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绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇化学研究成果,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
1 材料
高分辨质谱用Waters Xevo G2 Q-TOF型质谱仪(Waters,Milford,MA,美国);Bruker AVⅢ400型核磁共振波谱仪(Bruker BioSpin AG Facilities,F~landen,Switzerland),氘代吡啶(py-d5)为溶剂;半制备型高效液相色谱(SP-HPLC)系统为北京创新通恒CXTH 3000型(北京创新通恒科技发展有限公司),色谱柱为ProdigyC18(21.2mm×250mm,10μm,Phenomenex Inc.,Torrance,CA,美国),D101大孔吸附树脂(天津波鸿树脂科技有限公司产品,天津);柱色谱硅胶(200~300目)和薄层色谱(TLC)硅胶板GF254均为青岛海洋化工厂产品,分析纯三氯甲烷(CHCl3)、甲醇(MeOH)、正丁醇均为北京化工厂产品,色谱纯甲醇和乙腈(MeCN)均为天津西华特种试剂厂产品,流动相用水(H2O)由Milli-pore Milli-Q纯化系统制备。
红参样品于2013年12月由长春加一健康食品有限公司(长春)提供,经北京大学药学院杨秀伟教授鉴定系由吉林人参P.ginseng的根和根茎制成的红参,凭证标本(No.20131201JLRG)存放在北京大学药学院天然药物及仿生药物国家重点实验室。
2 提取与分离
干燥的红参粗粉(10kg)用沸水提取3次,每次80L、提取4h;浓缩提取液,得干膏4.65kg(按投料计算收率为46.5%,下同)。称取该干膏4kg加适量H2O溶解,用水饱和的正丁醇萃取8次,合并正丁醇萃取液,减压浓缩,得正丁醇萃取物475。(5.52%)。
将上述正丁醇萃取物475g用适量H2O溶解,经大孔吸附树脂柱色谱(1:10上样),依次用H2O,20%,60%,95%乙醇水溶液洗脱,洗脱剂用量分别为15,15,20,20L,得到相应的洗脱部位F1(212.1g,2.47%),F2(53.0g,0.62%),F3(131.1g,1.52%)和F4(74.4g,0.87%)。F3洗脱部位128.0g经硅胶柱色谱,CHCl3-MeOH-H2O(5:1:0.1~4:1:0.1~3:1:0.1~2:1:0.1~1:1:0.1)梯度洗脱,TLC检测合并相同组分,得到9个流分,命名为F3-1(3.8g),F3-2(9.3g),F3-3(19.6g),F3-4(10.2g),F3-5(6.2g),F3-6(6.8g),F3-7(44.5g),F3-8(5.7g)和F3-9(8.3g)。
关键词:肋果茶属;三萜;黄烷醇
中图分类号:R284.1 文献标识码:A 文章编号:1672-8513(2010)02-0102-04
Studies on the Chemical Constituents of Sladenia Celastrifolia Lurz
[KH*2]HE Rong, QI Rongpin, YANG Wei ,CHEN Peng
(Yunnan Provincial Key Laboratory of Cultivation and Development of Forest Plant,Kunming 650204,China)
Abstract: From the leaf and stem parts of Sladenia celastrifolia Lurz, seven compounds, 3α,3′, 4′, 5,7-Pentahydroxyflavan (Ⅰ), 3β,3′,4′,5,7-Pentahydroxyflavan (Ⅱ), 3β,4′,5,7-Tetrahydroxyflavan (Ⅲ), Ursolic acid (Ⅳ), Maslinic acid (Ⅴ), 22E,24R-ergosta-7,22-dien-3α-O-D-Glucopyranoside (Ⅵ), and 12-Oleanene-3,22,24-triol-3β-O-L-Arabinopyranoside (Ⅶ) were isolated. Their structures were identified through physicochemical and spectral analysis. Three flavanol compoundsⅠ,Ⅱ,and Ⅲ were isolated from the genus for the first time.
Key words: Sladenia;Triterpenoids;Flavanol
云南特有树种肋果茶(Sladenia celastrifolia Lurz)属于肋果茶科(Sladeniaceae)肋果茶属(Sladenia),俗称毒药树,也称史拉登茶,全世界仅有1个科1个属1个种,分布于云南大部,是一种珍贵乔木[1].我们的初期活性测试研究表明肋果茶中的叶片、树皮和根皮的提取物具有杀虫活性[2],因此鉴定肋果茶次生代谢产物中主要杀虫活性物质的结构,可能发现结构新颖的具有杀虫活性的化合物[3].我们对肋果茶枝叶的化学成分进行了初步的研究,从其乙醇提取物的乙酸乙酯萃取部分分离鉴定了7个化合物.这些化合物鉴定为: 3α,3′, 4′, 5,7-五羟基黄烷醇(Ⅰ)、3β,3′, 4′, 5,7-五羟基黄烷醇(Ⅱ)、3β,4′,5,7-四羟基黄烷醇(Ⅲ)、熊果酸(Ⅳ)、山楂酸(Ⅴ)、 22E,24R-麦角甾烷-7,22-二烯-3α-O-D-葡萄糖苷(Ⅵ)以及12-齐墩果烷-3,22,24-三醇-3β-O--L-阿拉伯糖苷(Ⅶ),其中化合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ为首次从该属植物中分离到.
1 实验部分
1.1 材料与仪器
植物样品于2006年9月采自云南省文山地区邱北县,干燥茎叶.经云南省林业科学院司马永康博士鉴定为肋果茶(Sladenia celastrifolia Lurz),熔点用XT-4双目显微熔点测定仪测定(温度未校正);MS谱在VG Autospec-3000型质谱仪上测定;NMR谱用BrukerAV-400型超导核磁共振仪测试,CD3OD或C5D5N作溶剂,以TMS为内标;薄层层析硅胶GF254和柱层析硅胶(100~200目,200~300目)均为青岛海洋化工厂产品;RP-18和葡聚糖凝胶LH-20购自Merck公司.
1.2 提取和分离
将肋果茶茎叶5.0 kg自然风干,粉碎,用质量分数85%的乙醇浸泡在25 L的渗漉罐中,冷提5次,每次3~4 d.提取液过滤、合并浓缩得棕色浸膏640 g.将浸膏悬溶于4 L水中,依次用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取4次.乙酸乙酯萃取部分挥去溶剂后约110 g,将其拌硅胶后上硅胶柱层析,以氯仿/甲醇为洗脱剂梯度洗脱(100∶1至纯甲醇),分成10段.第3段再经硅胶柱层析,用氯仿/丙酮(20∶1)洗脱得到化合物Ⅳ(128 mg)和Ⅴ(65 mg);第4段经葡聚糖凝胶LH20柱层析(甲醇洗脱)和RP-18反相柱层析分离得到化合物Ⅰ(900 mg)、Ⅱ(12 mg)、Ⅲ(30 mg)、Ⅵ(24 mg)和Ⅶ(45 mg)[4].
2 结果与讨论
2.1 结构鉴定
2.1.1 化合物Ⅰ
白色粉末, 分子式为C15H14O6, EI-MS m/z (%):290 [M] + (15); 1H NMR (400MHz, C5D5N) δ: 7.91 (1H, d, J = 2.0Hz, H-6′), 7.34 (1H, d, J = 8.1Hz, H-3′), 7.26 (1H, dd, J = 2.0, 8.1Hz, H-2′), 6.68(1H, d, J = 2.4Hz, H-8), 6.65 (1H, d, J = 2.4Hz, H-6), 5.37 (1H, brs, H-2); 4.72 (1H, m, H-3), 3.53 (1H, dd, J = 3.6, 16.4Hz, H-4a), 3.41 (1H, dd, J = 4.4, 16.4Hz, H-4b); 13C NMR (100MHz, C5D5N) δ: 79.7 (d, C-2), 68.6 (d, C-3), 29.3 (t, C-4), 157.3 (s, C-5), 954 (d, C-6), 158.3 (s, C-7), 96.3 (d, C-8), 158.3(s, C-9), 99.8 (s, C-10), 131.8 (s, C-1′), 119.1 (d, C-2′), 146.5 (s, C-3′), 146.6 (s, C-4′), 115.8 (d, C-5′), 116.0 (d, C-6′). 以上数据与文献[5]报道一致,化合物I鉴定为3α,3′, 4′, 5,7-五羟基黄烷醇.
2.1.2 化合物Ⅱ
白色粉末,分子式为C15H14O6,EI-MSm/z(%):290[M] +(21); 1H NMR(400MHz,C5D5N)δ:7.65(1H,d,J=1.6Hz,H-6′),7.24(1H,d,J=8.1Hz,H-3′),7.21(1H,dd,J=1.6,8.1Hz,H-2′),6.72(1H,d,J=2.4Hz,H-8),6.65(1H,d,J=2.4Hz,H-6),5.21(1H,d,J=3.6Hz,H-2);4.60(1H,m,H-3),3.68(1H,dd,J=5.6,16.0Hz,H-4a),3.32(1H,dd,J=8.8,16.0Hz,H-4b); 13C NMR(100MHz,C5D5N)δ:83.0(d,C-2),68.0(d,C-3),29.5(t,C-4),157.1(s,C-5),95.3(d,C-6),158.1(s,C-7),96.5(d,C-8),158.5(s,C-9),100.8(s,C-10),131.9(s,C-1′),119.5(d,C-2′),146.9(s,C-3′),146.9(s,C-4′),115.9(d,C-5′),116.1(d,C-6′).以上数据与文献[5]报道一致,化合物Ⅱ鉴定为3β,3′,4′,5,7-五羟基黄烷醇.
