有机化学反应类型多,反应条件复杂。多年的教学实践发现,很多学生把有机化学学习简单理解成机械式的记忆反应,结果大量的、“杂乱无章”的反应越记头越乱,跟英语单词没什么两样。其实,这完全是学生对有机化学的误解,即使是英语单词的记忆也还是有规律可循的。表面上看起来杂乱无章的反应,同样也还是有规可循的,那就是反应机理。如果我们把各种各样的反应比作英语“句子”,那么有机化学的反应机理就是英语的“语法”。由此可见,唯有对基础理论以及基本机理过程的深刻理解,才能将表面上互不相干的现象以及过程联系成为一个整体,从而达到对有机化学本质的认识和掌握[1]。多年教学实践发现,学生对有机反应普遍采用死记硬背的学习方法。这种学习方法用于少数几个反应还能凑效,随着反应类型与数量增加,这种“知其然而不知其所以然”的有机化学学习方法使得有机化学越学越无章法,尤其是将其用于有机反应机理的学习上更是如此。因为,有机化学反应是宏观表现出来的总反应,它是反应过程多步基元反应的集成。由此可见,提出一个具有相对普遍意义的思维模式来指导有机反应机理学习具有重要意义。

　　有机化学反应的实质就是分子中旧键的断裂和新键的形成,根据共价键断裂方式有机化学反应可分为自由基型反应和离子型反应[2]。

　　共价键的均裂是指组成共价键的一对电子,在共价键断裂后均分到共价键连接的两个原子或基团上：自由基孤电子所在的轨道只有一个电子而一个轨道可容纳两个自旋方向相反的电子,因此,自由基可以给出一个电子变成正离子,也可以再接受一个电子变成负离子。根据路易斯酸碱理论,能给出电子的物质是路易斯碱,能接受电子的物质是路易斯酸[3]。可见,我们可以把自由基看作路易斯酸或路易斯碱,图1.的逆过程就是酸碱反应形成酸-碱复合体X-Y(路易斯酸碱理论没有盐的概念,这里姑且定义一个新概念“酸-碱复合体”)。

　　共价键的异裂是指共价键断裂后,成键的一对电子完全归成键的一个原子或原子团所有:显然,图2的逆过程就是典型的路易斯酸碱反应,形成酸-碱复合体X-Y。离子型反应通常在酸、碱或极性条件下进行。基础有机化学涉及到的反应绝大多数是离子型反应,因此,本文将焦点集中在离子型反应机理的探讨上。

　　我们把极性条件下进行的反应称为极性反应:由图3可见,极性反应涉及三个物种:路易斯碱OH-、路易斯酸Cδ+和路易斯碱Clδ-。根据路易斯酸碱理论,带负电的、富电子的以及可以给出电子的都是碱;与碱相对应,带正电的、缺电子的以及可以接纳电子的都是酸。路易斯碱为亲核试剂(位点),路易斯酸为亲电试剂(位点)。为了描述方便,我们把极性反应涉及的三个物种路易斯碱OH-、路易斯酸Cδ+和路易斯碱Clδ-推广并分别称之为亲核试剂(位点)、亲电试剂(位点)以及离去基团,统称极性反应三要素[4]。一个反应体系、分子或中间体,只要同时存在亲核试剂(位点)、亲电试剂(位点)以及离去基团极性反应三要素,则该分子或中间体即无法稳定存在,必将进行后续反应。

　　破口并导航后续反应路径有机反应机理第一道难关是如何寻找解题突破口,即:从何入手?首先,分析该机理是酸性条件还是碱性条件,如反应机理是酸性条件,则寻找反应物的亲核位点。亲核位点常见的有孤对电子、π电子以及σ电子(常发生在C+重排)。反之,则寻找亲电位点。常见的亲电位点为Cδ+。不管是酸性条件或是碱性条件,有机极性反应机理的第一步都是酸碱反应形成酸-碱复合体。有机极性反应机理的第二个、第三个,……难题是后续反应如何进行?后续反应路径的导航针:在酸-碱复合体中寻找亲核位点、亲电位点以及离去基团,其本质就是进行一系列极性反应。下面由简到难,应用极性反应三要素对三例极性反应机理的突破口以及后续反应路径进行具体分析。

