有机化学研究碳原子的化合物。碳原子连接其他原子。这些连接形成分子。分子有特定结构。结构决定性质。性质决定用途。我们合成新分子。我们分析分子特征。我们探索反应规律。这篇毕业论文描述一个合成实验。实验目标是一种含氮杂环化合物。这类化合物有生物活性。它们可能成为药物。

实验室有玻璃仪器。圆底烧瓶放在磁力搅拌器上。我们称量反应原料。原料是白色固体粉末。粉末进入烧瓶。我们加入溶剂。溶剂是无色液体。液体溶解固体。溶液开始搅拌。搅拌子快速旋转。我们安装回流冷凝管。冷凝管通冷水。冷水带走热量。反应需要加热。油浴锅温度上升。温度计显示一百二十度。溶液开始沸腾。蒸汽在冷凝管变回液体。液体滴回烧瓶。反应进行二十四小时。

时间到了。我们停止加热。溶液冷却到室温。溶液变成黄色。下一步是分离产物。我们将溶液倒入分液漏斗。加入乙酸乙酯和水。两种液体不互溶。乙酸乙酯在上层。水在下层。我们摇晃漏斗。产物进入有机层。杂质进入水层。打开漏斗活塞。下层液体流出。上层液体保留。我们得到粗产物。粗产物需要纯化。

纯化使用柱层析。玻璃柱垂直固定。我们填装硅胶。硅胶是白色颗粒。颗粒很细。我们加入石油醚湿法装柱。粗产物用少量溶剂溶解。溶液小心加到柱顶。我们使用洗脱剂。洗脱剂是混合溶剂。石油醚和乙酸乙酯按比例混合。混合溶剂从上往下流。不同物质向下走的速度不同。产物和杂质分开。我们用试管收集流分。许多试管排列整齐。薄层色谱监测过程。紫外灯下可以看到斑点。斑点位置不同。相同斑点合并。我们收集含产物的流分。旋转蒸发仪除去溶剂。水浴加热。真空抽气。溶剂蒸发。留下固体。固体就是纯产物。产物是浅黄色晶体。

我们鉴定产物结构。核磁共振谱仪是重要工具。样品溶解在氘代试剂。仪器产生强磁场。原子核吸收射频。图谱显示信号。氢谱显示氢原子环境。碳谱显示碳原子环境。我们分析峰的位置。我们分析峰的裂分。我们分析峰的积分。数据与预测结构匹配。质谱仪确定分子量。样品电离成离子。离子在电场飞行。质量与电荷比记录成峰。分子离子峰确认分子量。红外光谱分析官能团。化学键振动吸收红外光。特征峰指示键的类型。所有数据证实结构正确。产物是我们设计的分子。

我们研究产物性质。产物在空气中稳定。产物溶于常见有机溶剂。产物熔点用熔点仪测定。晶体在毛细管中加热。晶体开始熔化。晶体完全熔化。两个温度被记录。熔点范围很窄。这表示纯度很高。我们测试产物的荧光。溶液在紫外灯下发出蓝光。荧光强度定量测量。这个性质可能有应用价值。

我们探索反应机理。反应如何发生？我们提出合理步骤。原料在加热下断裂化学键。断裂形成活性中间体。中间体进攻另一分子。新键形成。副产物释放。我们设计对照实验。我们改变反应条件。不加催化剂。反应不发生。改变温度。温度太低反应慢。温度太高副产物多。改变溶剂。极性溶剂效果好。非极性溶剂效果差。实验结果支持机理。

我们尝试合成衍生物。我们修改原料结构。我们用不同取代基。取代基有电子效应。供电子基加速反应。吸电子基减慢反应。我们合成十个类似物。产率不同。有的高有的低。我们总结规律。规律指导未来设计。

我们测试生物活性。合作方提供帮助。化合物送到生物实验室。测试抑制癌细胞生长。癌细胞在培养皿中。加入不同浓度化合物。培养七十二小时。检测细胞存活率。有的化合物有效。有的化合物无效。有效化合物浓度低。这个结果令人鼓舞。需要更多研究。

实验遇到困难。第一次反应失败。产物很少。我们检查步骤。发现原料纯度不够。我们重新纯化原料。第二次反应成功。柱层析时产物和杂质分开不好。我们调整洗脱剂比例。比例从十比一到五比一。分离效果改善。晶体生长困难。我们尝试多种溶剂。最终使用混合溶剂缓慢挥发。获得单晶。单晶用于X射线衍射。衍射图显示原子排列。三维结构清晰可见。

这个课题有实际意义。含氮杂环是常见药效团。许多药物含有这类结构。抗生素和抗癌药中有例子。我们的合成方法简单。原料便宜易得。反应条件温和。产率可以接受。这个方法可能用于工业生产。我们为药物研究提供新化合物。化合物库需要多样性。我们的工作增加一个新成员。

未来工作可以继续。我们可以优化反应条件。寻找更好催化剂。催化剂降低反应温度。催化剂提高产率。我们可以合成更多衍生物。改变不同位置取代基。系统研究结构活性关系。活性最好化合物进行动物实验。动物实验更复杂。需要伦理审批。需要更多资源。那是长期目标。

有机化学是实验科学。我们每天在实验室工作。我们称量、搅拌、加热、分离、纯化。我们记录现象。我们分析数据。我们解决问题。每一步都要认真。细节决定成败。手套不能有破洞。通风橱要拉下来。废液分类处理。安全最重要。我们学习前人经验。我们阅读文献。文献有很多知识。我们站在巨人肩膀上。

毕业论文记录全部过程。第一章介绍背景。前人做了什么。我们做什么。第二章是实验部分。详细列出步骤。别人可以重复实验。第三章是结果讨论。我们展示数据。我们解释数据。数据用图表呈现。图表要清晰。第四章是结论。我们总结成果。我们指出不足。参考文献列出引用文章。致谢感谢帮助的人。导师指导实验。同学讨论问题。家人给予支持。

实验室的夜晚很安静。灯光照亮操作台。仪器发出低沉声音。我们等待反应结束。我们观察颜色变化。我们期待新物质诞生。分子世界看不见。但我们可以创造它。原子组合成新形式。新形式可能有新功能。有机化学连接基础与应用。分子设计像搭积木。碳原子是中心。连接氢、氧、氮、硫、磷。连接方式无限多。我们探索其中一小部分。这一小部分可能有价值。可能帮助治疗疾病。可能创造新材料。科学探索充满未知。每一次实验都是尝试。我们记录这次尝试。这篇论文是记录载体。文字描述过程。数据提供证据。工作已经完成。未来刚刚开始。