2.1.3 化合物Ⅲ
白色粉末,分子式为C15H14O5,EI-MSm/z(%):274[M] +(10); 1H NMR(400MHz,C5D5N)δ:7.82(2H,d,J=8.4Hz,H-2′,6′),7.19(2H,d,J=8.4Hz,H-3′,5′),6.73(1H,d,J=2.8Hz,H-8),6.70(1H,d,J=2.8Hz,H-6),5.34(1H,s,H-2);4.67(1H,m,H-3),3.54(1H,dd,J=3.2,16.4Hz,H-4a),3.41(1H,dd,J=4.4,16.4Hz,H-4b); 13C NMR(100MHz,C5D5N)δ:79.7(d,C-2),66.6(d,C-3),29.5(t,C-4),157.4(s,C-5),95.6(d,C-6),158.3(s,C-7),96.5(d,C-8),158.5(s,C-9),99.9(s,C-10),131.1(s,C-1′),115.6(d,C-2′),129.2(s,C-3′),158.4(s,C-4′),129.2(d,C-5′),115.6(d,C-6′).以上数据与文献[5]报道一致,化合物Ⅲ鉴定为3β,4,′5,7-四羟基黄烷醇.
2.1.4 化合物Ⅳ
白色粉末,分子式为C30H48O3, 1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:5.28(1H,t,J=3.3Hz,H-12),3.23(1H,dd,J=5.5,10.6Hz,H-3); 13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:38.4(t,C-1),27.1(t,C-2),79.0(d,C-3),38.7(s,C-4),55.2(d,C-5),18.3(t,C-6),32.4(t,C-7),39.3(s,C-8),47.6(d,C-9),37.1(s,C-10),22.9(t,C-11),122.6(d,C-12),143.6(s,C-13),41.6(s,C-14),27.7(t,C-15),23.4(t,C-16),46.5(s,C-17),41.0(d,C-18),45.9(t,C-19),30.9(s,C-20),33.8(t,C-21),32.6(t,C-22),28.1(q,C-23),15.5(q,C-24),15.3(q,C-25),17.1(q,C-26),25.9(q,C-27),183.3(s,C-28),33.0(q,C-29),23.6(q,C-30),波谱数据分析结合与标准品薄层层析确定化合物Ⅳ为熊果酸.
2.1.5 化合物Ⅴ
无色晶体,分子式为C30H48O4,m.p.259~260 ℃;EI-MSm/z(%):472[M] +(6),426(17),248(100),203(38); 1H NMR(400MHz,C5D5N5)δ:5.46(1H,s,H-12),4.10(1H,m,H-2),3.39(1H,d,J=9.3Hz,H-3); 13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:48.2(t,C-1),68.6(d,C-2),83.8(d,C-3),39.9(s,C-4),55.9(d,C-5),18.9(t,C-6),33.2(t,C-7),39.8(s,C-8),47.8(d,C-9),38.6(s,C-10),23.7(t,C-11),122.5(d,C-12),144.9(s,C-13),42.0(s,C-14),28.3(t,C-15),24.0(t,C-16),46.5(s,C-17),42.2(d,C-18),46.7(t,C-19),31.0(s,C-20),34.2(t,C-21),33.2(t,C-22),29.4(q,C-23),17.7(q,C-24),16.9(q,C-25),17.5(q,C-26),26.2(q,C-27),180.2(s,C-28),33.3(q,C-29),23.8(q,C-30).以上数据与文献[6]报道一致,化合物Ⅴ鉴定为山楂酸.
2.1.6 化合物Ⅵ
白色粉末,分子式为C34H56O6,negativeFAB-MSm/z(%):559[M-H] -(73); 1H NMR(400MHz,CD3OD)δ:5.30(1H,dd,J=7.5,15.8Hz,H-22),5.22(2H,m,H-7,H-23),4.35(1H,d,J=7.4Hz,H-1′),3.62(1H,m,H-3); 13C NMR(100MHz,CD3OD)δ:37.5(t,C-1),30.1(t,C-2),77.1(d,C-3),34.9(t,C-4),40.5(d,C-5),30.1(t,C-6),117.9(d,C-7),139.6(s,C-8),49.9(d,C-9),34.7(s,C-10),21.8(t,C-11),39.8(t,C-12),43.6(s,C-13),55.4(d,C-14),23.3(t,C-15),28.4(t,C-16),56.4(d,C-17),12.3(q,C-18),13.0(q,C-19),40.6(d,C-20),21.4(q,C-21),136.2(d,C-22),132.3(d,C-23),43.1(d,C-24),33.4(d,C-25),17.9(q,C-26),19.8(q,C-27),20.1(q,C-28);102.3(d,C-1′),75.4(d,C-2′),78.7(d,C-3′),71.8(d,C-4′),78.6(d,C-5′),63.1(t,C-6′).以上数据与文献[7]报道一致,化合物Ⅵ鉴定为22E,24R-麦角甾烷-7,22-二烯-3α-O-D-葡萄糖苷.
2.1.7 化合物Ⅶ
白色粉末,分子式为C35H58O7,negativeFAB-MSm/z(%):589[M-H] -(58); 1H NMR(400MHz,CD3OD)δ:5.27(1H,brs,H-12),4.35(1H,d,J=7.2Hz,H-1′); 13C NMR(100MHz,CD3OD)δ:39.4(t,C-1),26.2(t,C-2),83.3(d,C-3),43.7(s,C-4),48.0(d,C-5),18.7(t,C-6),33.1(t,C-7),40.5(s,C-8),48.5(d,C-9),37.5(s,C-10),24.4(t,C-11),123.6(d,C-12),144.8(s,C-13),42.9(s,C-14),28.6(t,C-15),27.9(t,C-16),36.9(s,C-17),44.9(d,C-18),46.4(t,C-19),31.2(s,C-20),41.6(t,C-21),76.8(d,C-22),64.8(t,C-23),23.2(q,C-24),16.4(q,C-25),17.7(q,C-26),26.2(q,C-27),28.3(q,C-28),33.1(q,C-29),20.1(q,C-30);106.1(d,C-1′),72.8(d,C-2′),73.7(d,C-3′),69.5(d,C-4′),66.6(d,C-5′).以上数据与文献[8]报道一致,化合物Ⅶ鉴定为12-齐墩果烷-3,22,24-三醇-3β-O-L-阿拉伯糖苷.
2.2 讨论
有关肋果茶的化学成分研究报道较少,利用经典的植物化学研究方法,从其茎叶的乙醇提取物中分离了7个化合物,通过MS、NMR等谱学分析手段鉴定它们的结构为:3α,3′,5,4′,7-五羟基黄烷醇(Ⅰ)、3β,3′,5,4′,7-五羟基黄烷醇(Ⅱ)、3β,4′,5,7-四羟基黄烷醇(Ⅲ)、熊果酸(Ⅳ)、山楂酸(Ⅴ)、 22E,24R-麦角甾烷-7,22-二烯-3α-O-D-葡萄糖苷(Ⅵ)以及12-齐墩果烷-3,22,24-三醇-3β-O-L-阿拉伯糖苷(Ⅶ).3个黄烷醇类化合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ为首次从该属植物中分到,黄烷醇类化合物具有抗氧化、预防心血管疾病等效用.进一步研究肋果茶中次生代谢产物的化学成分,可能发现结构新颖的具有良好杀虫活性的化合物[9].
3 结语
肋果茶近来正在引起植物学家和林业部门的注意,已经被推荐为云南的绿化树种之一[10],该树种具有抗虫和耐涝的特性,特别适合在水源流域栽培.目前,云南省林业科学院已经在邱北县冲头林场进行了2年的肋果茶扦插繁殖试验,扦插成活率在95%以上,1万多株扦插苗生长良好.肋果茶野外萌芽更新能力很强,易于人工繁殖.云南肋果茶资源丰富,从该植物中开发植物源农药具有较好的前景.
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收稿日期:2009-09-10.
[关键词]人面果; 藤黄属; 黄酮; 三萜; α-淀粉酶
[Abstract]The constituents were isolated and purified by the silica gel and semi-preparative HPLC, and their structures were elucidated by NMR spectral and MS data. Fifteen compounds were isolated from the ethyl acetate fraction of 95% ethanol extract from the leaves of Garcinia xanthochymus, and identified as 5, 7, 4′-trihydroxy-6-(3-hydroxy-3-methylbutyl)-flavone(1), 1,5-dihydroxy-3-methoxyxanthone(2), 1, 3-dimethoxy-5-hydroxy xanthone(3), kaempferol(4),(2S,3S)-trans-dihydrokaempferol(5), 3, 24, 25-trihydroxytirucall-7-ene(6), 4-hydroxycinnamic acid(7), isovanillic acid(8),(Z)-2-(2,4-dihydroxy-2, 6, 6-trimethylcyclohexylidene)acetic acid(9), volkensiflavone(10), morelloflavone(11), 3, 8″-biapigenin(12), bilobetin(13), fukugiside(14), GB2a glucoside(15). Compound 1 is a new compound, compounds 5, 6, 9 and 13 are isolated from the genus Garcinia for the first time, and compounds 4, 7-8, 10-12, 14 and 15 are firstly found from this plant. α-Amylase inhibitory activities of 10 compounds were determined using starch azure as the substrate, and the results show that compound 13 has the inhibitory activities against α-amylase, IC50 values of compound 13 and acarbose are 8.12, 4.32 μmol・L-1 respectively.