　　本例题实际上就是Perkin反应的机理问题[5],具体分析如下:(1)第一步,该反应在醋酸钾碱性条件下进行,因此,首先寻找“酸性”位点或亲电位点。在乙酸酐中,“酸性”亲电位点有两个:羰基碳、酸性氢α-H,假如醋酸根离子进攻羰基碳,通过加成-消除反应挂上一个醋酸根离子又掉下一个醋酸根离子,形成动态平衡,净结果等于没有反应。因此,醋酸根作为碱进攻酸性氢α-H,形成C-α,这是本反应机理的突破口。(2)第二步,Cα-作为碱亲核位点进攻酸亲电位点苯甲醛的羰基碳,形成碱醇氧负离子。(3)第三步,醇氧负离子作为碱亲核试剂,进攻酸性亲电位点乙酸酐的羰基碳,形成新的醇氧负离子。(4)第四步,醇氧负离子作为亲核试剂,氧、乙酰氧基所连接的Cδ+带部分正电荷为亲电进攻位点,乙酰氧基为离去基团(醋酸根离子氧原子上的负电荷可与羰基共振形成两个等同的共振式特别稳定,是好的离去基团),因此,该中间体发生分子内的SN2反应。(5)第五步,醋酸根离子作为碱进攻酸性的α-H,形成α-C-亲核位点,与乙酰氧基相连接的Cδ+带部分正电荷为亲电部位,乙酰氧基为离去基团,教科书上称之为反式E2消除反应。正如庐山“横看成岭侧成峰”,该中间体同时具备亲核试剂、亲电位点、离去基团(醋酸根离子是好的离去基团),我们完全可以从另一个角度看,认为该中间体发生发生分子内SN2反应,形成C=C双键。(6)第六步,OH-作为碱、亲核试剂进攻酸、亲电部位酸酐羰基碳,通过加成-消除机理失去一分子醋酸根。

　　[6](1)第一步,如何寻找突破口是解本题反应机理的关键!在碱性条件下,目标很明确就是寻找酸性氢或亲电位点。本反应物有三个α-H,其中一个α-H有一个体积较大的氯原子,难以受到碱的进攻。因此,OH-进攻羰基右边的α-H形成α-C-离子与羰基形成共振体。(2)第二步,本中间体烯醇负离子的碳为亲核试剂,氯原子所连接的碳原子为亲电位点,氯原子为离去基团,发生分子内SN2反应,形成环丙酮结构。(3)第三步,羰基碳为酸、亲电位点,OH-为碱、亲核试剂,二者发生酸-碱加成反应,形成醇氧负离子。(4)第四步、在本中间体中,OH氧原子所连接的碳原子为酸亲电位点,醇氧负离子为亲核试剂,碳负离子为离去基团,发生分子内SN2反应。碳负离子碱性极强,容易从水分子截获质子。本步骤进行的动力为三元环极大的张力,开环后张力解除,体系能量降低。(5)由于第四步水失去质子变成OH-,第五步为羧酸在碱性条件下简单的酸碱反应。

　　[7]初看本例机理较为复杂,但不管如何复杂,我们还是可以“极性反应三要素”为指导原则,寻找解题突破口。(1)硫叶立德为亲核试剂,羰基碳为亲电位点,氧为离去基团(C=O等同于一个C连接两个O),发生分子间SN2反应(实际上就是羰基的亲核加成),形成醇氧负离子。(2)醇氧负离子为亲核试剂,硫鎓离子所连接的C为亲电位点,SPh2为离去基团发生分子内SN2反应,形成大张力的“环氧结构”。(3)理论上讲,两个环氧上的孤对电子都可以作为碱与H+发生质子化,考虑到产物保留六元环结构,排除与六元环姘合的环氧质子化,质子化发生在螺环氧原子。质子化后,OH正离子为离去基团,OH正离子所连接的碳原子为亲电位点,σ电子为亲核试剂,发生分子内SN2反应,形成碳正离子。张力较大的三元环转化为张力较小的四元环,使中间体能量降低是反应的动力。(4)碳正离子是酸,OH氧原子上的孤对电子是碱,发生分子内的酸碱反应,形成羰基。(5)MeO-是亲核试剂,羰基碳原子是亲电位点,氧原子O是离去基团(C=O等同于一个碳原子连接两个氧原子),发生分子间SN2反应(实际上就是羰基的亲核加成),形成O-离子。接着,O-离子为亲核试剂,MeO-连接的碳原子为亲电位点,螺碳原子为离去基团,发生分子内SN2反应形成碳负离子。张力环四元环的开环,是此步转化的动力。最后,碳负离子为亲核试剂,环氧原子为离去基团,环氧所连接的碳原子为亲电位点,发生分子内SN2反应,形成C=C和强碱醇氧负离子O-。(6)强碱醇氧负离子从溶液中的甲醇截获质子,形成动态平衡。

