高职院校有机化学课程的绿色化建设研究

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摘 要：绿色化学已成为当今化学研究、化学教育的重要发展趋势。我国高职院校化学教育还未充分重视绿色化学教育，绿色化学教育基本处于摸索阶段。有机化学是整个化学教育的基础课程之一，并且与各种环境污染、食品安全、药品安全密切相关，对有机化学课程的绿色化建设，是高职化学教育绿色化建设的重中之重，对其他分支领域也具有重要的示范作用。

关键词：高职院校；绿色化学；有机化学；绿色化

【中图分类号】G 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1216（2017）05B-0055-02

绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，是在全球面临严峻的环境危机下，于上世纪90年代诞生的化学研究新兴领域，其核心内涵是从源头上杜绝或减少化学对环境的污染和危害。

绿色化学的发展需要化学研究、化工生产、化学教育等多个领域的共同发展、相互协作。高职院校毕业生是生产第一线的主力军，只有具备较强的绿色化学意识、绿色化学技术才能够更好地维护生产安全、产品安全、生态安全等。但是目前的很多高职院校还未足够重视绿色化学教育，绿色化学教育基本处于摸索阶段。

绿色化学起源于有机化学，有机化学是高职院校化工专业学生的基础理论必修课，有机化学课程的绿色化建设，将从化学基础理念、基础知识、基础操作等多个方面影响广大学生。

一、有機化学课程教学理念、教学目标的绿色化

绿色理念已成为当今各个国家社会发展的核心理念，也是多个科学研究领域不可缺少的思想维度。高职院校培养的人才也应该具备这些社会发展所需的素养，应该掌握这些科学技术所展现的发展趋势。

在有机化学课程教学中，有意识地将绿色化学的理念传递给广大高职学生，让学生意识到绿色化学对于人类及其对环境的重要性，并用绿色、环保的科学技术“武装”学生的头脑。

教学目标也是课程建设的重要环节。首先，教学应该包括近期目标和长期目标。其中，近期目标是培养学生的绿色知识或技能，而长期目标是为了社会生产的绿色化，甚至整个社会体系的绿色化。因为科学技术的绿色化最终将转变为人才知识或创新的绿色化，人才知识或创新的绿色化最终将转化为产业或生产的绿色化，只有这样才能保障整个社会发展的可持续性。其次，教学目标应该包括思想、知识、操作等多个层次。其中，思想目标更多涉及课程理念方面，知识目标更多涉及课程理论教学方面，操作目标更多涉及课程实践教学方面，在实际教学中这三个层次的内容往往相互融合在一起。

二、有机化学教学内容的绿色化

（一）理论教学内容的绿色化

有机化学课程的每一章内容几乎都与绿色化学密切相关。所以在教学内容的设置上，教师应该整体性地灌输绿色化学理念，对涉及绿色化学知识的教学内容进行适当的知识更新与拓展，突出绿色化学的新思维，逐步培养学生的绿色化学意识。

表1 有机化学课程主要内容的绿色化（以芳烃为例）

知识点与绿色化学的结合点绿色化理念的融入

硝化反应传统的硝化反应使用硝酸和硫酸混酸为硝化剂，这种过程对环境的污染大，属淘汰工艺目前已开发出利用脱铝丝光沸石由苯和65%的硝酸进行气相催化硝化的新工艺。这种工艺不仅实现了生产工艺的环境友好化，而且硝化产物结构可控。

傅-

克反应

磺化反应占位效应磺酸基的占位效应，改变、缩短有机合成路线，符合绿色化学理念。

传统苯烷基化制乙苯和异丙苯用三氯化铝作催化剂。三氯化铝本身具有较强的腐蚀性，反应时需要加入腐蚀性更强的盐酸作助剂，反应后，需要大量的氢氧化钠中和废酸，使生产过程产生大量的废酸、废渣、废水和废气。分子筛催化剂