[Key words] Garcinia xanthochymus; Garcinia; flavonoids; triterpenes; α-amylase
doi:10.4268/cjcmm20161120
人面果Garcinia xanthochymus是藤黄科Guttiferae藤黄属Garcinia Linn.植物,为我国传统傣药,高达10~20 m,广泛分布于云南南部和西南部,海拔100~1 000 m的沟谷、丘陵和潮湿的密林中。具有驱虫、清热解毒、解食物中毒等功效。现代药理研究表明,人面果具有抗菌、抗细胞毒素、抗HIV病毒等活性,也可用于治疗腹泻,痢疾及肝胆疾病[1]。前期植物化学的研究表明该植物主要含有二苯甲酮[2],黄酮[3],三萜[4]和口山酮[5-6]等结构类型的化合物。课题组前期对人面果树皮的乙醇提取物进行了深入的化学成分研究,分离得到一系列具有异戊烯基取代的口山酮类化合物,其中包括27个新化合物,并对其抗氧化活性和抗微生物活性进行了研究[7-14]。由于树皮的采集,对植物的生长具有破坏性,再生困难,容易导致资源枯竭,为进一步扩大其药用部位,通过各种生物活性的筛选,发现叶子乙酸乙酯提取物具有抗氧化和抗糖尿病活性[15-16],采用磁纳米垂钓法与HPLC联用快速筛选技术从叶子提取物得到3个双黄酮类化合物,其中的GB2a glucoside,fukugetin对α-淀粉酶具有明显的抑制活性[17]。为进一步阐明叶子活性提取物的药效物质基础,本实验对人面果叶子的95%乙醇提取物的醋酸乙酯部位进行了研究,通过各种现代分离技术,得到15个化合物,它们的结构分别鉴定为5,7,4′-trihydroxy-6-(3-hydroxy-3-methylbutyl)-flavone(1)、1, 5-二羟基-3-甲氧基口山酮(2)、1,3-二羟基-5-甲氧基口山酮(3)、山柰酚(4)、二氢山柰酚(5)、3S,24S,25-trihydroxytirucall-7-ene(6)、对羟基桂皮酸(7)、异香草酸(8)、(Z)-2-(2,4-dihydroxy-
2,6,6-trimethylcyclohexylidene)(9)、volkensiflavone(10)、藤黄双黄酮(11)、3,8″-双柚皮素(12)、白果素(13)、fukugiside(14)、GB2a glucoside(15)。其中,化合物1为新化合物,命名为5,7,4′-trihydroxy-6-(3-hydroxy-3-methylbutyl)-flavone。化合物5, 6, 9, 13为首次从藤黄属植物中分离得到,化合物4, 7, 8, 10, 11, 12, 14, 15为首次从人面果中分离得到。为了进一步全面深入了解其有效成分,本实验研究了10个化合物对α-淀粉酶的抑制作用,结果显示,化合物13对α-淀粉酶具有抑制活性,化合物13和阿卡波糖对α-淀粉酶的半数抑制浓度分别为8.12,4.32 μmol・L-1。
1 材料
Bruker AV-400和Bruker AVⅢ-500型核磁共振波谱仪(布鲁克公司);Finnigan MAT 95或Finnigan LCQ-Deca型质谱仪(美国菲尼根公司);Ultimate 3000型高效液相色谱仪(美国戴安公司);Thermo Multiskan GO全波长酶标仪;半制备型色谱柱为5C18-MS-Ⅱ(10 mm × 250 mm,5 μm);200~300目硅胶和硅胶H-TLC薄层预制板板(青岛海洋化工厂);75 μm反相材料ODS(日本YMC公司);96孔细胞培养板(Costar);色谱甲醇和乙腈(美国Tedia试剂公司);淀粉天青(美国Sigma公司);α-淀粉酶(美国Sigma公司);阿卡波糖(上海阿拉丁生化科技股份有限公司),其余所用试剂均为分析纯,由天津博迪化工有限公司和国药集团化学试剂有限公司生产。
人面果叶子,购自云南西双版纳,经云南西双版纳民族医药研究所赵应红主任药师鉴定为藤黄科藤黄属植物人面果G. xanthochymus叶子。
2 提取与分离
人面果干燥叶子4.4 kg粉碎后用95%乙醇室温浸泡3次,每次24 h,真空抽滤,减压浓缩后得乙醇提取物(820 g)。将乙醇提取物用90%甲醇溶解,然后用石油醚萃取3次,合并上层并蒸干,得到石油醚提取物(125 g)。减压回收下层的溶液得到浸膏,然后用水溶解,依次用乙酸乙酯和正丁醇分别萃取3次,蒸干,得到乙酸乙酯提取物(423 g)和正丁醇提取物(230 g)。乙酸乙酯提取物部分进行正相硅胶柱色谱,用石油醚-丙酮(9∶1~0∶1)梯度洗脱,得到9个组分(Fr.1~9)。Fr.3(2.2 g)经过反相硅胶柱色谱分离得到化合物2(2.1 mg)。Fr.4(8.8 g)经过反复的正、反相硅胶柱色谱分离得到化合物3(4.7 mg), 5(237.0 mg)和9(4.4 mg)。Fr.5(9 g)经过反复的正、反相硅胶柱色谱分离得到化合1(9.3 mg), 4(2.0 mg), 6(28.1 mg), 7(90.8 mg), 8(36.2 mg)和10(22.1 mg)。Fr.6经过反复的正、反相硅胶柱色谱和半制备HPLC得到化合物11(5 g), 12(2.8 mg), 13(10.8 mg), 15(6.1 mg)。Fr.8(5 g)经过反复的正、反相硅胶柱色谱分离得到化合14(925.3 mg)。
3 结构鉴定
化合物1 黄色粉末,由HR-EI-MS得到分子离子峰m/z 356.126 4 (M)+・(计算值356.126 0),推断该化合物的分子式为C20H20O6。在1H-NMR(DMSO-D6,400 MHz)显示有1个孤立的芳香质子信号[δ 6.53(1H,s)]和1个双键质子信号[6.76(1H,s)],1个AA′BB′苯环对位取代的自旋系统[7.91(2H, d,J=8.4 Hz), 6.92(2H,d,J=8.4 Hz)],1个缔合羟基的信号[δ 13.18(1H, s)]以及1个3-甲基-3-羟基丁基的信号[2.56(2H, m), 1.50(2H, m), 1.14(6H, s)], 13C-NMR和DEPT数据证实了上述推断。比较化合物1与芹菜素[18]的波谱数据,发现化合物1的NMR数据比芹菜素多出了1个3-甲基-3-羟基丁基信号[17.2(C-1″), 42.4(C-2″), 69.0(C-3″), 29.1(C-4″,5″)],同时芹菜素中的6位和8位的间位偶合质子信号峰消失,而出现1个孤立的芳香质子信号[6.53(1H, s)],推测其6位或8位的氢可能被3-甲基-3-羟基-丁基取代。由HMBC谱可见,3-甲基-3-羟基丁基中的2.56(2H, m, H-1″)与C-5、C-6、C-7相关,缔合羟基质子13.18(1H, s)与C-5、C-6相关,确定3-甲基-3-羟基丁基连接在黄酮6位,见图1。因此,确定了化合物1的结构为5,7,4′-trihydroxy-6-(3-hydroxy-3-methylbutyl)-flavone,具体核磁数据见表1。
J=7.5 Hz, H-6), 7.15(1H, t,J=7.8 Hz, H-7), 7.57(1H, d,J=7.7 Hz, H-8), 3.96(3H, s, 1-OCH3), 3.92(3H, s, 3-OCH3), 9.93(1H, s, 5-OH)。以上数据对比文献报道[20],故鉴定化合物3为1,3-二甲基-5-甲氧基口山酮。
化合物4 黄色粉末,1H-NMR(acetone-D6, 400 MHz)δ:6.27(1H, d,J=2.0 Hz, H-6), 6.54(1H, d,J=2.0 Hz, H-8), 8.16(2H, d,J=9.0 Hz, H-2′,6′), 7.02(2H, d,J=9.0 Hz, H-3′,5′), 12.19(1H, s, 5-OH); 13C-NMR(acetone-D6,100 MHz)δ:146.9(C-2), 136.6(C-3), 176.6(C-4), 160.1(C-5), 99.1(C-6), 162.3(C-7), 94.4(C-8), 157.7(C-9), 103.7(C-10), 123.3(C-1′), 130.4(C-2′), 116.3(C-3′), 160.1(C-4′), 116.3(C-5′), 130.4(C-6′)。以上数据对文献报道[21],故鉴定化合物4为山柰酚。
化合物5 黄色粉末,1H-NMR(acetone-D6, 400 MHz)δ:5.09(1H, d,J=11.6 Hz, H-2), 4.66(1H, d,J=11.6 Hz, H-3), 5.95(1H, d,J=2.0 Hz, H-6), 5.99(1H, d,J=2.0 Hz, H-8),7.42(2H, d,J=8.5 Hz, H-2′,6′), 6.89(2H, d,J=8.5 Hz, H-3′,5′); 13C-NMR(acetone-D6,100 MHz)δ:84.7(C-2), 73.5(C-3), 198.7(C-4), 165.4(C-5), 97.4(C-6), 168.2(C-7), 96.4(C-8), 164.6(C-9), 101.9(C-10), 129.5(C-1′), 130.7(C-2′), 116.3(C-3′), 159.2(C-4′), 116.3(C-5′), 130.7(C-6′)。以上数据对比文献报道[22-23],故鉴定化合物5为二氢山柰酚。
化合物6 白色粉末,该化合物在1980年从臭椿棕竹首次分离得到,但其碳谱数据未见相关文献报道[24],通过2D-NMR解析,对其NMR数据进行了归属,见图2,表2,故由以上波谱数据确定化合物6为3,24,25-trihydroxytirucall-7-ene。
