Компьютерные технологии при изучении темы "Молекулярные перегруппировки" (стр. 12 из 14)
H2CO3, СО2Н – легко отщепляются, хуже – Cl, CH3 – COO, аклоксильный радикал OR , а также - NRCOC3 , NR2, алкильные радикалы не относящиеся вообще.
Вопросами о механизме бензидиновой перегруппировки стали интересоваться в начале нашего столетия. Необходимо было объяснить каким образом молекула гидробензола может «вывернуться на изнанку»,не распадаясь на части:
Одновременно в результате орто –миграции образуется 2,4 диаминодифенил:
Если в молекуле исходного гидразобензола одно или обе пара положения заняты заместителями, то образуется орто и пара семидины.
Сначала перегруппировка бензидиновая предполагала, что она протекает с разрывом связи N-Nи образованием2-х радикалов или ионов.
3.Доказательства интрамолекулярности.
В настоящее время точно установлено, что перегруппировка носит интра характер (внутренний). Доказательством послужило то, что при перегруппировки 2–метил–2'-этоксигидразобензола, содержащего радиактивный углерод С* в метильной, группе не образуется свободный радикал, О- CH3C6H4-NH, т.к. иначе они могли бы реагировать друг с другом давая радиохимически активных ортотолидин.
На самом деле реакция не протекает таким образом.
При изучении перегруппировки 2,2-диметоксигидразобензола и 2,2’- диэтоксигидразобензола образуются соединения следующего строения:
Скорость бензидиновой перегруппировки пропорциональна концентрации С6H5 –NH-NH-C6H5 и пропорционально квадрату концентрации Н + :
V=
[C6 H5 NH –NH- C6 H 5 ] * [H+]2Таким образом механизм бензидиновой перегруппировки можно представить следующим образом :
После присоединения 2-х протонов к молекуле гидразобензола (I) и образование катиона (II) связь между N-Nначинает разрываться, е- пара смещается в сторону одного из атомов азота, одновременно образуется связь между пара углеродными атомами бензольных ядер (III), затем связь N-Nразрывается с одновременным образованием связи С-С и последующим удалением 2-х протонов через хиноиндную структуру, таким образом получается бензидин (V)
Обобщающая таблица по теме «Молекулярные перегруппировки»
| Перегруппировки | |||||||
| В ароматическом ряду | В алифатическом ряду | ||||||
| Нуклеофильные | Изомеризация | ||||||
| Миграция от атома | Интермолекуляр. | Интрамолекул. | Интрамолекул. | ||||
| С-С | 1.Ацилоиновая | 1.Наметкина2.Изомеризация парафиновых у.в. | 1.Альдегидо-кетонная | с изомери-зацией | |||
| 1.Соммелета | 3.Пинаколиновая4.Бензильная5.Демьянова6.Вольфа | 2.Ретропинако-линовая3.Вагнера | Без изомери-зации | ||||
| N-С | 1.Семидиновая2.Гидроксиламинов | 1.Бензидиновая2.Нитроаминов | 1.Бекмена | ||||
| С-N | 1.Гофмана*2.Лосеня3.Курциуса4.Шмидта | ||||||
| Электрофильные | |||||||
| О-С | 1.Фриса | ||||||
| N-C | 1.Диазоамино-Аминоазо2.Алкилкиланилинов3.Нитрозаминовая4.Ортона | 1.Стивенса | |||||
| С-С | 1.Фаворского2.Кляйзена | 1.Виттига | |||||
| С-О | 1.Арбузова | ||||||
| Не стереоспецифические | Стереоспецифические | ||||||
.
Знак *означает, что данные перегруппировки могут протекать как в алифатических, так и в ароматических системах.
3. Использование тестов для оценки знаний
В последнее время большой популярностью стали пользоваться в химическом образовании тесты и тестовые задания. Важным качеством тестов и тестовых заданий является их технологичность, то есть возможность с помощью тестов быстро и объективно выявить знания, оценить их качество, а также выявить пробелы и недостатки.
Открытая форма тестового задания подразумевает, что, прочитав вопрос, экзаменуемый должен дать ответ, набрав его на клавиатуре.
Закрытая форма подразумевает, что экзаменуемый выбирает правильный ответ из предложенного списка.
