展英才之俊采瞰化学之雄州

2023-02-21 13:35陈浩天
中国科技教育 2023年11期
关键词:咪唑类英才咪唑

升入初三后,我对化学产生了浓厚的兴趣,喜欢看着各种化学物质像变魔术一般互相转变。了解到英才计划可以为中学生提供做科研的平台后,我立刻报了名。最终顺利通过笔试和面试,进入四川大学化学学院,跟随游劲松教授、杨宇东副教授接受为期1 年的培养。

锁定研究目标——咪唑类化合物

一天清晨,我与同研究方向的学员齐聚四川大学化学实验室,导师向我们介绍了英才计划项目的培养目标,给我们展示了实验室的科研方向、科研成果。四川大学化学学院的主要研究方向为有机化学,在导师的推荐下,我从《基础有机化学》和《有机杂环化合物》等教材学起,开始梳理和掌握必要的有机化学知识。

有机方法学研究要求研究人员对有机反应的机理和本质有较为深入的了解。通过学习大学教材,我对不同的杂环结构中杂原子的杂化类型和分子电性有了认识,也与导师、师兄围绕阅读过程中的疑惑进行了讨论。在导师的指导下,我还学习了国内外文献的检索方法,了解了不同杂环化合物的反应特征及最新研究进展,最终选定“咪唑类化合物的选择性N1- 氘代甲基化反应研究”作为研究课题。

说起“咪唑”,可能大家不太了解这类物质的化学性质,但咪唑环广泛存在于生物活性分子中。在医药领域,咪唑类化合物常用于制造抗癌药物、抗真菌药、支气管哮喘药物和防斑疹剂;在农药方面,咪唑常用于制作除草剂、杀虫剂、杀菌剂。甲基咪唑类化合物在食品分析领域常被列为农药残留、兽药残留等限制类化合品的检测对象,其氘代化合物在食品检测领域有着重要且广泛的应用。通过直接N- 甲基化是构筑N- 甲基咪唑类化合物最直接的方法,但由于咪唑N1 和N3 位上的氢原子可通过互变异构的方式进行迁移,实现咪唑类化合物选择性N1- 甲基化通常比较困难。另外,氘代甲基化试剂由于制备困难、价格昂贵等原因,其种类相对于非氘代甲基化试剂要少很多。

“多次分类”方法助渡难关

不同于在学校实验室做的简单无机实验,有机实验的体系处理更为复杂。在确定研究课题后的2 个月里,我几乎每周六下午都会进入实验室,希望多学习一些实验方法和技巧,争取尽早独立完成实验。经过观摩学习,我逐渐开始在导师的监督和指导下进行萃取、干燥、配置展开剂、点板和过柱等实验操作。在认真学习实验安全知识后,导师也尽可能多把实验交由我独立完成。虽然前期经历了不少磕磕绊绊,但多次的动手操作让我的实验技能得到了明显的提高。

课题的条件筛选主要体现在对甲基化试剂、溶剂、碱的强度和温度的选择上。其中,甲基化试剂无疑对反应的选择性起着决定性的影响。按照预定计划,我更换了几种甲基化试剂,实验结果却不尽如人意,要么目标产物的产率、选择性低,要么根本得不到产物。

在某次回家的路上,我一边比对着不同组实验的数据,一边将不同的组别重新分类。在不同的甲基化试剂中,我发现具有某类酯基结构的试剂所对应的产率和选择性相对较高。当时虽然不能解释其中的缘由,但这个结果仍促使我采用一些具有相应结构的试剂进行测试。终于,在不断的尝试后,记录本上“产率:86%,选择性>99%”这一行数据显得格外突出。“多次分类”方法给了我很大启发,也帮助我成功筛选出了其他条件。

有志者, 事竟成

转眼进入秋季,实验部分的工作已经完成,接下来就是撰写论文。导师与我详细讨论了科研论文的写作框架和结构,在多次修改后,论文中零散的语言逐渐变得连贯通顺,格式也更加规范、标准,在这个过程中,我也感受到了在做科研的过程中,不仅需要严谨求实的态度,更需要“今日事,今日毕”的责任感。

我报名参加了丘成桐中学科学奖的评比,并以该课题在上海参加了复赛。参赛当天,虽然作足了准备,但一想到即将面临的答辩,我还是感到有些紧张。答辩开始前1 个小时,我还在不停地跟导师、师兄发消息,确认一些理论部分的细节。功夫不负有心人,我顺利完成了答辩,并获得了丘成桐中学科学奖中国赛区二等奖。经过这次答辩,我学会了在一众陌生的教授面前保持从容心态,学会了合理控制语速与时间,学会了在别人指出问题时积极参与探讨。在接下来的成都市青少年科技创新大赛和英才计划结业答辩中,我均圆满完成了汇报,分别获得市一等奖和优秀学员称号。

回顾1 年来的点点滴滴,我的心中有激动,有喜悦,也常在喧嚣中驻足停笔,思考学习的目的、人生的意义。我很幸运,在英才计划的培养中,不仅丰富了知识储备,提高了动手能力,还找到了未来的努力方向。

陈浩天

2022 级英才计划化学学科学员就讀于四川省成都市新都一中,师从四川大学化学学院游劲松教授。培养期间完成课题“咪唑类化合物的选择性N1-氘代甲基化反应研究”。获第35 届中国化学奥林匹克竞赛(初赛)二等奖,丘成桐中学科学奖中国赛区二等奖,第38 届成都市青少年科技创新大赛一等奖。

猜你喜欢
咪唑类英才咪唑
诚聘英才
溴代咪唑类离子液体的合成
益气养阴方联合甲巯咪唑片治疗甲状腺功能亢进症的临床观察
咪唑类离子液体在储能和换热应用中的研究进展
招揽英才
招揽英才
左咪唑与丙硫苯咪唑驱猪体内寄生虫的效果对比试验
普萘洛尔与甲巯咪唑对甲亢进症的临床治疗效果观察
气相色谱-质谱法测定祛痘化妆品中4种硝基咪唑类化合物
密度泛函理论研究咪唑类硝基衍生物的性能