　　有机化学反应机理是教学的重点、难点。教无定法,学也无定法。同样一个知识点,不同的人学完后用自己的语言进行概括转化为自己的东西、自己的心得也不完全一样,但这并不影响知识的学习,正如老中医把“肝、脾、肾”念成“肝、脾、贤”并不影响看病一样的道理。所谓“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”,这也是允许的。作者认为,科学意味着不断探索。我们可以不断接近科学真理,但我们谁也不拥有真理。昨天的大哲先贤们不拥有真理,今天的大牌学者们也不拥有真理,明天科学先驱们也同样不能自称“因为我拥有线]。本文的出发点是放飞想象的翅膀,大胆创新,不为条条框框所约束,只要教学中有利于学生把复杂的有机反应机理学清楚、学明白,“不管黑猫白毛,能抓到老鼠的就是好猫”。因此,本文带有明显的探索与开放味道。

　　[1]王剑波,张志坤,张艳,等译.有机化学机理导论[M].北京:北京大学出版社.2018:2.

　　《生物化学》课程是护理专业的一门专业基础课程。优化教学内容，以学生为主体、能力和素质协调发展。从护理岗位工作任务出发，将岗位要求的知识和能力目标同生物化学相关内容有机地结合起来。课程设计强调学生学习的自主性和探究性，注重对学生逻辑思维、自主学习、团结协作及沟通能力的培养。

　　1.课程设计总体思路。结合我院推行的以能力为本位的项目化课程改造工作，课程整体设计立足学科内涵，把握专业动向，以技术应用能力为主线，以职业素质培养为核心，优化课程结构，重视实践要求。通过分析医院护理岗位，将职业能力逐项分解成专项能力和技能，主要包括护理知识应用能力、护理操作能力、分析护理问题和处理护理问题能力。2.课程设计理念。《生物化学》是一门实践技能强且基础理论深的课程，作为护理专业的专业基础课，其地位非常重要。但由于课程具有抽象性、系统性、联系性强的特点，就迫切需要对教学内容进行改革。本课程主要通过项目的学习，使学生能根据实验室检查结果解读代谢性疾病的生化检验结果，能够说出生化指标的正常范围和临床意义，能用图表分析代谢性疾病与各生化指标的联系，并据此从生化角度探索代谢性疾病发生、发展和诊断治疗的机理，以达到较好地配合医疗开展优质护理工作的目的。3.课程能力目标设计。1.能根据临床症状和实验室结果说出3类代谢性疾病的临床检查生化指标；2.正确解读3类代谢性疾病的生物化学检验结果；3.能说出3类代谢性疾病临床检查生物化学指标的正常范围；4.能说出3类代谢性疾病临床检查生物化学指标的临床意义；5.能用图表分析3类代谢性疾病与临床检查生物化学指标的联系；6.能用报告解释代谢性疾病发生的生物化学机理；7.能用报告解释代谢性疾病病情变化的生物化学机理；8.能用报告解释生物化学指标作为临床诊断治疗代谢性疾病的依据；9.能结合生物化学知识对日常护理工作提出合理建议；10.能设计实验探索影响酶促反应速率的因素；11.能初步使用血糖仪完体血糖的测定；12.能进行转氨酶活性的测定。

　　课程的总学时为28学时，根据课程目标设计教学内容，本课程总共设置3个A线个B线项目。通过项目的实施，逐步使学生掌握必要的生物化学知识，能对代谢性疾病的生化机理进行分析，将理论指导与临床护理结合起来，从而更好地开展护理工作。在项目实施过程中，由组长负责每次项目工作任务的分配，完成工作的进度安排，整个项目实施的协调，组织人员完成具体项目。A线项目在课内完成，由教师引导学生完成。B线项目在课外完成，由学生自主查阅资料，撰写分析报告，制作幻灯片进行汇报。

　　排除法是一种解答选择题的技巧方法，根据题目所给出的已知条件就可以将答案选项确定在一定范围内，对没有落在这一范围内的选项就可以直接排除，对于落在答案范围内的选项进行重点的分析。排除法适用于选择题或者选择填空题，能够快速排除错误答案，具有一票否决的意义，例如在化学选择题解题中，确定四种离子能否共存，只有判定有两种离子不能共存，就可以直接排除掉这个选项，应用排除法可以提高解题速度，比“肯定式”的解题方法要容易一。