Форма на упорядочение подразумевает, что предложенные задания экзаменуемый должен расставить в определенном порядке, т.е. упорядочить
Форма на соответствие подразумевает, что экзаменуемый понятиям из одного списка должен найти соответствующие понятия из другого списка. Например, в одном списке находятся изображения химических формул и их надо сопоставить с названиями, которые находятся в другом списке
Обсуждение результатов
Образовательная ситуация сегодня определяется не только обсуждением и разработкой вечных педагогических проблем, но и постановкой новых задач, характерных именно для нашего времени. Одной из таких задач является создание новых учебников, включая и электронные, содержащие современный фактический материал, базирующийся на возможностях мультимедиа, новых методических и дидактических подходах при изучении школьного курса химии. [1]
В связи с этим нами была проведена определенная работа, целями которой являлись:
- разработать теоретическую, методическую и дидактическую поддержки к теме «Молекулярные перегруппировки», в соответствии с программой спецкурса по теоретическим основам органической химии для студентов четвертого курса химического факультета; для элективного курса по органической химии с целью подготовки школьников, входящих в сборную команду КБР, участвующих во всероссийских и международных олимпиадах; для подготовки молодых учителей к педагогической практике; для учителей, с целью повышения профессиональной подготовки.
- создать обучающе- контролирующую программу по теме «Молекулярные перегруппировки» на основе конструктора тестов представляющего собой базу данных специальной структуры рекомендованной Министерством образования РФ для внедрения в образовательный процесс.
Реализация первой цели базировалось на принципах уточнения и замены устаревших понятий, методических и дидактических подходов при изучении данной темы, разумной формализации и управления учебного материала. Это способствовало лучшему усвоению учебного материала.
Отбор учебного материала проводился путем классификации по степени сложности и логической взаимосвязи между отдельными типами перегруппировок.
По нашему мнению рассмотрение темы "Молекулярные перегруппировки " должно идти согласно следующему плану:
1. Определение молекулярных перегруппировок.
2. Классификация перегруппировок согласно:
-насыщенности систем;
-механизма перегруппировки;
-изменения углеродного скелета;
-переходу от одного атома к другому;
-стереоспецифичности
3. Рассмотрение каждой из 32 перегруппировок в соответствии со всеми этими особенностями.
4. Применение перегруппировок.
Этот план нашел свое отражение в созданной нами теоретической поддержке темы. При ее создании были проработаны различные учебники по органической химии.
Анализ издаваемой в последние годы учебной показал, что иногда в них отсутствует единая энциклопедическая химическая терминология по теме «Молекулярные перегруппировки», нет однозначного определения понятию молекулярные перегруппировки.
Проведя анализ учебников для высших школ (Кери Р., Р. Сантберг – «Углубленный курс органической химии»; О. А. Реутов «Теоретические основы органической химии»; К. Ингольд «Теоретические основы органической химии»; А. С. Днепровский, Т. И. Темникова «Теоретические основы органической химии»; Сайкс П. «Механизмы реакции в органической химии»), мы сделали вывод, что наиболее полным, современным и приемлемым будет определение перегруппировок, которое дается в учебнике [35].
В качестве дидактического материала нами была составлена обобщающая таблица (смотри экспериментальную часть), в которой в кратком, наглядном, удобном для восприятия и компактном виде представлена классификация перегруппировок по различным признакам.
Отметим, что все материалы представленные в данной работе, включая таблицу, являются открытыми системами, которые могут дополняться с учетом изменения объема и содержания изучаемой дисциплины, а также с учетом творческого замысла преподавателя.
Данный материал в достаточной степени формализован; это дает возможность использовать его при создании обучающе-контролирующих программ для ПЭВМ, а также проводить тестовый контроль и самоконтроль знаний.
Весь материал теоретической поддержки занесен на магнитный диск и представляет собой обучающую часть разработанной нами программы. Разработанные в дипломной работе тестовые задания были включены в контролирующую часть программы (Конструктор тестов), созданную на базе адаптивной среды тестирования (АСТ). АСТ в настоящее время широко внедряется Центром тестирования при Федеральном агенстве образования РФ при создании тестовых заданий для ЕГЭ.