袁呈山, 李云, 惠新平, 邵向锋, 李多修, 刘琼, 刘子桐, 刘强
Chengshan Yuan, Yun Li, Xinping Hui, Xiangfeng Shao, DuoXiu Li, Qiong Liu, Zitong Liu, Qiang Liu
摘要: 随着金属有机化学在现代有机合成中的重要性不断提升,过渡金属催化反应的相关内容已逐渐引入本科有机化学课程。然而,在教学实践中发现,学生在学习过程中往往难以实现从传统有机反应机理向金属催化反应机理的顺利过渡。传统有机反应主要基于共价键的均裂或异裂过程,通常通过自由基或极性反应模式进行解释;而过渡金属催化反应则涉及金属–碳键形成、底物配位以及催化循环等新的机理特征。这种机理模式的差异在一定程度上增加了学生的理解难度。针对这一问题,本文从本科生机理认知模式出发,分析传统有机反应机理与金属催化机理之间的差异,提出以机理认知转变为导向的教学设计思路。通过比较传统极性反应与过渡金属催化反应在电子结构、底物活化方式及催化循环等方面的差异,重点阐明Pd–C键与传统有机金属试剂反应模式之间的本质区别,从而帮助学生避免将Pd–C键简单类比为传统碳负离子结构,并建立对金属催化反应机理的准确认知框架。以Suzuki、Heck和Sonogashira等典型交叉偶联反应为教学案例,阐述该教学思路在本科有机化学课堂中的具体实施。教学实践表明,该方法能够帮助学生建立对过渡金属催化反应机理的整体认识,促进其由线性机理思维向催化循环机理思维的转变,从而提升相关内容的教学效果。