苯酚的教学设计与反思

苯酚的教学设计与反思（共8篇）

苯酚的教学设计与反思 篇1

篇一：苯酚教学反思

关于苯酚的知识是烃的衍生物中的重要组成部分，所以也是本章教学的一个重点。实验能力是化学能力的一个重要组成部分，而本节实验内容在烃的含氧衍生物中是最多的，在教学时应充分发挥这一特点优势，所以将本节课设计成以学生分组实验为主的探究式教学模式，以实验贯穿整个教学过程。

现代的课堂教学目标是三维目标，课堂中让学生掌握基本知识与基本技能的同时更重要的是通过实验探究使学生学会学习方法，促进学生科学素养的提高；本节课采用探究教学模式，意在教会学生学习方法，最大限度地提高学生的科学素质。所以本节课的教学目标及重难点确定为

1、知识与技能目标：

①了解酚类的定义；了解苯酚的物理性质，掌握苯酚的化学性质；理解苯环和羟基的相互影响。通过苯酚的性质实验培养观察能力、实验操作能力和思维能力。

②通过分析苯酚的结构特点，推出苯酚应具有的性质；分析羟基对苯环的影响，推出苯酚易发生取代反应，培养分析和推理的思维能力。

2、过程与方法：

培养学生操作、观察、分析能力，加深对分子中原子团相互影响的认识，培养学生辩证唯物主义观点

3、情感、态度和价值观目标：

通过结构决定性质的分析，培养唯物主义的思维观点和思维方法；通过苯酚的性质实验，激发学生的学习兴趣。

教学重点： 苯酚的化学性质；酚羟基与醇羟基的区别

教学难点： 酚羟基与醇羟基的区别；有机官能团的相互影响

（一）教学的成功之处

1、本节课的以实验探究为手段，不但进行了教材安排的实验，还补充了3个对比实验，步步设疑，层层深入，处处铺垫，让学生参与获取知识的过程，符合思维逻辑，符合认知规律。课堂教学引入素材来自生活，能激发学生学习的动机和兴趣。

2、通过设计不同的情境培养学生的思维能力，整节课堂我不断的设计情境，学生的思维也不断的一次次的得到升华，培养了学生科学态度与积极思考问题的精神；激发了学生的求知欲，调动了学生学习的积极性和主动性。

3、课堂教学气氛活跃，每一位学生参与课堂活动是认真、积极，都能进行思考，参与获取知识的过程，在此过程中，师生互动，生生互动，互相补充，互相启迪，在整个教学过程中培养了学生的观察能力，对比分析能力，逻辑分析能力，实验设计能力，尽管问题是教师帮助提出来的但解决主要靠的是学生，通过师生共同努力 基本完成了本节课的教学目标，强化了学生对重难点的理解。

4、本节课设计的较特别的点是运用了很多对比方法，来认识物质，其优点一是可以通过这样的方式对原有的知识进行复习再认识，其次也可强化新旧知识的联系，另外，更能使学生通过比较对结构决。

篇二：苯酚教学反思

苯酚这一节课的教学内容最大的特点就是通过性质（尤其是与苯、乙醇的对比教学）上表现出的差异反映出结构差异的作用，对于今后学生分析有机物结构预测有机物的性质有着重要的作用，它是体现有机物中结构与性质关系的一个很好的例证，同时，也是一个给学生很好的辩证法教育的例证，同一物质内不同结构间会有相互的影响，亦即事物是相互作用相互依存的。基于这个考虑我把苯酚的化学性质的教学放在突出的位置，同时，引导学生通过对比这一科学学习方法从结构角度进行探讨。

在进行教学设计时，有几个地方是我特别考虑，值得推广的：

1、学习任务的引入，学习情景的创设方面我力图还原我们认识物质的本来程序。在生活中，当我们对某一陌生物质感兴趣时，我们会仔细研究有关它的文字说明，提出质疑，然后通过实验或找寻实证证明或解决问题，因此我设计了一个让学生阅读一块上海药皂的成分以及了解医院用的消毒药水来苏水来统领苯酚性质的教学，然后再引导学生从结构上进行分析。这样的安排还有一个想法，是希望借此给学生一个案例，让学生们在生活中多关注化学，把学到的化学知识应用到生活中，做到学以致用。

2、在教学中，物理性质的教学显得那么地不经意，比如，为了证实苯酚的酸性，我们要配溶液，就必须从试剂瓶中取出晶体，此时就可以观察它的物理性质了，因为要溶解成溶液，而常温下苯酚溶解情况不佳，就考虑加热条件下的溶解情况，关于溶解性的内容也就出来了，至于熔点的知识则是通过观看钠与苯酚反应的实验视频中体现出来。现在看来出发点应该是好的，这种学习方式应该是很自然的，不经意间就可以完成的，让学生在不经意间获得了知识。

3、学生分组实验很成功，对于学生来说，实验是一种幸福的体验过程。教师可以引导学生从实验中学会体验，同时也是对学生情感意志的锻炼，充分挖掘实验的教育功能，是我们实验学科教师要努力去做的工作。

现在回想一下这节课，也是有一些不足，比如因为是一班实验班的学生，所以我给学生拓展增加了一些内容，显得内容有些烦杂，增加了学生负担，而且这节课本身化学方程式难度比较大，需要学生记忆的东西比较多，可以适当删减一些内容，放在下一节课或者留做学生思考，这样这节课会更从容些。

篇三：苯酚教学反思

本节内容是上海二期课改教材中的拓展型课程中的 P75，是安排在乙醇后面的一种烃的衍生物，学生在学习乙醇的过程中已初步掌握了官能团对衍生物主要性质的决定性作用，对乙醇中官能团羟基的性质也已有较深的理解和掌握；教材在这一基础上紧接着安排入苯酚有其独有的作用，因为苯酚的结构中也含有羟基，通过苯酚性质的学习可进一步加强学生对羟基官能团性质的掌握，而苯酚性质与乙醇性质又有很大的不同之处，让学生理解衍生物的性质主要由官能团来决定的同时又与官能团所连的烃基有一定的相互影响，使学生学会全面的看待问题，能更深层次的掌握知识，在学生掌握苯酚性质的同时，又为后面烃的衍生物的学习提供了方法。

二、课后反思

现代的课堂教学目标是三维目标，课堂中让学生掌握基本知识与基本技能的同时更重要的是通过实验探究使学生学会学习方法，促进学生科学素养的提高；本节课采用探究教学模式，意在教会学生学习方法，最大限度地提高学生的科学素质。

（一）教学的成功之处

1、在对比中理解知识

这节课我采用的教学方法之一是对比法，首先是通过学生书写羟基取代甲苯的同分异构体并进行比较，从比较中区别酚与醇；第二是通过对比苯酚与乙醇的结构特点，比较苯酚与乙醇分别跟氢氧化钠溶液及钠反应的异同；第三是通过对比苯酚与苯的结构特点，比较苯酚与苯分别跟溴反应的条件不同，从而比较苯酚与苯取代反应的异同。让学生在对比中获取知识，在对比中学会学习。

2、提高学生的实验探究与创新实践能力

在这节课中，我刻意给学生比较大的发挥空间，让学生从结构出发，在对比的基础上大胆假设苯酚的性质，依据假设设计实验方案，讨论交流后进行实验探究；在实验验证后发现新的问题，继续探究，分析可能原因，从而得出新的结论，完成知识的升华，并从中找到自信；学生在多次经历了这样的创新实践活动后，不仅创新实践能力会明显提高，而且内心的体验会升华为创新精神。

3、在情境设计中培养学生的思维能力

整节课堂我不断的设计情境，学生的思维也不断的一次次的得到升华，培养学生科学态度与积极思考问题的精神；激发了学生的求知欲，调动了学生学习的积极性和主动性。

4、让学生学会学习

一个成功的教学过程，应该是教师循循善诱，学生独立思考，主动求知。每个教学设计，并非是立足在自己怎样教，而应该是考虑指导学生怎样学；不是以教为中心去组织学生学，而是以学生为主体去设计教学过程。不是让学生用实验验证已知了的理论知识，而是从旧知识中得到启发，设计实验，从观测结果的分析研究中获得新知识，在教学过程中充分体现变教为诱，变学为思，()以诱达思，促进发展的教学思想，同时体现学生在学习中的观察--思维--迁移的良好心理过程。学生学习兴趣的培养和科学素质的提高是一个长期的过程，采用探究式教学模式是其中的一个切入口，是一种尝试，要真正落实还必须结合传统教学中好的方面，相辅相成地进行教学。

（二）、教学的不足之处

1、因为是第一次跟学生的合作学习，对学生的一些基本情况还不是很了解，所以在课堂学习中还存在一些交流上的陌生，但在后面的学习中也慢慢进入配合的佳境，从而很好的完成教学过程。