化合物7 白色粉末,1H-NMR(acetone-D6, 500 MHz)δ:7.55(2H, d,J=8.4 Hz, H-2,6), 6.91(2H, d,J=8.2 Hz, H-3,5), 7.48(1H, d,J=15.9 Hz, H-7), 6.34(1H, d,J=15.9 Hz, H-8); 13C-NMR(acetone-D6,125 MHz)δ:127.1(C-1), 131.0(C-2), 115.5(C-3), 160.5(C-4), 115.5(C-5), 131.0(C-6), 145.7(C-7), 115.8(C-8), 168.2(C-9)。以上数据对比文献报道[25],故鉴定化合物7为对羟基桂皮酸。
化合物8 无色针状结晶,1H-NMR(acetone-D6, 400 MHz)δ:7.56(1H, d,J=1.8 Hz, H-2), 6.91(1H, d,J=8.2 Hz, H-5), 7.59(1H, dd, J=8.2, 2.0 Hz, H-6), 3.90(3H, s, 4-OCH3)。以上数据对比文献报道[26],故鉴定化合物8为异香草酸。
化合物9 白色针状,1H-NMR(acetone-D6,400 MHz)δ:2.39(1H, dt,J=13.2, 2.8 Hz, H-3eq), 1.73(1H, dd,J=13.2, 4.0 Hz, H-3ax), 4.28(1H, m, H-4), 2.00(1H, dt,J=14.4, 2.4 Hz, H-5eq), 1.54(1H, dd,J=14.4, 3.6 Hz, H-5ax), 5.68(1H, s, H-7), 1.26(1H, s, 6-Me eq), 1.42(1H, s, 6-Me ax), 1.73(1H, d,J=10.5 Hz, 2-Me); 13C-NMR(acetone-D6,100 MHz)δ:183.5(C-1), 87.1(C-2), 46.5(C-3), 66.8(C-4), 47.9(C-5), 36.7(C-6), 113.4(C-7), 171.7(C-8), 31.1(6-Me eq), 27.0(6-Me ax), 27.6(2-Me)。以上数据对比文献报道[27],故鉴定化合物9为(Z)-2-(2,4-dihydroxy-2,6,6-trimethylcyclohexylidene)acetic acid。
化合物10 黄色粉末,ESI-MS m/z 539.2 [M-H]-,13C-NMR(acetone-D6,100 MHz)δ:82.8(C-2), 50.5(C-3), 197.7(C-4), 165.3(C-5), 97.5(C-6), 167.5(C-7), 96.4(C-8), 164.9(C-9), 102.3(C-10), 129.6(C-1′), 130.1(C-2′), 117.3(C-3′), 159.0(C-4′), 117.3(C-5′), 130.1(C-6′), 164.8(C-2″), 103.5(C-3″), 183.6(C-4″), 162.7(C-5″), 99.4(C-6″), 167.5(C-7″), 102.2(C-8″), 162.3(C-9″), 104.8(C-10″), 123.5(C-1), 127.8(C-2), 115.9(C-3), 156.5(C-4), 115.9(C-5), 129.8(C-6)。以上数据对比文献报道[28],故鉴定化合物10为volkensiflavone。
化合物11 黄色粉末, ESI-MS m/z 555.2 [M-H]-,1H-NMR(acetone-D6,400 MHz)δ:5.86(1H, d,J=11.1 Hz, H-2), 4.99(1H, d,J=11.5 Hz, H-3), 6.02(2H, s, H-6, 8), 7.02(1H, d, J=7.8 Hz, H-2′, 6′), 6.53(2H, d,J=7.9 Hz, H-3′, 5′), 6.47(1H, s, H-3″), 6.31(1H, s, H-6″), 7.35(1H, s, H-2), 7.24(1H, m, H-5), 6.68(1H, br s, H-6), 12.32(1H, s, 7-OH), 13.15(1H, s, 5-OH)。以上数据对比文献报道[29],故鉴定化合物11为藤黄双黄酮。
化合物12 黄色粉末。1H-NMR(acetone-D6,400 MHz)δ:6.27(1H, s, H-6), 6.51(1H, s, H-8), 7.45(2H, d,J=8.3 Hz, H-2′,6′), 6.72(2H, d,J=8.4 Hz, H-3′,5′), 6.59(1H, s, H-3″), 6.31(1H, s, H-6″), 7.63(2H, d,J=8.4 Hz, H-2,6), 6.82(2H, d,J=8.4 Hz, H-3,5); 13C-NMR(acetone-D6,100 MHz)δ:166.0(C-2), 111.9(C-3), 183.2(C-4), 162.7( C-5), 100.4(C-6), 164.9(C-7), 94.8(C-8), 159.0(C-9), 104.9(C-10), 124.7(C-1′), 130.9(C-2′), 116.3(C-3′), 163.4(C-4′), 116.3(C-5′), 130.9(C-6′), 166.5(C-2″), 103.8(C-3″), 182.1(C-4″), 161.4(C-5″), 100.1(C-6″), 164.8(C-7″), 100.1(C-8″), 156.5(C-9″), 104.3(C-10″), 122.7(C-1), 129.1(C-2), 117.0(C-3), 162.7(C-4), 117.0(C-5), 129.1(C-6)。以上数据对比文献报道[30],故鉴定化合物12为3,8″-双柚皮素。
化合物13 黄色粉末,1H-NMR(acetone-D6, 500 MHz)δ:6.73(1H, s, H-3), 6.24(1H, d,J=2.0 Hz, H-6), 6.52(1H, d,J=2.1 Hz, H-8), 8.13(1H, d,J=2.4 Hz, H-2′), 7.26(1H,d, J=8.7 Hz, H-5′), 8.04(1H, dd,J=2.4, 8.7 Hz, H-6′), 6.71(1H, s, H-3″), 6.45(1H, s, H-6″), 7.73(2H, d,J=9.0 Hz, H-2,6), 6.93(2H, d,J=9.0 Hz, H-3,5), 3.80(3H, s, 4′-OMe), 13.15(1H, s, 5-OH), 13.01(1H, s, 5″-OH); 13C-NMR(acetone-D6,125 MHz)δ:165.1(C-2), 104.5(C-3), 183.6(C-4), 163.7(C-5), 99.8(C-6), 163.7(C-7), 94.9(C-8), 158.9(C-9), 105.7(C-10), 124.4(C-1′), 129.0(C-2′), 120.9(C-3′), 163.5(C-4′), 117.6(C-5′), 132.7(C-6′), 164.8(C-2″), 104.3(C-3″), 183.2(C-4″), 162.7(C-5″), 99.9(C-6″), 163.1(C-7″), 104.3(C-8″), 156.2(C-9″), 105.5(C-10″), 124.4(C-1), 129.0(C-2), 115.4(C-3), 162.6(C-4), 115.4(C-5), 129.0(C-6), 56.0(4′-OMe)。以上数据对比文献报道[31],故鉴定化合物13为白果素。
化合物14 黄色粉末,13C-NMR(acetone-D6, 125 MHz)δ:82.5(C-2), 50.3(C-3), 197.0(C-4), 165.7(C-5), 97.3(C-6), 167.7(C-7), 96.2(C-8), 164.4(C-9), 103.7(C-10), 130.4(C-1′), 129.5(C-2′), 115.9(C-3′), 161.8(C-4′), 116.3(C-5′), 129.5(C-6′), 165.3(C-2″), 104.7(C-3″), 183.3(C-4″), 162.8(C-5″), 101.2(C-6″), 167.2(C-7″), 103.2(C-8″), 158.4(C-9″), 106.2(C-10″), 123.4(C-1), 120.8(C-2), 146.8(C-3), 150.4(C-4), 115.5(C-5), 116.8(C-6), 99.4(C-1″″), 77.8(C-2″″), 78.0(C-3″″), 71.2(C-4″″), 78.2(C-5″″), 62.6(C-6″″)。以上数据对比文献报道[28],故鉴定化合物14为fukugiside。
