二茂铁苯基衍生物的综合化学实验设计

doi:10.3866/PKU.DXHX202310005

大学化学 >> 2024, Vol. 39 >> Issue (4): 329-337.doi: 10.3866/PKU.DXHX202310005

二茂铁苯基衍生物的综合化学实验设计

鄢剑锋, 肖雅婷, 左鑫, 林彩霞, 袁耀锋

福州大学化学学院, 福州 350108

收稿日期:2023-10-09 修回日期:2023-11-28 发布日期:2024-04-17
通讯作者: 袁耀锋 E-mail:yaofeng_yuan@fzu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金项目(22071025)；教育部2022年度基础学科拔尖计划2.0研究课题(20222114)；福建省中青年教师教育科研项目(科技类)(JAT210020)

Comprehensive Chemistry Experimental Design of Ferrocenylphenyl Derivatives

Jianfeng Yan, Yating Xiao, Xin Zuo, Caixia Lin, Yaofeng Yuan

College of Chemistry, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China

Received:2023-10-09 Revised:2023-11-28 Published:2024-04-17

摘要/Abstract

摘要： 介绍了一个综合化学实验，涉及二茂铁苯基衍生物的合成、光物理和电化学性质的表征。该实验难度适中，综合运用了多种表征方法和测试手段，将大学基础化学理论、基本实验技能与金属有机领域的学术研究相结合。采用逆合成分析法设计了“一锅法”水相合成路线，旨在帮助学生树立绿色化学的概念以及培养可持续发展的思想。实验运用了紫外-可见吸收光谱和电化学方法对目标化合物的光物理和电化学性质进行研究，并结合量化计算手段详细比较了给电子基团和吸电子基团对分子电荷分布带来的影响。通过以科研反哺教学的模式，本实验不仅使学生掌握了基本的科研训练，而且培养了他们的综合实验素质。

关键词: 二茂铁苯基衍生物, 水相合成, 光物理, 电化学, 量化计算, 综合化学实验

Abstract: This article presents a comprehensive chemistry experiment that involves the synthesis, photophysical and electrochemical characterization of ferrocenylphenyl derivatives. By integrating multiple characterization methods and test approaches, this experiment helps students learn fundamental college chemistry theory, basic laboratory skills, and academic research in the field of organometallics. UV-Visible spectroscopic and electrochemical methods were utilized to study the target compounds and compare the electron-donating and electron-withdrawing effects on the molecular spectrum via a quantitative computation methodology. Furthermore, it stimulates the creation of green chemistry values and sustainable development mindfulness while developing students’ scientific research and comprehensive experimental skills.

Key words: Ferrocenylphenyl derivatives, Aqueous synthesis, Photophysical, Electrochemistry, Quantum chemical calculation, Comprehensive chemistry experiment

鄢剑锋, 肖雅婷, 左鑫, 林彩霞, 袁耀锋. 二茂铁苯基衍生物的综合化学实验设计[J]. 大学化学, 2024, 39(4): 329-337.

Jianfeng Yan, Yating Xiao, Xin Zuo, Caixia Lin, Yaofeng Yuan. Comprehensive Chemistry Experimental Design of Ferrocenylphenyl Derivatives[J]. University Chemistry, 2024, 39(4): 329-337.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202310005