2、教学过程中由于害怕时间不够，如果让学生完全放开实验探究，往往完不成教学任务，所以实验探究性强，不利于学生的思维发展；究竟完成教学任务重要，还是培养思维更重要？仔细想想，还是科学的思维方式的养成更加重要，与之相比，知识是第二位的，当一个学生有了探究的欲望，一个明智的教师，应该给学生一片自由飞翔的蓝天，而不是强制他们改变航线，但也不能任其信马由缰，而放任不管，此时应该做的是耐心的、尽量不动声色的引导他们往正确的方向靠近，如果能够引航成功且又不扼杀他们的灵感、打击他们的自尊心、且能扶植学生的自信心，那么花多少时间都是值得的。

3、学生在实验探究过程中，存在的一些实验问题，有时处理还是不够到位，致使有些学生实验完成不够好，实验现象不够清楚；不过绝大多数学生都完成较好。

苯酚的教学设计与反思 篇2

一、教学尝试第一种教法:

根据教材顺序先介绍苯酚的性质, 后总结出“有机官能团的相互影响”的内容。

1. 通过演示实验:

苯酚浊液与Na OH溶液反应、苯酚钠溶液与盐酸反应、苯酚钠溶液与碳酸反应等一系列实验介绍苯酚的弱酸性。

2. 教师通过演示实验:

苯酚溶液与浓溴水的反应等介绍“受羟基的影响, 苯酚中的苯环邻对位的氢变得更活泼”相关内容。

3. 下一节课根据苯酚性质总结“有机官能团的相互影响”。第二种教法:

预想采取以学生探究为主, 让学生回顾苯和甲苯的性质, 建立起“有机官能团的相互影响”的理念, 再让学生推测苯酚可能具有的化学性质, 将两节课内容融在一节课中。

1.学生回顾苯和甲苯的性质。

2.老师提问:“同学们推测苯酚可能具有的性质?”

3.老师让学生用准备好的试剂设计实验探究同学的推测。第三种教法:

同样采取以学生探究为主, 将第二种教法中“让学生回顾苯和甲苯的性质”改为“利用五分钟演示甲苯中滴入酸性KMn O4溶液实验和让学生书写甲苯硝化反应方程式”。

1.演示甲苯中滴入酸性KMn O4溶液实验。2.学生书写甲苯硝化反应方程式。

3.学生总结:受苯环的影响, 甲苯中甲基变得更活泼;受甲基的影响甲苯中的苯环上邻对位的氢变得更活泼。趁此, 我帮助学生初步建立了“有机官能团的相互影响”的理念。

4. 老师提问:“同学们推测苯酚可能具有的性质?”

5. 同学们得出两种看法。

一部分同学认为:类比甲苯, 受苯环的影响苯酚中酚羟基变得更活泼具有酸性;受羟基的影响, 苯酚中的苯环邻对位的氢变得更活泼。

另一部分同学认为:类比乙醇中乙基使羟基变得不活泼, 受苯环的影响, 苯酚中酚羟基变的更不活泼;受羟基的影响, 苯酚中的苯环邻对位的氢变得更活泼。

6. 首先让学生用准备好的试剂设计实验探究自己的推

测, 再师生共同展开对苯酚两大化学性质的探究 (包括对碳酸、苯酚、HCO3-酸性强弱的探究) 。

二、案例分析第一种教法:

优点:整节课知识完整, 苯酚的性质可系统地介绍完毕。

不足:实施过程中整个课堂以老师讲解为主, 一节课下来学生感觉学得比较累。

原因分析:学生自己动脑时间太少。第二种教法:

优点:相对第一种教法, 学生自主探究的部分有所加大。

不足:整个课堂的探究气氛调动不起来, 结果变成了一堂形式上的探究课, 本质上还是以老师讲解为主的传统课型。

原因分析:老师课前未预测到学生对甲苯的性质回答不上来或者回答不全, 结果只有老师自己讲了, 自然“有机官能团的相互影响”的理念学生建立不起来, 后面的探究学生的思路打不开, 更不敢发言就变成了老师直接讲出来为主了。

第三种教法:

优点:整个课堂气氛非常活跃, 学生的学习兴趣较高。将两节课的内容在一节课中轻松完成。

不足:整节课如果所有实验由学生完成, 时间不够。

原因分析:第三种教法从始至终贯穿了两条线:一是思维线:引导学生用旧知识推测新知识进行知识迁移, 并学会设计实验来探究、验证推测;二是知识线:随着思维展开和推进, 苯酚的主要化学性质非常清晰、明了地探究出来了, 自然学生学起来就轻松了。为了克服时间不够的缺点, 我只让学生做苯酚浊液与Na OH溶液和苯酚稀溶液中滴入浓溴水实验来验证学生推测———受苯环的影响, 苯酚中酚羟基变得更活泼具有酸性;受羟基的影响, 苯酚中的苯环邻对位的氢变得更活泼, 其余探究实验由教师完成。虽然学生自己操作的实验并不多, 但上述两个典型实验足以让学生来验证他们的假设。

我在高二 (8) 班开设的公开课———《苯酚》中尝试了第三种教法, 整个课堂围绕着“有机官能团的相互影响”这条思维线展开探究, 学生自主探究愿望非常强, 课后从学生上交的作业来看学生掌握情况较好。此教法改变了以往公开课只是花架子, 很难把知识点落实到位的状态。

三、课后反思

第一种与第二种教法是教学思想意识的转变, 是将“教师主体”模式转化为“学生主体”模式, 这种“学生主体”模式是新课改的核心理念。新课改实施后体现“学生主体”模式的探究性课铺天盖地, 但如果探究把握得不好的话, 就会徒具形式。第二种教法出发点是正确的, 失误在探究点没有把握好。第三种教法相比第二种教法, 只是在探究切入点和学生实验上稍作了些改变。

“利用五分钟演示甲苯中滴入酸性KMn O4溶液实验和让学生书写甲苯硝化反应方程式”的探究切入法实际上是为本节课建立思维线, 应该在此处多花一些时间, 这样学生后续的探究才能顺利。《苯酚》这节公开课选用的建立思维线的实验———“甲苯中滴入酸性KMn O4溶液”在介绍苯的同系物时演示过, 此处重新花费时间演示的目的就是强化、帮助学生顺利地建立起“有机官能团的相互影响”理念。第二种教法认为此实验以前演示过就不必再做, 结果学生不能顺利回顾, 自然后面思维线的建立效果大打折扣。因此课前老师要推敲如何较好地帮助学生建立起思维线, 思维线和知识线融合的课堂将能使课堂更精彩, 学生学得更轻松。

参考文献

[1]王祖浩.有机化学基础 (第三版) .

苯酚的教学设计与反思 篇3

1课题提出

笔者于2007年4月中旬在无锡召开的《第一届全国苏教版高中〈化学〉教材培训会》上，代表苏州市开设了一节《有机化学基础》模块内容的公开展示课，课题是“苯酚的性质（第二课时）”。作为有机化学一个典型物质的性质新授课，一般的习惯套路是“分子结构——物理性质——化学性质——用途”，此套路虽然层次分明、结构严谨，但仍未摆脱“满堂灌”的制肘；而且对实验现象的观察和对反应原理的认识，仅是现成知识的堆积，学生“得来全不费功夫”，如此教法很难适应时代对人才培养的要求。

为此，笔者特将苯酚的物理性质、苯酚分子结构特征和苯酚的酸性归为第一课时，而选择苯酚与溴水的反应、苯酚与金属钠的反应为第二课时的载体，采用探究式教学方法公开展示，通过学生的体验和认知更好地理解有机反应中官能团的互相影响。

2教学过程

2.1 创设情境引入课题

［教师］搭积木是同学们童年喜爱的游戏吧，那我们也先来做个这样的游戏：请将下列基团组合成有机物，并说出这些物质的类别。

［学生］板演并总结酚和醇在结构上的区别。

［教师］评讲后引入新课：前面我们学习了苯酚的酸性、显色反应，这节课我们进一步来认识苯酚，并体会有机物的性质除了受到官能团的影响外，基团间也会相互影响。

［过渡］苯能与溴发生反应，苯酚呢？

设计意图：这是一节借班上的公开课，师生之间素不相识，运用类似游戏的方式导入新课使学生从紧张气氛中放松下来，并且导入语起到承上启下，贯穿整节课知识结构的作用。

2.2活动一苯酚与溴的反应

［演示实验］向3mL浓溴水中逐渐滴加8滴苯酚稀溶液，并不断振荡，有白色沉淀生成。

［教师诱疑］前面我们学过：苯与液溴在铁粉催化条件下发生取代反应，而乙烯又可以与溴发生加成反应，苯酚与溴水呢？如果发生取代反应，产物除了有机物，还有什么？如果发生加成反应，产物可能是什么？