化合物15 黄色粉末,13C-NMR(acetone-D6, 125 MHz)δ:82.4(C-2), 48.4(C-3), 197.6(C-4), 164.8(C-5), 96.4(C-6), 167.4(C-7), 96.1(C-8), 164.8(C-9), 102.2(C-10), 129.0(C-1′), 129.6(C-2′), 116.1(C-3′), 158.6(C-4′), 116.1(C-5′), 129.6(C-6′), 79.6(C-2″), 43.7(C-3″), 196.8(C-4″), 166.1(C-5″), 96.7(C-6″), 167.4(C-7″), 102.0(C-8″), 161.6(C-9″), 102.2(C-10″), 130.8(C-1), 118.2(C-2), 146.2(C-3), 146.6(C-4), 115.5(C-5), 117.2(C-6), 96.7(C-1″″), 79.3(C-2″″), 79.8(C-3″″), 73.0(C-4″″), 79.6(C-5″″), 63.8(C-6″″)。以上数据对比文献报道[28],故鉴定化合物15为GB2a glucoside。
4 化合物对α-淀粉酶抑制作用的研究
4.1 α-淀粉酶抑制活性测定
底物淀粉天青是将不溶性淀粉与雷玛唑亮蓝共价结合,其在α-淀粉酶的作用下生成一种有色物质,595 nm处比色定量测定α-淀粉酶抑制活性。参考文献方法[17],反应体系:取淀粉天青50 mg悬浮于5.0 mL Tris-HCl缓冲液(0.05 mol・L-1,pH 6.9,含0.01 mol・L-1 CaCl2),煮沸5 min,然后37 ℃放置5 min即成底物溶液。精密取0.1 mL Tris-HCl缓冲液、0.1 mL待测样品溶液(0.2 g・L-1,50% DMSO溶解)与0.1 mL α-淀粉酶溶液(0.6 mg・L-1,溶于Tris-HCl缓冲液)混合,于37 ℃反应10 min,再加入上述底物溶液于37 ℃反应20 min后,加入0.5 mL 50%冰醋酸停止反应。离心(4 500 r・min-1,4 ℃,5 min)取上层清液0.2 mL于595 nm下测定吸光值。每次操作平行测定3次。α-淀粉酶抑制活性计算公式如下所示。
抑制率I% 1%=(AC+-AC-)-(AS+-AS-)AC+-AC-×100%
式中: AC+,AC-,AS+,AS-分别为540 nm处空白管、空白对照管、抑制剂管和背景对照管的吸光值。
4.2 化合物对α-淀粉酶的抑制作用 通过测定10个化合物对α-淀粉酶的抑制活性,化合物13对α-淀粉酶的活性最强,在质量浓度为0.2 g・L-1下,其抑制率达到87.82%,化合物12的抑制活性较弱,抑制率为20.50%;其余8个化合物对α-淀粉酶未表现出明显抑制活性,见表3。
4.3 化合物13对α-淀粉酶的半数抑制浓度 通过测定不同浓度的化合物13对α-淀粉酶活性的抑制率,以抑制浓度/g・L-1为横坐标,抑制率/%为纵坐标,绘制抑制率曲线见图3。
化合物13和阿卡波糖对α-淀粉酶的半数抑制浓度IC50分别为8.12,4.32 μmol・L-1,化合物13对α-淀粉酶的抑制作用小于阿卡波糖。
5 讨论
本研究报道了从人面果叶子的醋酸乙酯部位分离得到的15个化合物,其中13个化合物均为首次
从人面果植物中分离得到。这些成分主要以黄酮类化合物为主,且其中双黄酮含量较大。本实验测试了其中10个化合物对α-淀粉酶的抑制作用,结果表明化合物13对α-淀粉酶有较明显的抑制作用,结合前期的研究成果[17],双黄酮类化合物可能为人面果叶子抗糖尿病活性的物质基础,为进一步开发利用人面果叶子提供了科学依据。
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关键字:高级思维过程;高一化学;自主学习
文章编号:1005-6629(2007)07-0001-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
上海市二期课改新教材于2006年9月在高一全面铺开。之前,我校并不是二期课改的试点校。今年,对于每一位教高一的化学老师来讲,都面临着熟悉教材结构、教学内容,落实新的观点,采用新的教学方法、教学手段,重新备课的重任。
1 研究的背景
在第一章的教学中,教师需要在讲课时增加很多知识性的内容。要引入物质的量(在教材中以资料库的形式出现,其实每个班上只有4、5位同学在初中接触过物质的量),并要求学生会熟练地运用物质的量的概念来理解宏观世界的质量和微观世界中微粒数的关系,会用物质的量来进行计算,包括过量计算。进一步整理物质的分类和物质的变化。且第一章中无实验,一上来就是长达10页的原子结构探究史。
“三年前,在全区对试点教材使用一个月后的情况调查中,学生把化学列为最不受欢迎的课”。教研员如实说。
进入第二章――“开发海水中的卤素资源”,我发现学生学习知识的份量并没有减少,且全为新课。从基本概念和基本理论来看,涉及到电离理论,氧化还原理论,离子反应方程式中的置换和复分解反应的书写。从元素化合物来看,涉及到氯、溴、碘单质的物理和化学性质,制备及用途,漂粉精和水的消毒,盐酸和氢氧化钠的制备、性质及用途,氟的单质和氟化氢的性质(补充),卤素性质的递变规律。从实验探究来看,涉及到学生实验:粗盐提纯和从海带中提取碘;教师演示实验:电解饱和食盐水;课内探究实验:氯气的性质,实验室制氯化氢气体的气体实验室制法规律,比较氯、溴、碘的化学活泼性。从计算来看,涉及到气体摩尔体积。
而原本在一期教材中,要在高一第四章才学习卤素。其间,不涉及到电解,离子反应方程式的概念和正规书写(尽管在课本中也出现离子反应方程式),氢氧化钠的性质,粗盐提纯和从海带中提取碘,电解饱和食盐水,气体摩尔体积。但是多了化学键中的离子键和共价键。
比较而言,知识量还是较原先多,且分散,涉及到高中阶段许多重要的基本概念和理论,卤族元素牵涉到很多的方程式,实验份量的加大,溶解、过滤、萃取、升华、蒸馏、蒸发、结晶、洗气、干燥等实验操作及气体实验室制法的完整流程与比较。
2问题的提出
一般而言,初三学生对化学的兴趣是浓厚的,因为初三有许多的化学实验,且研究的物质形象、具体,理论内容较少,学习时间较充裕。
进入高中,总的课业负担加重,科目多。就化学而言,难度提高,知识容量大,探究内容多。对于一所首批被评为上海市实验性示范性学校的高一新生而言,他们中的大多数人希望能尽快找到适合自己的学习化学的方法,并有针对性地找到基本概念、理论、元素化合物、实验、计算学习中的对策;他们中的少部分人会思考如何能进一步利用课内外时间,去整理自己对于化学每一章的学习,做到章章清;他们中的更少一部分人能较清醒地知道自己面临的问题,并提出改进的措施。但他们每个人都渴望能在较短的时间内,适应高中的化学学习,跟上且保持较高的学习兴趣;希望能尽快体验化学学习的成功感,体验自己付出背后的喜悦。
如何帮助他们去实现?
如果光靠老师讲;光靠面上的课内提问方式、提问内容的改进;靠一些实验和技术手段的支持;靠老师的归纳,学生课外没有思考、总结,没有一种好的思维方式;没有充分发挥班级主体能动性的话,似乎很难达到我校希望看到的“以学生可持续发展发展为本,让每个学生在创造实践中成长”的培养目标。
于是,我想到了斯腾伯格(Robert J.Sternberg)的思维三元理论,其思维三种方式背后的高级思维过程,我可以试着指导学生运用高级思维过程,进行高一化学的学习。
3 研究的理论体系――高级思维过程
考察斯腾伯格的三元智力理论[1],斯腾伯格认为智力是批判的、创造的和实用的信息加工过程三者的平衡,它们分别表现为批判―分析性思维、创造―综合性思维和实用―情境性思维。而在三种思维方式的背后,思维技巧只有一套,这就是高级思维过程。高级思维过程究竟包含哪些内容?关于这个问题心理学家争论了几十年,基本达成了共识,它包括以下七种技能:问题的确定、程序的选择、信息的表征、策略的形成、资源的分配、问题解决的监控、问题解决的评价[2]。
问题的确定:在这个阶段,你不仅要确定问题的存在,还要定义这个问题到底是什么。
程序的选择:要想顺利地解决一个问题,必须选择或找出一套适当的程序。
信息的表征:运用智力解决问题的时候,个体必须把信息表述为有意义的形式,这种表述既可以是内部的(在头脑中),也可以是外部的(以书面的形式呈现)。
策略的形成:在选择程序和表征信息的过程中,必须同时形成一些策略,策略按照信息进行表征的先后,把一个个程序按顺序排列起来,形成步骤。
资源的分配:实际解决问题时,时间与资源都是有限的。
问题解决的监控:解决问题的进程中,我们必须随时留意:已经完成了什么,正在做什么和还有什么没有做。
问题解决的评价:这项技能包括:能够察觉反馈,并且把反馈转化为实际行动。
4 研究的两个层次
从2006年9月接手新高一开始,我在自己教的三个平行班中进行了第一层次的研究。随后,有意识地选取其中一个班级进行了第二层次的研究。
4.1(2006.9―2007.1):指导学生了解、初步运用高级思维过程进行学习。
4.1.1 改变提问方式,突出思维过程,从局部指导学生了解、初步运用高级思维过程
保证在每节课上有2―3个这种充分展示学生思维容量、思维复杂过程的“对话式”提问。例如:你对这个问题是如何想的?―完整的思维过程,你为什么会想到这?―之前的一些经验。在通过其他同学的点评、思维的碰撞、潜意识的交流后,例如:你觉得他的看法如何?―对其他同学的点评,你的看法如何?―展示自己的思考过程,你觉得他的看法和你有什么不同?―思维的碰撞,提示自我反思,我们以后能否仿照他的思考方法?―意识到思维的复制,他的思考方法好在哪里?―抓住思维的关键点,提高元认知监控。
4.1.2 选取部分章节,从整体上指导学生了解、初步运用高级思维过程
例如:在第一章的第一节,整整十页的内容列举了从古代原子论到近代原子论的八位科学家(古代称为思想家)的观点,其中又以汤姆孙的葡萄干面包模型和卢瑟福的行星结构模型为重点。
可以试想,如果让一位高一新生通过课内阅读,或课外查资料的方法去了解所有八位科学家(古代称为思想家)的观点,对于绝大多数学生来说,那会是枯燥乏味的,且人单力薄。如果通过老师一人上课津津乐道地讲,一方面对教师的要求很高,另一方面即便讲得很好,学生的能力如何体现?学生的思维过程又如何提高呢?