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2024/V39/I4/329

参考文献

[1] 何亚珂, 张思怡, 黎雅珊, 何本钊. 大学化学, 2023, 38 (4), 134.
[2] 孟祥茹, 李纲. 大学化学, 2021, 36 (6), 2008065.
[3] 袁耀锋. 大学化学, 2019, 34 (12), 91.
[4] Yan, J.-F.; Men, R.-X.; Chen, X.-X.; Lin, C.-X.; Nockemann, P.; Yuan, Y.-F. New J. Chem. 2021, 45 (42), 19917.
[5] 袁耀锋, 林彩霞, 林伟, 谢在来, 王心晨. 大学化学, 2021, 36 (5), 2102063.
[6] Tobisu, M.; Takahira, T.; Ohtsuki, A.; Chatani, N. Org. Lett. 2015, 17 (3), 680.
[7] Heijnen, D.;Tosi, F.; Vila, C.; Stuart, M. C. A.; Elsinga, P. H.; Szymanski, W.; Feringa, B. L. Angew Chem. Int. Ed. 2017, 56 (12), 3354.
[8] Carter, C.; Kratish, Y.; Jurca, T.; Gao, Y.; Marks, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142 (43), 18715.
[9] 王清廉, 李瀛, 高坤, 许鹏飞, 曹小平. 有机化学实验. 第4版. 北京: 高等教育出版社, 2017.
[10] 李玲玲, 兰泉, 郑媛, 蒋俊, 查正根. 大学化学, 2022, 37 (2), 2109014.
[11] 白银娟, 南志祥, 李珺. 大学化学, 2016, 31 (8), 81.
[12] 邢其毅, 裴伟伟, 徐瑞秋, 裴坚. 基础有机化学. 第4版. 北京: 北京大学出版社, 2020.
[13] Dudley, H.; Ian, F. 有机化学中的光谱方法. 第6版. 张艳, 邱頔, 施卫峰, 王剑波, 等译. 北京: 北京大学出版社, 2015.
[14] Yamaguchi, Y.; Ding, W.; Sanderson, C. T.; Borden, M. L.; Morgan, M. J.; Kutal, C. Coord. Chem. Rev. 2007, 251 (3), 515.
[15] Nagy, A. G.; Toma, S. J. Organomet. Chem. 1984, 266 (3), 257.
[16] Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; et al. Gaussian 16, Rev. C.01; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, USA, 2016.
[17] Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37 (2), 785.
[18] Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98 (45), 11623.
[19] Dolg, M.; Wedig, U.; Stoll, H.; Preuss, H. J. Chem. Phys. 1987, 86 (2), 866.
[20] Dennington, R.; Keith, T. A.; Millam, J. M. GaussView, Version 6.0.16.; Semichem Inc.: Shawnee Mission, KS, USA, 2016.

二茂铁苯基衍生物的综合化学实验设计

Comprehensive Chemistry Experimental Design of Ferrocenylphenyl Derivatives

PDF

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0

[1]	李薇, 许锦帆, 张拥军, 关英. 共价有机框架整体材料的制备及食品安全非靶向筛查应用——推荐一个仪器分析综合化学实验[J]. 大学化学, 2025, 40(6): 276 -285 .
[2]	汪快兵, 毛菲菲, 章维华, 吕波. 基于稻壳制备生物质碳点的综合教学实验设计与实践[J]. 大学化学, 2025, 40(5): 342 -350 .
[3]	晏宏, 王文峰, 叶克印, 袁耀锋. 有机电化学与化学教学[J]. 大学化学, 2025, 40(5): 301 -310 .
[4]	李姝慧, 黄荣秀媛, 潘英明. 电化学制备2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑——推荐一个综合性有机化学实验[J]. 大学化学, 2025, 40(5): 357 -365 .
[5]	张勇健, 高芳玲, 晏宏, 叶克印. 有机硫化合物的电化学转化[J]. 大学化学, 2025, 40(5): 311 -317 .
[6]	林彩霞, 刘婷, 施兆江, 晏宏, 叶克印, 袁耀锋. N-酰基磺酰胺的电化学去芳香螺环化创新实验[J]. 大学化学, 2025, 40(4): 359 -366 .
[7]	张任秀, 赵新, 张云飞. 电化学合成在有机化学教学中的应用[J]. 大学化学, 2025, 40(4): 174 -180 .
[8]	李佳杰, 马骁聪, 郑菊芳, 万强, 周小顺, 王亚浩. 电催化有机反应机理的原位拉曼光谱研究进展[J]. 大学化学, 2025, 40(4): 261 -276 .
[9]	李姝慧, 王旭岑, 潘英明. 探秘生活中的电化学技术[J]. 大学化学, 2025, 40(3): 302 -307 .
[10]	周岑, 洪碧琼, 陈毅挺. 电化学技术在超分子化学研究中的应用[J]. 大学化学, 2025, 40(3): 308 -317 .
[11]	孔祥贵, 史文颖. 光学信息加密材料的综合化学实验设计[J]. 大学化学, 2025, 40(3): 355 -362 .
[12]	林子涵, 林婉真, 陈发杰. 天然多肽的电化学修饰[J]. 大学化学, 2025, 40(3): 318 -327 .
[13]	王靖文, 吴明昊, 左鑫, 袁耀锋, 王亚浩, 周小顺, 鄢剑锋. 电化学调控在单分子结电子传输性质研究中的应用进展[J]. 大学化学, 2025, 40(3): 291 -301 .
[14]	吴红, 王钰熙, 冯红艳, 王晓葵, 金邦坤, 雷璇, 吴强华, 李红春. 计算化学在金属配合物磁化率测定实验教学中的应用[J]. 大学化学, 2025, 40(3): 116 -123 .
[15]	朱美凤, 程锦, 黄凯, 练成, 徐首红, 刘洪来. 经典密度泛函理论辅助理解电化学界面[J]. 大学化学, 2025, 40(3): 148 -152 .