设计意图：此处预设一个具体的问题情景，其目的是将学生思考范围和方向适当集中，避免放任自流。

［设疑］你能判断该反应是取代反应还是加成反应吗？请设计实验方案证明你的推测。

［学生讨论并交流］

方案1．在刚反应后的溶液中滴加AgNO3溶液，如果产生淡黄色沉淀，说明原溶液中有溴离子，该反应是取代反应；

方案2． 用pH 试纸测定反应前后溶液的pH，如果反应后pH减小，说明反应产生了氢离子，该反应是取代反应；

方案3． 测定反应前后溶液的导电性变化。

设计意图：在教师诱导的基础上，学生设计出初步的实验方案，只要在把握研究方向上不产生偏差，就是值得肯定和赞赏的。这对学生进行研究性学习、形成科学思维方法会起到积极的推进作用。

［教师］肯定学生的设计方案，特别对后两种方案中进行对比实验给予表扬；并指出方案1中若溴水中的溴离子过量也会有一定影响，应注意避免；在苯酚溶液中滴加几滴溴水即可；同时，在水中滴加同样多的溴水进行对比试验。此外实施方案2时需注意反应前要分别测定苯酚、溴水的pH；

设计意图：设计方案的修订可以培养学生优化实验方案的能力，除了检验试剂的选用在组合上有讲究外，试剂的添加顺序不同也会产生不同的实验效果，有必要让学生在实验探究中学会分析和比较，培养和提高优化实验方案的能力。

［投影］修订后的实验方案

方案1．向3 mL苯酚稀溶液中逐渐滴加8滴浓溴水，并不断振荡，再滴加2滴AgNO3溶液；另取8滴浓溴水，向其中滴加3 mL水再滴入2滴AgNO3溶液作对比。

方案2. 用pH 试纸测定反应前后溶液的pH（测定反应液、苯酚、溴水的pH)。

［学生实验］操作方案1和方案2，并记录实验现象：方案1中前者产生了白色沉淀又溶解了，滴加AgNO3溶液后产生淡黄色沉淀，后者也产生淡黄色沉淀，但明显比前者浅；方案2中pH大小顺序为苯酚>溴水>反应液，但在溴水pH测定过程中有先变红后褪色的现象。

［教师］提问实验现象，指出方案1中白色沉淀消失的原因。并提问方案2中解决建议：换用pH计。

设计意图：通过学生的动手实验，使他们领悟到设计实验方案仅仅是实验探究的第一步，实验才是检验设计方案成功与否的唯一标准，很多理想化的实验设计方案不通过亲自实验，很难发现存在的不足和缺陷。

［演示实验］验证方案3：苯酚与溴水反应体系的导电性实验。

实验效果非常好，听到了学生们的欢呼声，学生情绪高涨。

（教师在实验室中分别选用2.5v和3.5v普通灯泡发现导电性差异不大，而改用发光二极管效果大大改善，并且在此基础上自制了教具将反应液、苯酚、溴水三个电解槽的二极管放在一个电路板上，使学生清晰地观察到反应前后溶液导电性的明显对比变化）。

［投影］

［结论］苯酚能与溴水发生取代反应。

［教师］通过以上的实验，你认为哪种实验方案更好呢？

［学生］（异口同声）方案3

［教师］评价一个实验方案优劣的标准是什么呢？

［学生回答、教师补充］原理清晰，安全可靠；操作简单，现象明显；节省时间，节省药品；有环保意识，创意完美。

设计意图：在实验探究方案的设计中，对于一个课题不同的学生常常会提出不同的方案，同一个学生也会提出几套不同的方案，面对多种的实验方案，引导学生确立正确的实验方案评价标准，从而对方案进行分析、比较和评价就显得十分重要。

2.3活动二苯酚与钠的反应

［提问］请同学们预计：向苯酚的水溶液中加入金属钠，产物是什么？反应原理是什么？

［生1］钠先与水反应生成NaOH和H2，然后NaOH再与苯酚反应生苯酚钠，……

［生2］因为苯酚的酸性大于水，故钠应先与苯酚反应生成苯酚钠，……

［教师］同学们的假设都有一定的道理，那么如何设计实验验证苯酚与钠的反应？

［学生］在熔融条件下看苯酚是否与钠反应。

［教师］在课堂活动一中我们采用的最突出的实验方法就是对比，对于苯酚与钠的实验我们也采用对比的方法。

［演示实验］ 取两支试管，向一支试管中加入少量无水乙醇，另一支试管中放入少量的苯酚，将它们置于同一热水浴中加热。热水浴的温度约为50℃。待苯酚熔化后，向两支试管中分别加入绿豆粒大小的金属钠，观察实验现象。

［交流现象］反应快慢：乙醇＞苯酚，加苯酚的试管中溶液颜色变为棕黄色。

设计意图：由苯酚水溶液中加入金属钠到熔化的苯酚与钠反应，对学生来说这个思维过渡并不困难，再引入无水乙醇与金属钠的反应进行对比，为有机化合物分子中基团之间存在相互影响埋下伏笔。教师演示实验时请学生代表仔细观察现象，为进一步研究不同条件下苯酚与钠的反应的差异打下基础。

［设疑］除了熔融的苯酚你还能设计什么条件比较苯酚、乙醇分别与钠的反应呢？

［学生讨论并交流］使苯酚溶解在有机溶剂中。

［教师］如何设计出更加“公平”的“比赛”方案呢？

［学生讨论并交流］使它们均溶解在有机溶剂中，并且浓度相等。

［教师］很好！为了给“比赛”增添气氛，我们还请了特约嘉宾：苯甲醇和乙醚。只可惜考虑到实验的安全性，我们不能看到比赛现场了，但同学们也不要遗憾，老师为你们拍了实况录像。

［实验录像］分别取相同体积的2 mol·L-1苯酚的乙醚溶液、2 mol·L-1乙醇的乙醚溶液、2 mol·L-1苯甲醇的乙醚溶液、乙醚置于四支试管内，加入绿豆粒大小的金属钠，观察实验现象。

［交流现象］在上述四支试管内，气泡产生量存在较大差异：苯酚＞乙醇＞苯甲醇＞乙醚。

［教师］为何在不同条件下它们的反应速率不同呢？启发：同学们在观察反应速率的同时还看到什么现象？（熔融条件下加苯酚的试管中溶液颜色变为棕黄色）是加热条件下苯酚氧化了？是乙醇受温度影响较大？乙醇、苯甲醇中含有的微量的水或酸会影响结果吗？它们的乙醚溶液浓度会不同？我们不期望一次实验就能成功，但实验带来的这些问题却值得我们去探究思考。

设计意图：在这个环节中学生的情绪变化最大。由意外（没想到老师还要继续苯酚与钠反应的讨论，因为教材到此结束）到突破后的喜悦（主动思考想到使它们均溶解在有机溶剂中，并且浓度相等）到失望（不能当场实验）到激动（看到四种溶液分别与钠的反应）到迷惑（为何实验结果与设想不同）。其实我也与学生一样感到实验结果很意外，并且在实验室做了大量的实验试图说明应该是苯酚的反应快些。比如考虑到试剂中含有的水的作用，我将所用试剂都用碱石灰进行了脱水处理，所用溶液均配制成相同浓度，不同浓度的对照……但结果还是与设想不同。反过来一想，世界上本来就有许多迷团，中学的一节课堂里一定不能解决所遇到的各种问题，何不“将错就错”就将真实的结果展示出来，给学生一种悬疑，让他们去思考，教给他们科学探究的方法，激发他们科学探究的兴趣也许才是我的化学课上最应该做的。

［设疑］苯酚 、乙醇、苯甲醇三种物质的分子都含有相同的官能团，而与钠反应为何具有差异呢？

［学生］烃基不同

［教师］可见有机物的性质除了受到官能团的影响外，也会受到烃基的影响。

2.4 课堂小结

［小结1］苯酚性质：到此我们已认识并研究了苯酚，并知道检测和处理苯酚污水的方法。

［设疑］同样是含有羟基为什么苯酚具有酸性，且在相同条件下与金属钠反应同乙醇存在明显差异呢？同样是苯环上与溴的取代反应，苯酚比苯更易发生取代反应呢？

［投影］苯酚的结构

［教师］苯酚分子中羟基的氧原子含有孤对p电子，这p电子云可以跟苯环的大π键电子云从侧面有所重叠，使氧原子上的p电子云向苯环转移，氢氧原子之间的电子云向氧原子方向转移，羟基中氢原子较易电离，使苯酚显示一定的酸性。又由于酚羟基对苯环的影响，使苯环上氢原子变得活泼。

［小结2］以上充分说明了：苯基影响了与其相连的羟基上的氢原子，而羟基则反过来影响了与其相连的苯基上的氢原子，有机化合物分子中基团之间存在相互影响、相互制约。

［小结3］我们通过对苯酚性质的研究，体会了对比实验是实验研究常用的方法。

3课后点评

3.1专家点评

课后课标组专家认为：“苯酚的性质（第二课时）”一课总体是成功的。①在教材的处理和教法的选择上有所创新，突出了对学生探究能力的培养。②苯酚与钠反应的实验有录像（考虑安全性）很好，探究实验不一定都要有结论。③活动一苯酚与溴水反应的耗时过多，测pH和滴加AgNO3的实验不一定动手做，没有突出苯环结构的稳定性。④借班上课存在学生学过苯酚的问题，学生的好奇心会减弱，但设计的问题还是有一定深度的。

3.2同行点评

“苯酚的性质（第二课时）”一课是一节精心准备的研究课，在课堂设计和教学研究上看出教师花了很多功夫，有许多值得学习和借鉴之处：①这节课表面看似是一节性质课，实为一节突出培养学生思维方法和实验方法的探究型课，令人耳目一新。探究活动层层深入，有利于学生思维深度的培养。②教师改进的导电性实验的教具，使实验效果大大提高。③由于学生接受这样的课堂思维训练较少，设置的问题又具有一定难度，学生在回答问题时不够踊跃。教师若直接清楚地告诉学生这节课的研究方向，学生会更好把握。

参考文献：

[1]魏雯,陈益,陆真.创设真空学习情境 在探索中实现新课程改革理念[J].化学教育,2006,(7):28-29.