为此,我把全班40人分成四组,每人“认领”一位科学家(其中,汤姆孙和卢瑟福两位科学家一组各有两人负责),按照老师的要求(见下表:“探究原子”教师评分)进行自主研究。这样,每位科学家就至少有四位同学在研究。这为课堂交流创造了条件,也便于老师去指导同学了解、初步运用高级思维过程,并评价他们运用的情况。
以下是我提前一周发给每位学生的评分表,并要求他们当场贴在本子上,回去自行完成2、3两部分及自我评分栏,并自取题目,在全部课内的交流结束后交上来。
你对本次研究的看法:
围绕整个评分内容的设计,我首先告诉学生你需要做什么。在这个过程中,让他们去体会这七大技能。包括:
问题的确定:你研究的科学家,他的研究成果很多,什么是我们需要的?
程序的选择:你通过何种途径去了解科学家在探究原子结构中的成就?
信息的表征:在你的头脑中,他的成果是什么?在你的书面表达中,以何种形式去说明,包括题目的选定。
策略的形成:在一周的时间内,从一无所知到最终落笔,你应该做什么?怎样做到最好。
资源的分配:如何分配时间,提高效率。
问题解决的监控:你都做了些什么?什么还没有做,或做得不够好。
问题解决的评价:在听完了同伴的交流后,你可以自行修改。同时给自己打分。
在之后的两周内,我时常去了解学生研究的进展,指导他们完善思考过程。
4.2(2006.11―2007.1):进一步引导学生从整体上运用高级思维过程进行学习。
在期中考试过后,我选取了成绩相对不理想的一个班进行了第二层次的研究,即按照老师的要求,进一步运用高级思维过程自主进行章节反思的研究。
以第二章“开发海水中的卤素资源”为例,我制订了以下书写要求和评分标准:(书写要求和评分标准均提前两周发)
4.2.1 书写要求(贴在本子上,以作业形式上交)
4.2.1.1写出本章你认为重要的内容,对每一内容形成自己学习的知识体系。(至少四点)
4.2.1.2 在每一点重要的内容后面,自选题目, 并自行解答(至少八题)
4.2.1.3写出本章我认为最难学习的地方,并提出解决办法
4.2.2 评分标准(针对上述五项评分内容,面向全班公布):
4.2.2.1 能写出重点:
完全符合A
基本符合B
不符合C
4.2.2.2 能形成相关内容的知识体系:
有自己独特的理解思路,可供大家学习A
能形成自己的理解思路,有一定的推广价值B
基本能形成自己的理解思路,但无推广价值C
不能形成自己的思路,照抄笔记或参考书D
4.2.2.3 题目与内容匹配:
题目与内容十分相关,有代表性,综合性,有推广价值A
大部分题目与内容相关,有一定的代表性、综合性B
题目与内容基本不相关,无一定的代表性C
4.2.2.4能写出自己的困惑
最后评分通过老师观察,与先前的练习、上课情况、月考、测验及考试挂钩
4.2.2.5能提出解决办法
最后评分通过老师观察,与先前的练习、上课情况、月考、测验及考试挂钩
4.2.3评分结果
总评在五位同学代表及老师的评分基础上,取平均得出。
最后,我把学生提到的重点、难点进行了整理和排序,并告诉学生。针对共同的难点,进行了全班交流。同时,我把学生整理得好的知识体系汇编,进行课堂交流,印发给每一个人。并把有代表性的题目按知识点,有层次地进行汇编,印发给每一个人。
5研究的结果
在一学期的研究中,我能从学生的一言一行中感受到他们对化学的喜爱,对老师的尊重。
5.1 学生喜欢化学
在化学的课堂中,学生觉得充满了趣味与挑战。例如,在做完实验“从海带中提取碘”后,我针对能看到溶液呈蓝色和有紫红色现象的组较少的情况,设计了以下提问:你们为什么没有看到这些现象?你通过怎样的操作看到了现象?你们的启示是什么?有什么建议可以提供给我们的?其他组听后的想法是什么?同学们的反应异常踊跃,他们普遍提到了提取液中碘离子浓度小,淀粉和氯水加入的次序以及氯水的加入量等本质性问题。这当中,成功的组很善于用形象的语言,夸张的动作来表示他们的喜悦;不成功的组也很注重倾听,并不断地提出反驳,表明自己同样的操作,为何没有看到现象等。在同伴间、师生间的讨论中,我看到了他们在程序选择、信息表征、策略形成、资源分配、问题监控和问题评价中的思维过程,看到了他们更细节化的,更高层次的思维呈现。
在做完1.1节的研究后,学生在对本次研究的看法中写道:
“我在一节课内知道了六位科学家的贡献,感受到了他们伟大的创举和蕴涵其中的科学精神。”
“通过电脑显示贝克勒尔发现放射性的实验,这主意不错。”
“我了解了原子结构的新发现,增长了见识。”
5.2学生有成功的体验
刚接班时,我教的三个平行班(三、四、五)的化学均分比其它平行班高了3分,与理科班相差12分。(见表一)
在期中考试时,我教的三个平行班(三、四、五)的化学均分比其它平行班高了7分,与理科班相差10分。(见表二)
在第二层次的研究中,期中考试成绩不理想的五班在做完第二章的章节反思后,在月考二(全部为第二章内容)中,成绩一跃而上,反超四班5分,与三班并列。三个平行班的化学均分与平行班拉大到8分,与理科班缩小到7分。(见表三)
三班同学有了赶超二班的决心。四班尽管暂时落后,但非常渴望老师采用五班的方法,通过自主章节反思来运用高级思维过程进行学习。
在期终考试时,我教的三个平行班的化学均分比其它平行班高了12分,与理科班相差 8分。其中,三班已超过了二班。(见表四)
5.3 学生能较自觉地运用高级思维过程进行学习
在课堂中,更多的学生会冒出这样的话:“你怎么会想到的?”“你的思考过程是什么?”“我这样做不好在哪里?”
