《有機化學》課程思政教學案例(一等獎) (一)

《有機化學》課程思政優(yōu)秀教學案例（一等獎）

一、課程簡介

有機化學是研究有機化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應機理、合成及有機結(jié)

構(gòu)分析等相關問題的基礎科學，是“有機合成化學〃、"高等有機化學〃、〃高分子化

學〃等相關專業(yè)課程的基礎課程。有機化學II前半部分內(nèi)容為雜環(huán)化合物，碳水

化合物，氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)及核酸，類脂、菇類及俗族化合物。這些內(nèi)容貼

近”生命物質(zhì)后半部分內(nèi)容為有機結(jié)構(gòu)和反應理論，包括有機物的酸堿理論;

脂肪族取代反應、芳香族取代反應、碳一碳重鍵的加成反應、碳一雜重鍵的親核

加成反應和消除反應的反應機理；三種新的反應類型（氧化還原、分子重排和周

環(huán)反應）。有機化學II不僅使學生熟悉一?般有機物的性質(zhì)、典型有機反應和實例，

而且能理解基本有機反應機理，列舉實驗事實，分析其結(jié)構(gòu)、反應特征，找出貌

似千差萬別的反應的共同特征規(guī)律，對有機化學內(nèi)容有更高層次的領會和認識。

二、課程內(nèi)容

周學思政要

知識點案例名稱

次時點

高校版“絕命毒師〃：

核心價值

有機化合物性觀：職業(yè)華中科技大學有機化學副教授張正波開設化學公司，

12質(zhì)、反應、合成道德，專生產(chǎn)甲卡西酮類毒品（喪尸藥），獲刑15年。這說明

的內(nèi)容總結(jié)業(yè)素養(yǎng)，化學對于人類的生活是一把雙刃劍，在造福人類的同

回饋社會時，也可能帶來危害。學好化學，關鍵是要先學會做

人。正義與邪惡就在一線之間，要樹立正確的世界觀。

澤布替尼：

芳雜環(huán)化合物的它是含有毗嘎芳雜環(huán)的化合物，也是我國企業(yè)“百濟神

開拓創(chuàng)

結(jié)構(gòu)、物理/化學州〃自主研發(fā)并擁有自主知識產(chǎn)權的創(chuàng)新藥.2019年11

2-34新，文化

性質(zhì)、親核/親電月15日美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準上市,2020

自信

反應年6月3口，獲得我國藥監(jiān)局批準。這是全球疫癥患

者的福音，更是中國新藥研發(fā)的里程碑，對國內(nèi)的新

藥創(chuàng)制有極大的啟示和鼓舞作用。

《糖史》：

碳水化合物的結(jié)《糖史》是季羨林先生從70歲開始、歷時17年完成

熟悉中國

構(gòu)、構(gòu)型/構(gòu)象標的一部83萬字的重要學術著作。本書從糖這種微不足

歷史，繼

42示方法，單糖常道的日常食品入手，考察糖的傳播過程，并揭示了這

承和發(fā)揚

見的反應與鑒別一過程背后體現(xiàn)的人類不同文化之間的傳播和交流的

傳統(tǒng)文化

方法筑跡。這一案例用事實教育學生文化素養(yǎng)對科學靈感

與研究的推動作用。在培養(yǎng)學生文化底蘊與人文素養(yǎng)