[2]吕宏宇.中学化学实验教学中培养学生科学品质的理论与实践[J]. 化学教学,2006,(4):41-44.

苯酚的教学设计与反思 篇4

1 反应式

尿素与二倍当量的苯酚反应生成碳酸二苯酯,并有氨气放出。反应式见式(1)。

2. 热力学计算

2.1 298K时理想气体的标准摩尔熵和热容

由于缺少尿素,碳酸二苯酯的气态标准摩尔熵和热容数据,采用Benson基团贡献法计算。Benson基团贡献法考虑了邻近基团的相互作用,具有较高精度[4,5]。尿素和碳酸二苯酯的Sθ,Cp基团贡献值见表1。标准摩尔熵的计算方法如下:

其中ni为第i种基团的数目,δ为分子的对称数,η为光学异构体数。

根据得到物质在不同温度时的热容值,经过多项式回归得到Cp与T之间的函数关系式。

计算得到各物质的气相标准热力学数据见表2。其中尿素和DPC的熵和热容数据为估算值,其它数据参考文献[6]。

2.2 不同温度下汽化潜热的计算

本文讨论的是液相反应,要计算各组分的液态生成热,首先要计算各组分的汽化潜热。利用Watson公式计算各组分在不同温度的蒸发热。由于缺少沸点蒸发热数据,采用Riedel法计算。由于缺少尿素、碳酸二苯酯的临界参数,采用M-P法进行计算。尿素的沸点也用该法计算得到。各组分的沸点,临界参数和沸点蒸发热见表3。各组分在不同温度的蒸发热见表4。

2.3 不同温度下液体生成焓的计算

根据式(5)和(6)计算不同温度的气态生成焓和液态生成焓。

2.4 不同温度下液体标准熵的计算

根据(7)和(8)计算不同温度的气态标准熵和液态标准熵。

各物质在不同温度下的气体熵和液体熵见表6。

3 结果与讨论

反应的焓变,熵变,自由能变和平衡常数的计算方法分别见式(9)-(12)。

不同温度下反应的焓变,熵变,自由能变和平衡常数见表7。

表中看出,在373-473K温度范围内,液相反应的焓变均为正值,说明为吸热反应,从热力学角度看,升高温度有利反应进行,但温度过高会增加能耗,且尿素容易分解,因此开发高效的催化剂十分重要。反应的自由能变均为正值,说明在讨论条件下为非自发反应,反应的平衡常数较小,且随温度的变化不大,可见要使平衡向右移动,必须采取一些措施,如及时移走生成的氨气。

4 结论

(1)在缺少热力学数据的情况下,以Benson基团贡献法计算了尿素,碳酸二苯酯的气态标准热力学数据,再用Watson公式计算各组分在不同温度的蒸发热,进而根据热力学关系式计算了各物质的液态热力学数据。

(2)对尿素与苯酚合成碳酸二苯酯反应进行了热力学分析,在讨论温度下,反应为吸热,非自发反应,平衡常数较小,升高温度,平衡常数增大,但增加的程度不大。因此,要使反应有实际意义,必须开发高效催化剂,并对反应工艺进行深入的探索。

摘要：用Benson基团贡献法结合Watson公式和热力学关系式计算了尿素与苯酚合成碳酸二苯酯液态反应的反应焓变、反应熵变、吉布斯自由能变及平衡常数。结果表明,该反应为吸热反应,升高温度有利于碳酸二苯酯的生成。反应的热力学平衡常数很小,为了提高产品收率,必须及时移走生成的氨气。

关键词：尿素,苯酚,碳酸二苯酯,基团贡献法,热力学分析

参考文献

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[5]马沛生.化工数据[M].北京:中国石化出版社,2003,136-144

巧用实验探究，活化苯酚教学 篇5

[关键词] 实验探究 苯酚教学

[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674 6058（2015）20 0078

一、问题的提出

人教版高中化学选修5第三章第一节《醇酚》中苯酚的教学安排在《乙醇》之后，学生已初步掌握乙醇官能团-OH的性质，也对官能团对有机物主要性质的决定性作用有了较深的理解和掌握。而苯酚与乙醇的结构都含-OH，所以，苯酚和乙醇的性质存在相似之处，但-OH所处的化学环境不同势必造成它们的性质又存在差异。为了让学生全面地认识酚羟基和醇羟基的性质，理解官能团的性质与所处的化学环境有一定的相互影响，本节课教师在对比教学的基础上引入探究性实验，不仅加深学生对苯酚和乙醇的性质不同的理解，而且能较大幅度提升学生的分析问题和解决问题的能力，为之后有机化学知识的系统学习做好铺垫。

二、设计思路

新课程理念下的高中化学教学倡导通过以化学实验为主的多种探究活动，促进学生科学素养的全面发展。学生通过实验探究认识物质，化抽象为具体，更容易掌握化学基础知识和基本技能。因此，在进行本节课教学时，教师采用探究性教学，其程序如下：创设问题情境→分析问题，引出课题→引导学生设计实验方案→实验探究→教师对其探究结果进行评价→引导学生再次设计更优的实验方案→进行实验探究→归纳总结。

三、教学流程

1.创设问题情境

在课堂教学中，创设适宜的问题情境，往往能够吸引学生的注意力，激发其解决问题和探究问题的欲望。基于此，教学《苯酚》时，以生活中的苯酚软膏说明书引入新课，从而引出最简单的酚为苯酚，结构简式为 。结合苯酚说明书提到“苯酚软膏不能与碱性药物并用”等信息，展示苯酚的结构，分析并猜想苯酚可能具有的性质。由生活例子引入苯酚，既贴近生活，又给学生提供感性认识，激起他们的求知欲，紧接着切入主题——探究苯酚的性质，变被动接受知识为主动建构知识，使整堂课的知识点更加通俗易懂。

2.分析问题，引出课题

结构决定性质，苯酚与乙醇都含有-OH，相同的官能团使苯酚与乙醇的化学性质相似，但-OH所处的环境不一样，必使这两者的化学性质存在差异。教材上展示Na与乙醇反应的现象，按理论推断，Mg也能分别与乙醇和苯酚发生反应。因此，教师设计实验：将相同规格的镁条分别与等量的苯酚和乙醇反应，对比这两个反应的剧烈程度。结果发现，苯酚与Mg反应比乙醇的剧烈，这促使学生的认知发生冲突，是不是酚羟基比醇羟基活泼呢？再结合苯酚软膏说明书，进一步肯定猜想：苯酚可能具有酸性。

3.设计实验方案

为了达到实验探究的功能并发挥其最佳的效果，教师引导学生利用所给的试剂及仪器设计简单可行的实验方案。设计实验方案时，教师要引导学生从实验目的、实验原理、是否简单操作等方面进行可行性分析，并强调注意事项。例如：如何证明苯酚具有酸性？学生根据已有的知识结构，利用所给的试剂及仪器提出几种可行的实验方案。方案①：往苯酚溶液滴加紫色石蕊试液，看溶液是否变红；方案②：往苯酚浊液中逐滴加入NaOH溶液，观察现象；方案③：测苯酚溶液的pH；方案④：往苯酚溶液中加入CaCO3粉末，观察其是否溶解并产生气泡。

4.实验探究

学生根据设计出的实验方案，选取试剂，动手操作，记录实验现象，分析现象，验证所设计的方案是否合理，具体每一个方案所对应的结果见表1。

师生共同分析这4种方案，得出结论：苯酚确实有酸性，但酸性很弱，弱到不能使指示剂变色。那么苯酚的酸性究竟有多弱？如何验证？引导学生继续设计实验进一步探讨。根据强酸制弱酸的原理，学生经过思考和交流，得出设想：向澄清的苯酚钠溶液中通入CO2，观察溶液是否变浑浊。经过验证，溶液变浑浊。结论：苯酚的酸性弱于碳酸。接着引导学生书写苯酚钠和CO2的反应方程式，此时，学生产生疑问：另一个产物是Na2CO3还是NaHCO3？认知再次发生冲突，部分学生认为CO2过量时产物是NaHCO3，CO2少量时产物是Na2CO3。教师引导学生根据这个思路再次设计实验方案，在教师的点拨下得出实验设想：分别往苯酚浊液中加等量Na2CO3粉末和NaHCO3粉末，观察现象（如图1所示）。结论：加Na2CO3粉末的苯酚浊液变澄清，说明苯酚继续与Na2CO3反应，则苯酚钠与CO2反应的产物为NaHCO3。因此，CO2通入苯酚钠溶液中，无论它是否过量，产物都是NaHCO3和苯酚。这样，由已知方法推未知，加深知识的深度，优化实验设计，有利于培养学生思维过程的严谨性、科学性，从而提高教学效率。