在课堂中,学生更关注老师的上课,他们渴望抓住每章的重点,渴望知道老师是如何形成自己的知识体系,如何思考问题的。
在课外,学生更加相信同伴的力量,求教于广泛的教学资料。他们渴望看到自己汇编的题目,渴望看到自己整理的知识体系被大家采用。
6研究后的阶段反思
6.1 要激起全体学生对于化学学习的兴趣
高级思维过程的运用直接来源于学生对问题的兴趣点。当然间接地,也有对成绩的关注。作为教师,应该更关注前者。运用一切可利用的资源:一段海水资源的影音资料、一则发明伏打电池的故事、一个碳的同素异形体性质截然不同的事实、一幕燃料不充分燃烧的场景、一段新制氯水使碘化钾淀粉溶液变兰又褪色的演示实验等,来激发学生探究的欲望。
6.2 教师的付出直接关系到研究的成果
教师要通过形象的语言,生动的例子,甚至是言传身教向学生描述、展示高级思维过程的各个环节;教师要关注、指导学生运用高级思维过程,不光在课内,更要在课外对学生进行悉心辅导;教师要做有心人,去引导学生展开积极的思考,并鼓励,表扬其思维的闪光点;教师要及时总结、推广同学在思维过程中形成的学习策略。这一切,需要我们付出很多。
参考文献:
导;情境;演示操作;点评
【中图分类号】 G633.8
【文献标识码】 A
【文章编号】 1004―0463(2017)
03―0116―01
化学是一门以实验为主的学科,教师在学生探究学习过程中要发挥主导作用。在探究内容上,要注意体现探究意识和探究思维;在化学知识上,教师要引导学生掌握探究原理,形成探究结论;在探究技能成长方面,教师要帮助学生认识相关实验仪器,明晰操作规范要求,形成完整实验探究报告。新课改给课堂教学带来崭新变化,教师如何科学创设教学情境、提供适宜演示操作、展开多元个性化点评,激活学生探究思维,形成探究认知,这是教师必须要关注的问题。
一、创设提问情境,激活学生探究思维
化学课堂教学中,教师利用多种媒体手段为学生创设教学情境,这是激发学生学习兴趣的重要途径。特别是问题教学情境的创设,可以有效激活学生探究思维。因此,教师要对教材学习内容展开深度解析,探索教学规律,全面展开教情研究,形成教学引导问题。教师还要对学生学习实际进行深度调研,掌握学生学习认知特征,明确学生学习规律,针对性地设计教学引导问题,这样才能有效提升学生探究品质。教师利用实际教学问题引导学生展开探究活动,要注意对教学思路、教学方法、教学效益展开综合考量,要着重体现一个“导”字。教师不需要一味讲解,要用问题进行诱导,或者是让学生在探究中提出问题、展示问题、解决问题,真正体现“学导”的有效融合。
例,在学习《社会生活与化学》相关内容时,教师设计“化学探究”活动:根据生活经历,寻找生活中的化学现象。学生展开小组讨论,探究气氛比较浓烈。教师巡视发现,很多学生列举的生活现象并不属于化学范畴,便给出问题提示:随着科学的进步,化学与人类的关系越来越密切了,人们饮食中有哪些化学现象呢?现代社会生活中,白色污染成为重要环保治理顽疾,这白色污染中有化学现象吗?我们日常生活中还要接触水、电、气等,这里面是不是要设计化学变化呢?学生根据教师提问重新调整思路,探究活动顺利启动。在成果展示时,学生表现优异,探究效果显著。
二、提供演示操作,引导学生观察推演
“化学探究”体现实践操作性特点,学生对相P探究操作仪器不是很熟悉,对探究操作程序也缺少了解,教师要针对学生认知特点进行示范操作演示,给学生讲清操作要领,帮助学生建立操作意识。特别是对操作安全进行重点强调,确保探究实践操作在安全基础上展开。教师还可以利用多媒体辅助手段,对一些实验操作探究进行模拟展示。学生可以从多媒体展示中探究认知。学生实践操作能力存在个体差异,教师要对学生认知基础和技能基础有全面掌控。在教学示范操作展示时,给予不同学生群体以不同操作解读。在《制取氧气》实验操作时,教师先让学生回顾前面学习知识:氧气化学性质、化合反应、氧化反应,以及铁、木炭、硫磺在氧气中燃烧的化学方程式。然后引导学生阅读文本内容,对实验室制取氧气需要药品、仪器、操作条件、操作程序进行熟悉。教师开始制取氧气演示操作,从仪器、药品准备开始,教师一边操作一边讲解,学生根据教师演示做好笔记,教师操作完成之后,学生分组进行实验操作。教师跟进辅导,纠正学生探究过程中出现的偏差。因为教师演示操作比较到位,学生参与的实验操作非常成功。
1.初中地理教学设计中对微课程的应用
所有的微课程指的是以视频为载体,围绕一个知识重点或难点来进行短时间教学,一个微课程一般只包含一个知识点,时间不超过10分钟。为了在地理教学过程中充分地利用微课程,对教学过程进行优化,初中地理教师首先要在教学设计中对微课程进行合理的设计。微课程的观看对象是学生,其目的在于集中学生的注意力来突破一个教学重难点。
首先教师要对地理教学的主题进行设计,也就是确定微课程的主题,例如该微课程可以对某个社会热点问题中的地理知识进行剖析、讲述一个地理原理或者导入一个地理新课。
其次,教师要对课程时间进行设计,充分发挥微课程短小精悍的优势,5-10分钟的微课程学习能够提高学生的注意力,从而提高学生的学习效果。
第三,教师要对课程结构进行设计,尽管微课程的时间较短,但一个微课程中同样应该包括各个教学环节,例如要有问题导入、教学活动安排、知识点讲解、合作探究等环节。在对课程结构进行设计时教师应该突出微课程的“微”,应该迅速的切入知识点,使学生尽快进入学习状态。同时整个微课程应该突出重点,集中讲解主干知识和重、难点。
2.利用微课程优化地理教学过程的具体对策
2.1为学生提供更多的自主学习资源
从本质上来说,微课程是教师为学生提供的一种学习辅助资源,其目的在于对学生的自主学习活动进行有效的辅助。在地理学习的过程中,由于自主学习能力、读图能力、地理问题分析能力和地理基础知识相对薄弱,初中生在自主学习时往往会遇到很多困难。因此教师应该为学生提供微课程作为自主学习资源,使学生可以根据自主学习的需要,灵活的选择各个微课程,充分发挥微课程的作用。例如初中地理7年级上册《世界的气候》这一课的学习中,教师就可以将“气候的地区差异”、“影响气候的主要因素”、“对人类活动的影响”这3个部分的教学内容制作成3个微课程,集中阐释各个知识点,以供学生选择使用。
传统的课堂教学中,教师只能应用一套教学内容和教学方法对全班学生进行教学,不能对不同层次学生的学习需求进行兼顾,微课程可以有效地解决这一问题,为分层教学提供便利。教师可以利用微课程来实现同一堂课的异步教学,例如可以针对同一个知识点制作几个不同的微课程,按照课程难度将其分为A、B、C三个等级,供学生自行选择。C级微课程为基础微课程,主要是详细讲解本节课的知识点,并向学生提供基础级习题,主要供地理基础较差、学习能力较弱的学生使用。B级为可成为一般为课程,在C级微课程的基础上相应地压缩了知识点讲解的内容和时间,增加了习题的数量,提高了习题的难度。A级微课程为补充微课程,供地理基础较好、具有一定的自主学习能力的学生使用,在本堂课知识点的基础上补充相关的地理知识,拓展学生的知识面,进一步激发学生对地理学习的兴趣。
2.2在微课程中突出教学重、难点
在地理教学过程中使用微课程有利于更好地突破教学重、难点,这也是微课程的一个重要作用。教师可以将微课程作为一种教学演示资源,运用图片、三维立体图等形式来呈现知识点,化抽象为具体,提高学生的空间想象能力,帮助初中学生逐步形成地理空间概念。例如初中地理7年级上册《地球的运动》这一章,由于学生的空间想象能力有限,仅凭教师的讲解和板书难以让所有学生了解地球的自转和公转过程,而在微课程中教师可以使用动态图进行直观的三维演示,并搭配教师的相关解说,能够很好地提高教学的效果。教师要根据学生的具体接受情况对微课程进行调整,如有必要还可以采取慢放、回放的形式来加深学生的印象,更好地突破教学的重、难点。
2.3在不同的课堂环节中运用微课程
微课程具有短小精悍的特点,一个微课程既能够成为一个独立的教学过程,也可以成为课堂教学环节中的一个辅助工具。例如在课堂教学活动开展之前,教师可以将微课程作为学生的课前自学资源,要求学生在课前自主观看微课程,并完成微课程中的习题测试。同时可以将微课程作为新授课中的导入环节,运用微课程进行导入。也可以将微课程作为课堂讲解环节中的辅助工具,用微课程突破教学重、难点。在课堂讨论活动环节,教师也可以根据学生观看视频过程中提出的问题,以及对微课程中习题的完成情况,提出核心讨论问题,让学生进行思考和探究。
关键词 大学生创业;高校;科研成果
中图分类号:G645 文献标识码:A
文章编号:1671-489X(2017)08-0001-02
1 引言
当前我国正处在经济转型的重要时期,大学生自主创业已经成为带动就业、拉动发展、激发社会创新热情的重要手段。每年,我国高校都会创造出大量的科研成果,而真正能够投入市场,进行科研成果转化的比例却非常小,这样就造成科研成果的大量浪费。而且,中国毕业生人才丰富,但创业者严重缺乏,创业成功率低,这不仅造成就业岗位的竞争加剧,而且从很大程度上造成人才的流失。因此,解决当前大学生创业难的问题具有重大意义。经过对本课题的研究后发现,利用已经形成具有转化潜力的科研成果来进行大学生创业,将会是一条新型的创业道路。
2 科研成果转化与大学生创业的统一性探索分析
大学生创业难的原因 根据麦可思的调查可以知道,对于愿意在毕业之后进行创业的大学生占总数的20%左右,然而到最后真正投入创业中的大学生只有2%左右。学历越高的大学生进行创业的比例往往越低。根据统计,高职本科毕业(2013届)的创业比例为3.3%左右,而普通本科毕业生的创业比例为1.3%左右。因此对其原因进行分析,探索创业人数比例下降的最终原因[1]。
