慣,提高學生的生物學素質。作為一個學科教師,我們不可能也沒有必要期望自己的學生個個都立下學習生物學的志向,但卻有可能也有必要在普遍提高學生生物學素質的同時,讓一些熱愛生物學的學生脫穎而出。普遍提高學生的生物素質,在當今的時代顯得非常的重要。
3.4 培養學生良好的心理素質。在生物學教學中可以進行如下幾方面的心理素質教育:
3.4.1 激發學生學習動機,培養學習興趣。在介紹生物學的概念、規律發展的來龍去脈,生物學事實的發現過程,科學家的事跡和我國的生物資源等知識時,可使學生對知識的創造和創造者的思想品德、人格有一個全面深刻的了解,從中受到感染和影響,并由此激發學習的興趣和鉆研精神,從而樹立為國家為科學獻身的遠大志向。
3.4.2 培養學生豐富的情感和良好的心態。讓學生了解與生物學有關的環境、資源、能源、土地、糧食、人口等問題,培養學生關心自然、關心社會、關心國家利益、關心地球的生存條件等的情感和責任感,樹立環境保護意識。生物課本自始至終都貫穿著生物與環境相適應、生物的結構與機能相適應的生物學觀點,我們要讓學生知道人不能被動地等待淘汰,而是要主動地適應自然的變化和社會的變革。中學生應該學會多種本領,增強耐挫折的能力,提高適應能力,培養健康的心理。
3.4.3 培養學生逐步形成正確的審美觀。從美育的內容上看,生物學可以進行自然美、藝術美、社會美的教育。生物是自然美的主體。如動物、人體外表的對稱美;各種葉形、花冠的姿態美;動物(蜜蜂、螞蟻)社群生活表現的和諧美;科學家的優秀品質體現了社會美。引導學生投入到創造美的活動中去,如養鳥、護鳥、種花、種樹、綠化美化校園等。
3.5 探索適應素質教育要求的教學方法。在當前素質教育的大前提下,先進的教學方法很多。如過程式教學法、情境教學法、引導-探究法、發現探索法、實驗探究法、目標教學法等。