5.归纳总结

通过以上一系列的实验，证明苯酚有酸性，且酸性比碳酸的弱。苯酚和乙醇都含有官能团-OH，苯酚显酸性而乙醇却没有。这是因为两者的-OH所处的化学环境不同，苯酚的-OH与苯环相连，使得-OH的活性更加活泼。

四、教学反思

这节课采用探究性实验教学，以布鲁纳的认识发现论为理论依据，从学生熟悉的生活场景和已有的知识出发，让学生对课程内容主动建构，突出了对学生观察、分析问题和实验设计、操作能力的培养，使学生体会到学

以致用的内涵。

在本节课中，教师并不是单纯地让学生用实验去验证“苯酚具有酸性”，而是从学生熟悉的生活场景出发，让学生发现问题，独立思考，大胆提出猜想，并自行设计实验去验证猜想，最后归纳总结并从分析研究中获得新知识。与传统的验证性教学相比，探究性教学更能调动学生的积极性和主动性，变被动学习为主动学习。这样的教学模式打破了传统教学的束缚，学生在小组讨论和动手实验中，体验了如何与人合作，学会了探究问题的科学方法，增强了他们分析问题的能力，这是传统教学所不能达到的效果。但也存在一些问题：在验证苯酚的酸性实验设计中，学生们积极思考，设计出好几种方案，而教师仅将注意力集中在预设的实验方案上，对学生提出的其他方案没有详细地解释和分析，这让学生无法确定所设计的方案是否可行。改进措施：应由其他学生对预设以外的方案进行评价，再选择认为可行的方案操作一遍，以实践检验真知。学生从实践中判断方案的可行性，这样学生既体验了实验操作，又真正掌握了知识。因此，在新课程的实施过程中，我们必须善于抓住学生的闪光点，对学生的创造力及时给予肯定，这对学生的发展将产生良性的影响。另外，还要强调学生分组实验过程操作的规范性，培养学生良好的科学研究习惯。

苯酚的教学设计与反思 篇6

【关键词】：菊苣根 总糖 苯酚-硫酸法

【中图分类号】R28;R92; 【文献标识码】B【文章编号】1007-8517(2008)4-0012-02

菊苣根为菊科植物毛菊苣(CichoriumglandulosumBoiss.etIIout )及菊苣(CichoriumintybusL.)干燥的根。菊苣系维吾尔族习用药材，维吾尔语名为卡申纳，有清肝利胆､健胃消食､利尿消肿之功效[1]。《中国药典》2000年版一部只收载其地上部分。菊苣根主要含有三萜､倍半萜､有机酸等类成分[2-4]。现代药理研究表明 ，菊苣根具有改善消化器官活动机能､改善心脏功能､保肝降脂､降血糖和抗菌等作用[5]。为了确定菊苣根总糖的含量，本文利用苯酚-硫酸法制得醛糖衍生物，采用分光光度法对菊苣根总糖含量进行测定。

1 仪器与试药

SpectrumLab 54分光光度计(上海棱光技术有限公司)，RE52CS-2旋转薄膜蒸发仪(上海亚荣仪器厂)，KQ-400DBC超声清洗仪(昆山市超生仪器有限公司)，BS110S分析天平(北京，赛多利斯)，DZF-6021型真空干燥箱(上海精宏实验设备厂);其它所用试剂均为分析纯。菊苣根采自新疆乌鲁木齐市南山，经新疆自治区中医医院李永和主任药师鉴定为菊科植物菊苣(CichoriumintybusL.)的干燥根。

2 方法与结果

2.菊苣根总糖的提取：菊苣根干燥，粉碎过20目筛，精密称取药材粉末10g，用石油醚索氏回流提取4h，药渣在50℃减压干燥至干。然后精密称取脱脂后的药渣3g，加蒸馏水100mL，回流提取3次。每次20min，过滤，合并滤液并定容至200 ml，得0.015g/ml的总糖提取液，备用。

2.对照品溶液的制备：精密称取葡萄糖对照品100mg，置100ml量瓶中，蒸馏水定容，配成1mg/ml的对照品溶液，备用。

2.3 供试品溶液的制备：精密量取上述菊苣根总糖提取液1ml于10ml具塞试管中，加入6%苯酚溶液1ml，振摇，迅速加入浓硫酸4ml，混合均匀，蒸馏水定容至刻度，静置10min，冷水迅速冷却至室温，备用。精密量取蒸馏水1ml同样操作，作为空白对照。

2.4 测定波长的确定：取供试品溶液､对照品溶液和空白对照溶液，400-700nm波长扫描，供试品溶液与对照品溶液在488nm处有最大吸收。空白对照无干扰。故确定488nm为测定波长，结果见图1。

2.5 标准曲线的制备：分别精密量取对照品溶液30､40､50､70､80μl于10ml具塞试管中，各加入6%苯酚溶液1ml，摇匀，迅速加入浓硫酸4ml，混合均匀，蒸馏水定容至刻度，静置10min，冷水迅速冷却至室温。按分光光度法在488nm处测定吸光度。以吸收度(A)对浓度(C)做线性回归计算，得回归方程：Y=10.908X-0.13264，r=0.9999(n=5)。结果表明在30-80μg/ml范围内线性关系良好。

2.6 精密度实验：精密吸取供试品溶液，连续测定4次，RSD=1.09%，表明仪器精密度良好。

2.7 稳定性实验：精密吸取同一新制备的供试品溶液，每隔10分钟测定一次，连续测定3次。RSD=1.35%，表明样品在30分钟之内稳定。

2.8 重复性实验：精密吸取同一批菊苣根总糖提取液3份，制备供试品溶液，按“供试品溶液的制备”项下处理并测定。结果RSD=1.25%。表明本法有较好的重复性。

2.9 回收率实验：精密吸取已知浓度的菊苣根总糖提取液6份，分别加入高､中､低三种浓度不同的对照品溶液，制备供试品溶液，按“供试品溶液的制备”项下处理并测定。结果平均回收率为103.27%，RSD=2.20%，见表1。

2.10 样品测定：连续测定3批菊苣根总糖提取液样品，平均含量为34.613mg/g，见表2。

3 讨论

6%苯酚溶液易被氧化，实验时应现配现用。制备标准曲线时，葡萄糖浓度不应过高，加入浓硫酸不应过多，否则容易碳化。测定样品时应在30分钟内完成，时间过长，样品的稳定性降低，影响测定数值的准确性。

参考文献

[1]刘勇民.维吾尔药志(上)[M].乌鲁木齐：新疆科技卫生出版社，1999：471

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[5]杜海燕，原思通，江佩芬.菊苣的化学成分研究[J].中国中药杂志，1998，23 1：682

苯酚的教学设计与反思 篇7

在皮革与制鞋生产中, 使用了苯胺苯酚类化合物以及其衍生物, 如间苯二酚、对苯二胺、苯酚、硝基苯酚、硝基苯胺、氨基苯酚等[1]。大多数苯胺苯酚类化合物具有一定毒性, 对氯苯胺、2-萘胺等是禁用芳香胺的中间体[2], 对皮革生产及消费者健康造成一定影响。如对苯二胺有很强的致敏作用, 可引起接触性皮炎、湿疹、支气管哮喘[3];作为防腐、防霉、防蛀剂使用的对硝基苯酚、五氯苯酚等化合物如果人与之长期接触, 轻者会引起皮肤过敏, 重者会诱发癌症[4]。

本文利用三维定量构效关系 (3D-QSAR) 中的方法比较分子立场分析法 (Co MFA) 和比较分子相似性分析法 (Co MSIA) , 通过研究化合物配体和受体之间存在着非键相互作用力强弱的变化, 即每个配体化合物周围分子静电场和立体场 (Co MFA和Co MSIA) , 或疏水场、 氢键场 (Co MSIA) 的变化[5]来研究化合物的生物活性, 对苯胺苯酚类化合物及其衍生物的毒性进行预测。

1 实验方法

1.1 材料与方法

本文使用Tripos公司的SYBYL-X 1.3 版本软件进行计算模拟。

1.1.1 化合物选择

30 种苯胺苯酚类化合物的急性毒性数据均来自数据库CAS及TOXNET。所有化合物均为取代苯胺、苯酚类化合物, 具有相同的骨架结构, 其急性毒性数据为半数致死浓度LC50, 计算时采用LC50的对数lg LC50表示, 其范围为2.9~6.3。