1)资金不足,缺少启动资金。大学生通过四年的专业知识积累,创业时在知识、人才、技术等方面要比普通的创业者有优势,但资金是大学生创业最薄弱的环节。大学生由于创业资金匮乏,即使拥有好的创业项目或创业想法,都很难实现创业梦想。
2)创业的能力低。大学生创业能力低,一是专业技能低,二是自我认识的能力低。大学生创业专业技能调查的报告结果显示,大部分学生(62%)认为自己的专业技能一般,甚至有少部分学生(24%)认为自己的专业技能较弱,只有10%的学生认为自己的专业技能比较好。有关研究也提出,对于大学生来说,创业失败最重要的原因之一是创业能力不足[2]。麦可思创始人指出:“大学生在选择创业方向和项目时往往集中在与自己所学专业相关性很小的领域,即‘所创非自己所学’。”这就导致大学生在创业时忽略了自己的专业知识优势,从而造成创业的专业技能低。对于自我认识能力方面,主要是大学生初步创业,缺乏经验,从而不能正确评估自己的能力,容易高估或者低估自己,导致最终选择创业的人数少。
3)没有很好的团队以及创业方向和项目。据大学生创业失败调查报告显示,29.6%的学生是因为没有找到好的创业团队而失败,25.6%的学生是因为没有好的创业方向和项目而失败[3]。很多成功的企业家J为,组建创业团队时不要倾向于“明星效应”。所以更多的观点支持于创业起初,要选择有高度的责任感、勤奋踏实、为人谦逊的创业者。在现实中,很多创业团队往往是由一些要好的大学同学组成,每人出一份钱,合伙创业,但是这样的创业团队往往都没有取得成功。因为他们缺乏行业经验,加之缺少明确的分工与定位,使得创业团队的战斗力大大下降。
高校面临的科研成果无实际应用的原因及分析 不可否认,科技成果对国家经济发展具有重大促进作用,发达国家经济迅速增长的75%来自于科技的进步。针对国内外科研成果转化结果的调查研究显示,以美国、日本等为代表的发达国家的科研成果转化率高达80%左右,而我国才30%,相互之间巨大的差距应当引起重视。2005年1月,清华、北大、复旦等20所学校联合完成关于“大学生科技成果转化的探索与实践”的调查研究,结果显示,每年我国的高校研究成果有6000~8000项,而投入市场进行应用的不到10%。高校科研成果不能进行实际应用,将会导致科研进程的恶性循环,缺失市场的推动作用会导致科研领域得不到进一步发展[4]。
对于高校科研成果低转化率的现象进行分析,发现最主要的原因在于高校科研成果转化平台不健全,缺乏相应的制度指导。另外,科研人员的科研成果转化意识较为薄弱,可能是造成这种现象的另一种原因。科研人员主要的精力在于对科学现象的研究与探索上面,而科研与市场之间有一定的屏障,尤其是缺乏相应的制度引导,将会导致科研成果长期得不到社会的评价,从而导致资源浪费,进一步地阻碍了科研成果发展的可能性。
3 科研成果转化与大学生创业的统一性解决思路
建立创业共同体 针对我国高校科研成果转化率低,高新技术产业化困难等种种影响国家社会经济发展的限制性因素,通过研究认为,高校创新成果转化推进机制不健全是影响我国高校科技成果转化,以及高新技术产业化远远不能满足国家经济社会发展的主要原因所在,从而导致高校的创新能力尚未结出丰盛的创业成果。
基于以上所面临的困难,通过建立师生共同创业的体制机制,以生物医学工程交叉学科科技创新为驱动力,促进大学生依托实验室既有的高科研成果来创业,将一方面有利于引导大学生发挥自身知识技术创新优势,开展富有技术含量的创业模式;另一方面能够有效地促进科研成果的转化,提升科研附加值,为大学生创业开辟一条新路。
创建师生共同创业模式 大学生创业存在资金不足、创业能力低、没有很好的团队以及创业方向和项目等问题,并且单纯地由教师参与科研成果转化,存在科研转化意识淡薄等问题。于是通过构建师生共同创业模式,并与科研成果转化相结合,来达到同时解决大学生创业与高校科研成果转化这两个领域中存在的问题。在努力构建的创业实践平台中,其中促进学生“边操作边学习、边学习边研究、边研究边创业”的研究思路,将会有效提升学生的创新创业研究能力、实践能力和综合素质。
4 大学生实际创业难问题的解决办法
根据所做的问题分析与解决问题的思路方案,对其进行实际的实验探索。通过北京工业大学与北京医疗卫生产业合作,采用工程手段与生物学理论相结合的方式解决了许多临床医疗面临的难题。根据构建的以具有转化潜力的高科研成果推动大学生创业的模式可以看到,以具有转化潜力的科研成果来促进创业,一方面能够推动学校大学生自主创业工作的开展,另一方面能有效地促进科研成果的转化,而且能够提升科研成果的附加值。
对于大学生创业成功率低的现状,根据实际存在的问题分析,认为创业能力低是导致创业难、成功率低的最主要的原因,通过师生共同创业与高科研成果相结合,可以很好地提高创业的成功率来解决这一问题。因此创建北工大生物医学工程专业的大学生创业平台,由学生与指导教师组成创业共同体。通过建立的以具有转化潜力的科研项目推动大学生创业的实践基地,研究师生共同创业的模式,将教师和学生组织到一起,在创业共同体内部计划性地开展内部交流活动。这样一来,教师可以及时在学生创业过程中遇到技术难题时做出指导,维持创业共同体的成功运行。
除此之外,通过开展创业教育系列培训和实践平台“双引擎”,打造以提高学生整体能力和综合素质为重点的创业系列课程培训。这不仅完善了学生的综合素质,而且有助于了解学生创业中遇到的实际问题。并且通过开设创业难题解答课,以及在实践中邀请有经验的本领域中的创业者进行讲座分享创业经验,能够很大地开阔学生的创新思维。
5 实现完善大学生创业政策和制度的“双保护”建议
大学生创业是一个复杂且艰辛的过程,不仅需要超强的创业能力,还需要社会各方面人员的参与和国家相关政策的支持。对于国家来说,需要建立健全完善的大学生创业的法律制度,营造一种有利于大学生创业、企业发展的外部环境条件。在大学生创业过程中,国家需要提供全方位的创业法律信息服务,增加有利于大学生创业的优惠条件、政策,尽可能减少大学生创业过程中的风险等一些长效性的重要措施。对于大学生创业与科研成果转化的问题解决,将是一条上至方针政策、下至师生参与的,全社会都要参与行动的长远道路。
6 创业共同体所得到的经验成果
通过建立师生共同创业的创业团体,以生物医学工程交叉学科科技创新为驱动力,推进生物医学工程领域创新科研成果的转化。在建立的北京工业大学生物医学工程专业的创业共同体实践模型中,本科生获得在国家级大学生创新创业训练计划中已经成立的项目“基于物联网的空气净化系统”,通过制作基于该项目的空气净化产品,得到多个净化器协同工作完全自动净化空气的成果转化产品。
7 结语
本课题的研究证明,通过依托具有转化潜能的高校科研成果进行转化来推动创业的方式是大学生创业的一条新路。大学生以自身的科研成果作为基础进行创业,一方面有利于发挥他们自身的基础知识和技能,提高创业模式的技术含量,推动创业发展;另一方面能够有效地促进科研成果的转化,提升科研附加值,从而促进社会经济的多样化发展。本课题依托北京工业大学生物医学工程专业的科研成果,以生物医学工程交叉学科科技创新为驱动力,建立北京工业大学特色鲜明的生物医学工程师生共同创业模式,为生物医学工程领域推进创新科研成果转化以及学校在医疗健康领域产业孕育探索新的途径。
参考文献
[1]关于大力推M高等学校创新创业教育和大学生自主创业工作的意见[J].中国人口年鉴,2011:87-89.
[2]李娅娌.美国高校创业教育研究:以斯坦福大学商学院创业教育实践为例[D].北京:首都师范大学,2008.
全国各地方课题实验学校中小学教师、教育科研人员:
为了深化教育改革,贯彻落实《国家中长期教育改革与发展规划纲要》精神,构建以育人为本的和谐校园,推进十二五期间学校文化研究的创新及发展,广泛展示新课改实践中各级教师的教学创新技能和专业发展技能,进一步总结与推广优秀教学经验、教育科研成果,推选一批教学科研模范人才,中国教育学会学校文化研究分会定于2011年7月~2012年2月在全国范围内开展2011年学校文化研究科研成果评选——“中小学课题实验校优质课及科研论文评选活动”。现将有关事宜通知如下:
一、参选对象
全国各地相关课题实验学校中、小学、幼儿园教师及教育科研人员。
二、参选内容
按照国家颁布的《义务教育/课程方案》和《普通高中课程方案》及各学科课程标准,选自基础教育课程标准实验教科书中的内容。
1.课堂教学实录、课件:选自现行中小学教材中执教的课堂教学实况录像课,学科不限。参评课题从执教的学科中自选,授课时间为30~40分钟,以光盘形式提交。一件作品一张光盘、无病毒、运行良好。在光盘的开头部分,请填写“参赛作者信息”。
2.课堂教学设计:教学设计必须充分体现新课程理念,合理体现知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观的目标,有鲜明的学科特色,科学准确、语言精炼,有一定的创新性。设计以一个课时为单位。同一作者可报送1~2篇教学设计。文字在2000~3000字,word文档编排。
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三、论文报送要求
1.论文作者必须是文章的唯一作者或第一作者。
2.每人最多报送两篇文章,内容要求:观点鲜明,论述严谨,数据准确,案例典型,文字通顺,理论联系实际。