苯的

加成反应六六六杀虫剂污染环境、对人体有害绿色农药

定位规律合成路线的选择绿色合成路线

稠环

化合物生物调节剂绿色农药

苯及

多环芳烃苯及多环芳烃致癌用生物原料替代

（二）实践教学内容的绿色化

与无机、分析化学等实验相比，有机试剂沸点较低，当浓度达到一定数值时遇明火就会发生爆炸，而且会产生更多的废气、废液、废渣等，这对人体和环境都会产生较严重的危害。一些重要实验的绿色化见表2。

教学过程中，在不影响实验效果的前提下还可以采用微量法，如熔沸点的测定、溴乙烷的合成选用微量法操作，既节约试剂和时间，又减少了污染；也可以将制备实验和性质实验相结合，如合成的溴乙烷可以代表卤代烃进行性质实验，既可以节约时间，又有利于学生综合实验素质的培养；可以增设实验后废弃物无害处理教学环节，向学生讲解废弃物处理的方法，引导学生妥善处理、回收实验废弃物和循环使用，如将分馏、蒸馏实验用过的乙醇溶液进行回收处理作为茶叶中提取咖啡因实验的溶剂。

表2 有机化学实验的绿色化

实验项目传统教学实验的缺陷“绿色化”改造方法

蒸馏测定四氯化碳沸点

四氯化碳污染环境，影响师生健康用乙醇代替四氯化碳

分馏分离四氯化碳-甲苯混合物

四氯化碳、甲苯污染环境，影响师生健康分离乙醇-水或丙酮-水的混合物

萃取实验用乙醚萃取醋酸水溶液中的醋酸

乙醚沸点低，室温下易挥发和燃烧，安全性差，不适合人员集中的场所使用，且用乙醚作萃取剂，用量大，成本高，易污染环境。用水萃取乙酸乙酯和水混合溶液中的乙酸乙酯，乙酸乙酯毒性低，污染小，实验分层快，易操作，萃取后乙酸乙酯用碳酸钠溶液洗涤回收，可回收再利用。

溴乙烷

的制备加料方式，乙醇水溶液加入浓硫酸的水合热没有利用，另外，往酸性混合液中一次性加入溴化钠是在敞开体系中进行的，迅速产生的大量溴化氢气体来不及与乙醇反应而逃逸到空气中，不仅造成环境污染和化学原料的不必要浪费，而且降低了试剂浓度，影响反应速率和产率。改进加料方式，从恒压漏斗中缓慢滴加浓硫酸，用电热套小心加热反应体系，保持反应平稳发生即可。

三、有机化学课程绿色化建设的其他相关配套环节

（一）教学方法的改革

对于一些污染严重，毒性较大，无法改进但又不能省略的传统教学内容，可以利用化工仿真软件，让学生在电脑上“亲自动手”，教师也可以自己拍摄实验教学录像给学生演示，以达到事半功倍的效果。

（二）配套教材的建设

高职目前所使用的有机化学教材，几乎没有体现绿色化学理念，教材中仍有很多已被淘汰的工艺，如芳烃使用硝酸和硫酸混酸为硝化剂的硝化反应等。高职院校目前亟须开发有自身特色的绿色有机化学教材。

（三）先进的实验仪器设备

实验仪器的先进化，可以为实验绿色化提供技术保障。如微波、超声波在实验中的应用，具有速度快、时间短、能耗低的特点，不仅可以减少对环境的污染，还可以激发学生的实验兴趣。

总而言之，高职院校的绿色化学教育还处于摸索、起步阶段。对有机化学这一基础课程的绿色化建设是整个化学教育绿色化建设的重要基础，并且具有重要的示范作用。特别是在我国当今高职教育占据高等教育“半壁江山”的背景下，对广大高职化工人才进行绿色教育，将产生重要的社会生态效益。

基金项目：内蒙古化工职业学院教改课题（项目编号：2016JG-YB-04）。

内蒙古自治区高等教育科学研究“十三五”规划课题（项目编号： NGJGH2016185）。

参考文献：

刘峥，丁国华，杨世军.有机化学实验绿色化教程[M].北京：高等教育出版社，2010.