1.1.2 构象优化与分子叠合

选择分子的最低能量构象作为优势稳定构象, 对每个分子在Tripos力场中用分子程序Minimize进行能量优化, 加载Gasteiger-Huckel电荷, 用Powell能量梯度法, 最大优化次数为10 000, 能量收敛限定为0.005 k J/mol。将优化后的分子存入数据库进行叠合。30 个化合物均以苯环C骨架为基本骨架, 以样本中毒性最高的19 号分子五氯苯酚稳定构象为模板分子[6]进行骨架叠合, 叠合结果见图1, 如图所示, 所有分子均能很好地重合。

1.1.3 Co MFA与Co MSIA模型建立

Co MFA分析与Co MSIA分析均由SYBYL-X 1.3 中的QSAR模块完成。其中, Co MFA分析力场包括立体场和静电场, Co MSIA分析力场包括静电场、立体场、疏水场和氢键场 (给体场和受体场) , 各个场能的阈值均为默认值30 kcal/mol, 自动生成网格, 然后以sp3杂化C+为探针对网格点上的各个场能大小和分布进行计算。选择25 个化合物作为训练集, 使用PLS (偏最小二乘法) 中的留一法交互验证 (leave-one-out) 确定最佳主成分数后进行非交叉验证 (non-validation) 分别获得Co MFA模型与Co MSIA模型。最后, 将化合物毒性与各个场的相互关系用三维等高线图显示。

2 结果与讨论

2.1 Co MFA模型分析

随机选取表1 中18、24、25、28、29 号分子作为预测集, 其余25 个分子作为训练集所得Co MFA模型参数如下:交叉验证相关系数平方值q2=0.724, 最佳主成分数为4, 通过最佳主成分数建立的模型相关系数r2=0.953, F=101.664, 标准偏差SE=0.165。这些参数说明了该模型具有良好的拟合能力和预测能力[7]。立体场与静电场的贡献分别为33.8%和66.2%, 这说明基团的立体场与静电场均对化合物的毒性产生影响, 但静电场的作用更强。该模型对30 个化合物毒性的预测值与实验值见表1, 其预测值与实验值相关图见图2。

由表1 和图2 可以看出, 该Co MFA模型对于毒性预测的最大残差未超过0.5, 符合模型稳定性要求。预测值与实验值关系线性拟合相关系数高, 达到0.967。

2.2 COMFA三维等高线图分析

图3 为Co MFA模型的等高线图, 它通过不同区域折线组成的多面体直观地反映了静电场和立体场对于化合物毒性的影响。其中 (a) 图为静电场等高线图, (b) 图为立体场等高线图。

图3 (a) 中的负电性贡献区域I表示引入负电性的和基团有利于提高分子的毒性, 而正电性贡献区域II引入正电性基团有利于提高分子的毒性[8]。常见基团的电负性强弱顺序为:NH4>NO2>COOH >F > Cl >Br > OCH3>OH>CH3。由图可知, 在整个苯环区域的下方存在完整的正电性贡献区域II, 表示在苯环上引入正电基团分子毒性会提高, 并且在4 号碳原子附近引入电负性的基团会降低毒性, 6 号上的基团上再引入电正性基团会降低毒性。因此苯酚毒性大于苯胺。因此对苯二胺<对氯苯胺<对溴苯胺。与表1 中显示化合物毒性顺序相同。

图3 (b) 中的小体积贡献区域III表示在该区域引入小体积的基团有利于增强化合物的毒性, 大体积贡献区域IV则表示在该区域引入大体积基团将增强化合物的毒性[9]。由图可知, 在4、5、6号C原子周围引入小体积基团化合物毒性增大, 其中5 号碳原子影响最大, 在1 或者2 号C原子附近引入大体积基团化合物毒性增大。如:氨基的体积大于羟基, 则毒性苯酚大于苯胺;甲基的体积大于氯, 则3, 4-二氯苯胺毒性大于3-氯-4-甲基苯胺;2, 4-二氯苯胺, 2, 5-二氯苯胺, 2, 4, 6-三氯苯胺的毒性依次增强。

2.3 Co MSIA模型分析

为了能够与Co MFA模型进行比较, Co MSIA模型选取与Co MFA相同。计算发现, 当仅考虑静电场、氢键给体场和氢键受体场这3 种场的贡献时, Co MSIA模型能得到较好的结果, 具体如下:交叉验证相关系数平方值q2=0.657, 最佳主成分数为3, 通过最佳主成分数建立的模型相关系数r2=0.904, F=66.078, 标准偏差SE=0.23。这些数据亦表明该Co MSIA模型具有良好的拟合能力和预测能力[9]。其中, 立体场、氢键给体场和氢键受体场的贡献分别为51.1%、23.9%和25%。

该模型对30 个化合物毒性的预测值与实验值见表1, 其预测值与实验值相关图见图4。

由表1 和图4 可以看出, 该COMSIA模型对于毒性预测的最大残差未超过0.5, 且有14 种化合物毒性预测残差小于0.15。预测值与实验值关系线性拟合相关系数达0.937。

2.4 COMSIA三维等高线图分析

图5 为Co MSIA模型的等高线图, 同Co MFA模型等高线图一样, 通过不同区域折线组成的多面体直观地反映了静电场、氢键给体场和氢键受体场对于化合物毒性的影响。其中 (a) 图为静电场等高线图, (b) 图为氢键给体场等高线图, (c) 图为氢键受体场。

图5 (a) 与图3 (a) 的结果互补, 最大的区别是Co MSIA中静电场2, 3 号碳原子周围出现负点性贡献区域V, 表明在2, 3 号碳原子所连接的基团上引入正电性基团, 分子的LC50会增加, 即毒性降低, 其中区域V离2 号碳原子更近。由于硝基电负性大于氨基, 所以间苯二胺、间硝基苯胺、邻硝基苯胺毒性依次增大。又由于电负性OH<Cl<NH4, 所以苯酚, 间苯二酚, 邻氯苯酚, 邻氨基对氯苯酚毒性依次增大。

图5 (b) 中的氢键供体效应贡献区域VI表示在该区域加入氢键供体场将增大化合物的毒性。由图可知, 在苯环周围加入氢键供体基团几乎均会增加化合物的毒性。图5 (c) 中的氢键受体效应贡献区域VII表示在该区域增大化合物的氢键受体场, 如引入F和Cl等质子受体会提高化合物毒性。图中并未出现表示在减小氢键受体场有利于化合物活性的提高的区域。由5 (d) 可以得到, 在2, 4, 5, 6 号碳原子上增大氢键受体场, 1, 3 号碳原子上增大氢键给体场, 化合物毒性增大, 因此毒性间硝基苯胺<邻硝基苯胺<2, 4-二硝基苯胺。

3 结论

通过以上研究, 可以知道通过Co MFA和Co MSIA模型可以对苯胺苯酚类化合物进行高度的预测。由于化合物的毒性受到多种场的综合影响, 在进行毒性分析时亦需综合考虑各因素对毒性的影响。

本文建立的模型表明, 在苯环下方引入正电性基团, 在4、5、6 号C原子周围引入小体积基团、在2, 4, 5, 6 号碳原子上增大氢键受体场, 1, 3 号碳原子上增大氢键给体场均会使得毒性增加, 均会增大化合物毒性。相应的, 只需在苯环下方引入电负性基团, 在4, 5, 6 号碳原子周围引入大体积基团等就可减小化合物的毒性, 上述结论对于分析解释化合物毒性以及预测新的苯胺苯酚类化合物潜在毒性提供了理论依据。

摘要：使用比较分子立场分析法 (CoMFA) 和比较分子相似性分析法 (CoMSIA) 对30种涉及皮革及制品的苯胺苯酚类化合物进行了三维定量构效效应 (3D-QSAR) 分析。以此类化合物半数致死浓度LC50为参考, 建立了3D-QSAR的CoMFA模型和CoMSIA模型。其中CoMFA模型q2=0.724, r2=0.953, CoMSIA模型q2=0.657, r2=0.904。这些参数符合模型稳定性要求, 说明苯胺苯酚类化合物毒性与其结构具有良好的相关性。

关键词：3D-QSAR,苯胺,苯酚,LC50,CoMFA,CoMSIA,毒性预测

参考文献

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苯酚的测定方法及其研究进展 篇8

苯酚是一种重要的有机化工原料,在皮革生产中有着重要作用,是制备皮革合成鞣剂的必需品[1]。环境中的苯酚主要来源于炼焦、炼油、石油化工、化肥、农药、塑料制造、燃烧等过程。最简单的酚是苯酚,为无色结晶固体,熔点为43℃,25℃的溶解度为9.3 g。苯酚易溶于有机溶剂,易被氧化,见光及空气后即变为粉红色。苯酚主要由呼吸道和皮肤进入人体而引起中毒,属高毒类物质,为细胞浆毒物,低浓度能使蛋白质变性,高浓度能使蛋白质沉淀,故对细胞有直接损害,能使粘膜、心血管和中枢神经系统受到腐蚀、损害和抑制,对生物体的危害很大,会给环境造成严重的污染[2]。因此建立简单、快速、有效的苯酚测定方法非常必要。

目前,环境中苯酚的测定方法主要是电化学法、分光光度法和色谱法,各有优缺点,在不同的领域,不同的行业,采用的方法一般不同。近年来随着仪器学的发展,苯酚的测量方法也有所改进,监测方法研究成果较多,有些颇有优势和潜力。本文对这些监测方法进行了分析,并做了展望。

2 分光光度法

2.1 标准分光光度法

张丽萍[3]等研究了在p H为8.0的NH3.H2O-K2HPO4-KH2PO4缓冲溶液中4-氨基安替比林与苯酚的显色反应。在此体系中,苯酚与4-氨基安替比林和铁氰化钾反应生成黄色染料,用三氯甲烷萃取后,吸收波长λmax为460nm,此时吸光度最大且最稳定,在常温下可稳定6 h。此方法用于废水中苯酚的测定时准确、稳定,但是此方法的水样前处理繁琐,操作复杂而且干扰因素较多,测定的结果容易受到影响,重现性和灵敏度差。唐清华[4]等基于痕量苯酚对高碘酸钾氧化靛红反应的反应有催化作用,研究了应用靛红褪色光度法测定废水中苯酚,反应后用4-氨基安替比林做了对照,效果比较好。

2.2 紫外分光光度法

张春来[4]利用数理统计的方法,通过紫外分光光度法测定苯酚的含量,平均回收率为99.77%。经分析可知:此方法简便、快速、准确、合理,为测定苯酚含量的好方法。张钱丽[5]等研究了在盐酸介质中以KBr O3-KBr-KI-淀粉为显色剂,通过紫外-可见分光光度法快速测定化妆品中痕量防腐剂苯酚。在0.24 mol/L HCl,3.0×10-5mol/L KBr O3,2.0×10-4mol/L KBr,0.96×10-3 mol/L KI,0.036%的淀粉溶液中测定苯酚时,△A和苯酚质量浓度在0.05~2.5μg/m L范围内呈良好的线性关系,检测下限为0.01μg/m L,本法操作简便、快速、灵敏,用于样品的实际检验时,结果满意。

徐高扬[6]等提出了用双波长紫外分光光度法测定含对苯醌和苯酚混合液中苯酚的方法,解决了用分光光度法直接测定苯酚时对苯醌的干扰。样品测定的加标回收率为:99.14%~104.75%,相对标准偏差小于2.20%,苯酚的检出限为0.10 mg/L。此方法相对偏差小,灵敏度高,测量准确。

2.3 流动注射光度法

李丽清[7]等采用流动注射技术,研究了高锰酸钾-过氧化氢-苯酚的化学发光行为,对影响化学发光强度的因素进行了试验,建立了流动注射化学发光法测定苯酚的方法。方法的检出限为3×10-5g/L,线性范围为1.0×10-4~1.0×10-1g/L,对质量浓度为4.0×10-4g/L的苯酚作试验,求得其相对标准偏差(n=11)值为1.6%。线性范围宽,相对偏差小。此方法已用于废水中苯酚含量的测定,结果与分光光度法一致。龚正君[8]等基于苯酚对鲁米诺-铁氰化钾化学发光体系有增敏作用,建立起测定苯酚的新方法。当苯酚质量浓度在0.01-10 mg/L范围内与化学发光强度呈良好的线性关系时,标准曲线为△I=307.44C(mg/L)-36.929(n=9,r2=0.9983),检出限(3σ)为0.004 mg/L,对1 mg/L的苯酚进行11次平行测定,相对标准偏差(RSD)为1.06%。此方法不仅灵敏度高,而且选择性好,仪器简便,实用性强,已经广泛应用于废水中苯酚的测定。

康春莉[9]等基于磷酸三丁酯萃淋树脂对苯酚的吸附,建立了水体中苯酚的流动注射在线吸附紫外分光光度分析方法,线性范围0.04~1.2 mg/L,所选浓度的相对标准偏差分别为6.7%和3.5%,水样加标回收率为96.3%和102.7%,操作简单,灵敏度高,可靠性强。孟媛等[10]针对工业废水浊度和色度的影响以及样品的预处理较为麻烦、分析结果不够理想的问题,提出了以鲁米诺抑制发光体系与流动注射分析技术相结合,监测工业废水中微量或痕量的苯酚,既加快了分析速度,又提高了精密度,为实验室的废水监测提供了先进实用的监测手段。

2.4 吸收光度法

陈燕清[11]等建立了多元校正-紫外吸收光度法。不经过分离,就可以对苯酚、苯胺和对苯二酚三组分同时进行测定,方便快捷。因为苯酚、苯胺和对苯二酚虽然在紫外区具有吸收,但吸收光谱相互重叠而形成干扰,难以进行直接分析。作者采用了化学计量学多元校正方法处理,建立相应的数学模型,进而用于未知溶液的浓度预报分析。该法还用于实际水样的分析,获得较好的定量分析结果。

3 电化学法

3.1 电化学氧化法

岳衢[12]等基于在碱性环境下,苯酚对荧光素-过硫酸钾的电致化学发光强度有很强的猝灭作用,建立了测定苯酚的电致化学发光分析方法。该方法具有仪器简单,灵敏度高,线性范围宽,分析速度快等特点。宋冬梅[13]等建立了利用高效液相色谱-电化学检测法测定美沙拉秦中苯酚类物质的方法。实验以辛烷基硅烷键合硅烷为填充剂,一磷酸二氢钾-辛烷磺酸钠为缓冲溶液(p H 2.2)-甲醇-乙腈(890∶80∶30)为流动相A,甲醇为流动相B进行梯度洗脱,以玻碳圆盘电极为工作电极,银-氯化银电极为参比电极,于+0.7 V电压处测定。线性范围为0.02~0.2μg/m L,此方法测定灵敏度高,线性范围宽,但是所需药品和仪器昂贵,其实用性受到影响。吕艳阳[14]等研究了在硼砂介质中,苯酚及其衍生物的电化学行为,利用苯酚—0.5 V(对SCE)吸附富集,再进行氧化溶出,建立了测定苯酚的新方法。对苯酚的检出限为8×10-4 mol/L,浓度在5×10-7~8×10-4mol/L范围内与溶出电流有良好的线性关系。用酚醛树脂涂饰马口铁制成的罐头,特别是番茄酱罐头,因自身余酸大,可以产生游离酚,故本方法可直接用于罐头中苯酚的测定,回收率在84.5%~86.7%之间。

王晓岗[15]等研究了在p H=5.5的HAc—Na Ac缓冲溶液中2,4-二硝基苯酚在玻碳电极、碳纳米管修饰电极、表面活性剂修饰电极上的电化学行为,探讨了其电化学反应机理,建立了痕量2,4-二硝基苯酚的快速检测方法。碳纳米管修饰电极和表面活性剂修饰电极的检测限分别为2.6×10-7mol/L和2.4×10-7 mol/,用此法对模拟水样进行检测,回收率在97%~103%。

3.2 电化学传感器法

干宁[16]等制备了一种L-半胱氨卟啉镍(Ⅱ)(NIL)自组装电化学苯酚传感器(NIL/Au CME)。该电极具有良好的电活性,在该电极上,苯酚可被NIL催化氧化,氧化峰电流和苯酚浓度成正比,可用于对苯酚的测定,测定过程无需再向体系中添加媒介体。该电极对苯酚表现出快速的响应(响应时间10 s)。传感器对苯酚的测定具有较宽的线性范围(2×10-7~3×10-4mol/L),检出限为1.0×10-7mol/L。测定了电极稳定性。将该电极用于地表水中苯酚含量检测,并与标准4-氨基安替比林分光光度法的测定结果作了对照。表明该方法方便,快捷,测定的线性范围较宽,准确度好。

吕少仿等[17]探讨应用多壁碳纳米管(MWNT-DHP)膜修饰电极测定环境水样中微量苯酚。制备了多壁碳纳米管膜修饰电极,采用循环伏安法和方波伏安法,测定环境水样中微量苯酚,同时还研究了苯酚在此修饰电极上的电化学行为。在p H=7.0溶液中,苯酚在多壁碳纳米管修饰玻碳电极上出现一个灵敏的氧化峰,峰电位为0.69 V。与裸玻碳电极相比,多壁碳纳米管膜修饰电极能显著提高苯酚的氧化峰电流。苯酚的线性范围为4.0×10-8~1.0×10-5mol/L,检测限可达1.0×10-8mol/L~5.0×10-7mol/L,苯酚平行测定10次的相对标准偏差为5.2%。另外在疏水性长链表面活性剂DHP存在下,MWNT可以在水中形成稳定的分散液,进而通过挥发溶剂的方法在电极表面现场制备MWNT-DHP膜,操作技术简便易行,并且MWNT具有很大的比表面积和强的吸附特性,一方面对苯酚表现出强的富集效率,另一方面MWNT-DHP膜修饰电极与裸玻碳电极相比,电极面积显著增加,苯酚在修饰电极上的氧化峰电流显著增加。此方法仍然体现了操作方便快捷、线性范围较宽、准确度高等特点。

3.3 CTAB化学吸附修饰电极线性扫描伏安法直接测定

陈婉华[18]等提出了以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰碳糊电极直接测定苯酚的电化学方法。以往将粉末状修饰剂掺入石墨粉共混进而实现对模糊电极修饰,与此不同的是,本文在电极表面修饰少上一层阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)单层膜,制备了一种新型的碳糊电极。在p H=8.0的0.1mol/L磷酸盐缓冲溶液中,苯酚在+0.63 V出现一个灵敏的氧化峰,其峰电流与苯酚浓度在4.0×10-7~5.0×10-6mol/L之间呈线性关系,检出为5.0×10-8mol/L。此方法已被直接用于工业废水中苯酚的测定,效果好。孙伟[19]等详细研究了对氨基苯酚(PAP)在玻碳电极上的电化学行为,由于对氨基苯酚在玻碳电极上能够发生可逆的氧化还原反应,其单扫和多扫循环伏安图保持一致,所以在电极上的反应是扩散控制的过程,从而建立了示差脉冲伏安法检测对氨基苯酚的新方法,用示差脉冲伏安法对其测定条件进行了优化,在最佳测定p H=8.4的Tris缓冲溶液中,PAP的浓度与峰电流在1.0×10-7~1.0×10-4 mol/L范围内呈线性关系,并对电极氧化还原机理进行了讨论。

4 荧光光度法

荧光分析法的最大特点就是具有高灵敏度。在测定低含量试样或高纯度物质中微量杂质的各种分析法中,荧光分析法一般可以超过比色法和分光光度法2~3个数量级。张文伟[20]等研究了用荧光光度法,通过控制酸度直接测定环境中苯酚和苯胺两种污染物的新方法。p H=1,直接测定苯酚的含量,波长λex/λem=270/297nm,检出限为4.0μg/m L,线性范围为0~3.2μg/m L;p H=12,直接测定苯酚的含量,波长λex/λem=280/340 nm,检出限为4.3μg/m L,线性范围为0~2.0μg/m L,回收率达99%~101%。曾凡蓉[21]等建立了荧光光度法直接测定环境水样中的苯酚和对苯二酚的新方法。通过β-环糊精增敏,三维荧光扫描选择测量波长。其中,选择273/307 nm为苯酚测定波长对,苯酚的线性范围为0~1×10-4mol/L,检出限为6.6×10-8mol/L;选择295/331 nm为对苯二酚波长对时,对苯二酚的线性范围为0~1.5×10-5 mol/L,检出限为5.2×10-9mol/L。该方法可以省去萃取、蒸馏、显色等预处理分离干扰共存物的步骤,直接进行测定,操作简单,灵敏,速度快,回收率达到93.5%~103.5%。

王俊[22]等研究了应用偏最小二乘-荧光光度法同时测定多种酚体系的方法。酚类化合物具有平面共轭的分子结构,因而具有较强的内源荧光,但是酚类同系物因化学结构相似,激光光谱、发射光谱重叠较严重。作者采用偏最小二乘法(PLS),在苯酚含量为0~1×10-4mol/L,对甲基酚含量在0~1×10-4mol/L,邻苯二酚含量在0~5×10-4mol/L时线性关系较好,虽然在线性范围内3种酚的荧光强度并不具有良好的线性加和性,而且苯酚、对甲酚、邻苯二酚的荧光光谱严重重叠,但是从实验结果来看,PLS法准确可靠,操作简便,快速。克服了常规分析方法难以实现多组分同时测定的困难。梅建庭[23]研究了用荧光光度法直接测定环境水中苯酚的含量。p H=6,直接测定苯酚的含量,波长λex/λem=270nm/295 nm检出限为2.0μg/L,线性范围为0.002~1.0 mg/L。此法不需萃取和显色,可直接用于测定环境水中苯酚含量,方便,快捷,实用性强,回收率为99%~101%。

5 色谱法

5.1 高效液相色谱法

栗克喜[24]等研究了高效液相色谱法测定液体菌苗中苯酚含量的方法。其平均加标回收率在98.0%~101.5%之间,R%(n=10)±RSD%=99.35%±0.9458%;并且测定有良好的重复性,X(n=10)±RSD=2.005×106±0.0233。此方法简便快速,对正确了解苯酚含量,指导生产中准确加量及控制制品的质量有重要意义,也适用于其它生物制品中防腐剂苯酚的测定,但是需要根据样品的成分对样品做预处理。廖海明[25]等利用高效液相色谱法测定骨肽注射液中苯酚的含量。实验中采用ZORBAX C18柱(4.6 mm×250mm,5μm);流动相为甲醇-水(25∶75);流速1.0 min;检测波长:270 nm;进样量:10μL。线性范围为0.001~1.0 mg/m L(r=0.9998);检测限为0.2 mg/m L;精密度RSD为0.23%(n=7);高、中、低浓度回收率(n=3)分别为98.8%(RSD为0.5%)、99.2%(RSD为0.2%,)、99.0%(RSD为0.3%)。此方法具有专属、灵敏、快速、准确的特点。辛暨华[26]研究了采用反相高效液相色谱法测定3种生物制品中苯酚含量的方法。此方法以C18化学键合硅胶为固定相,以乙腈-水(70∶30,V/V)为流动相,UV检测波长278 nm进行测定,平均回收率为98.5%(n=6)。应用高效液相法测定生物制品中苯酚含量重复性好,回收率高,操作简便,无需如气相色谱法需要寻找内标物,应用外标定量法就可获得良好的线性关系,但是此方法容易受到干扰,只能限量分析,不能准确定量。

5.2 气相色谱法

黄钦明[27]研究了应用气相色谱法测定水中苯酚的方法。实验中利用非极性SE-30大口径、厚壁毛细管柱,不分流进样测定水中微量苯酚类,克服了极性填充柱分离效果差的不足,并且在测试范围内线性良好,精确度较高,分析速度快,比老方法节省时间30 min以上,能满足高效率生产的需要。现行测定生物制品中苯酚含量的方法主要是采用碘量法(IM),但该法易受干扰,精度不高,有时只能做出限度分析。对此,李澍[28]等采用气相色谱法测定了几种生物制品中苯酚含量,回收率为99.3%~104.4%,灵敏度至少为10μg/m L,灵敏度高,重现性好,操作简便,样品用量少,且无需进一步处理,加入内标后直接上柱测定。分析时间短,而且由于色谱峰能充分分离,峰的纯度高,剂量应答线性良好,因而不易被干扰,测量结果满意。成琳[29]等研究了抗氧剂2,6二叔丁基-4-甲基苯酚的烷基化产物的气相色谱分析,对不同类型的色谱柱进行了筛选,全面考察色谱分析的各种条件及影响因素,建立了OV-1毛细管柱分离、以内标法定量的分析方法,对甲酚回收率为99.1%~103%,2,4苯酚回收率为98.5%~100%,2,6二叔丁基-4-甲基苯酚的回收率为97.2%~99.5%。此方法操作简便,分析快速,线性范围宽,检出限低,重复性好,能够满足各种要求。唐彦[30]等研究了测定复方樟脑薄荷脑搽剂的樟脑、薄荷脑、苯酚含量。实验中采用气相色谱(Gc)法,3组分的分离度和线性关系良好,樟脑、薄荷脑、苯酚质量浓度线性范围分别为392.4~3924.0μg/m L,193.9~1939.0μg/m L,202.0~2020.0μg/m L,平均回收率分别为99.6%(RSD=0.6%),99.9%(RSD=0.9%),99.7%(RSD=0.8%)。方法准确、灵敏,可用于复方樟脑薄荷脑搽剂的质量控制。

6 展望

综上所述,近年来苯酚的测定方法得到不断创新和改进。传统的4-氨基安替比林分光光度法水样的前处理繁琐,操作复杂而且干扰较多,测定的结果容易受到多种因素的影响,方法的重现性和灵敏度差;荧光光度法测量快速准确,灵敏度高而受到亲睐;色谱法操作方便,便于在线分析,适应现代环境监测的需要。

随着现代工业的不断发展,环境污染已经成为威胁人们健康的主要原因。而苯酚作为一种重要的基础原料,应用相当广泛,其对生物体和环境都有很大的危害,因此建立快捷、方便、准确的测量苯酚的方法,尤其是开发在线自动监测仪,解决苯酚测定过程中存在的问题具有长远的意义。

摘要：苯酚对生物体危害很大,是环境监测的一项重要指标。综述了近年来环境中苯酚测定的方法及其研究进展。重点论述了光度法,色谱法和电化学法,展望了环境中苯酚测定方法的研究发展趋势。