的同時,感受大師活躍的科研思維,學習他持之以恒

的工作作風、嚴謹務實的治學精神。

三聚鼠胺事件：

2008年9月，我國爆發(fā)了嬰幼兒奶粉事件。由于奶粉

氨基酸的命名、新時代好中含有三聚冢胺，導致嬰幼兒腎結(jié)石癥，國家啟動了

構(gòu)型、等電點、公民，文重大食品安全事故一級響應預案。不法商人為了虛假

52

溶解度、常見的明和諧社地提高牛奶中的蛋白質(zhì)含量，人為地添加與食物、飼

合成方法與反應會料無關的化工原料"三聚銀胺"，進而引起的食品安全問

題。通過這些內(nèi)容的教學，引導學生正確認識與理解

社會主義市場經(jīng)濟的倫理，引導學生自覺踐行文明、

和諧的社會主義核心價值觀。

合成氨：

氨是有機化學中最重要的堿，也是基本的化學肥料。

有機物的酸堿性科技是第

62合成氨工藝的發(fā)明使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)生了巨大變革，從而

及其強度的判別一生產(chǎn)力

結(jié)束了人類完全依靠天然氮肥的歷史，也從根本上解

決了人類的糧食生產(chǎn)供應問題，同時為工業(yè)生產(chǎn)、軍

工需要的大量硝酸、炸藥解決了原料問題。

唯物辯證法與科學認識論：

飽和碳原子上的

飽和碳原子上的親核取代、消除反應內(nèi)容充分體現(xiàn)了

親核取代、消除馬克思主

唯物辯證法的基本規(guī)律。親核取代、消除反應同時發(fā)

反應的類別、影要基本原

生并相互競爭，體現(xiàn)了矛盾普遍性的體現(xiàn)；在消除反

7-84響因素、反應活理：矛盾

應和親核取代反應中，發(fā)生反應的兩種分子（反應底

性以及選擇性；對立統(tǒng)一

物和進攻試劑）的結(jié)構(gòu)是內(nèi)因，決定反應發(fā)生的趨勢

消除反應與取代規(guī)律

和方向，而反應條件（溫度、溶劑等）因素是外因，

反應的競爭

通過內(nèi)因影響反應的方向和速度，體現(xiàn)了內(nèi)部矛盾和

外部矛盾辯證關系。

煉油科技創(chuàng)新：

不飽和燃加氫是石油煉制過程中的關鍵反應。石油是

關乎經(jīng)濟發(fā)展、軍事國防和民生需求的戰(zhàn)略性能源，

碳碳重鍵的加成家國情近期中美貿(mào)易摩擦不斷升溫，美國對中國部分高新技

92反應類別、影響懷，文化術企業(yè)實施打壓封鎖，兔雜的外部環(huán)境啟示我們，只

因素、反應活性認同將把關鍵核心技術掌握在自己手中，才能從根本上保

障國家能源安全。我國煉油科技自主創(chuàng)新能力和核心

競爭力不斷提升，與世界先進技術的差距不斷縮小，

煉油技術總體達到世界先進水平，催化汽油加氫改質(zhì)、

催化裂化催化劑等技術達到世界領跑水平。

芳環(huán)上的取代反DDT引發(fā)的爭論：

生態(tài)文明

應類別、影響因

102建設新思

素、反應活性及作為世界上第一個人工合成的有機農(nóng)藥，雙對氯苯基

想

在合成中的應用三氯乙烷（DDT）有很多優(yōu)點和缺點。例如DDT的殺蟲譜

廣、制作簡單、價格便宜、藥效強勁持久，同時難以

降解、能生物富集、能長途遷移以及對野牛.動物特別

是鳥類和魚類的生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)等

有諸多危害等。雖然一些爭議已經(jīng)蓋棺定論，但是目

前仍然還有不少的爭議：如DDT對人類健康的影響；

禁用還是使用DDT；如何看待DDTo通過思政案例使學

生樹立綠色化學理念，培養(yǎng)社會責任感。

黃鳴龍還原反應：

黃鳴龍將一生獻給科學，在有機化學領域辛勤耕耘半

個世紀，改良的Kishner-Wolff還原法(簡稱"黃鳴龍還

原法〃)，是首例以中國科學家命名的重要的有機化學

碳基親核反應，愛國主反應，已寫入多國有機化學教科書中，并于2002年入

烯醇、烯胺的生義，文化選《美國化學會志》創(chuàng)刊125周年被引用最多的125

112

成與反應,Cram自信，自篇論文之一。他三次出國，足跡遍及歐美，為了回國

規(guī)則強不息他沖破美國政府的重重阻撓，繞道歐洲輾轉(zhuǎn)而歸?；?/p>

歸以后他從事留體化合物的合成研究，首次發(fā)現(xiàn)留體

中的雙烯酮反應，用于生產(chǎn)女性激素；領導了七步法

合成可的松的研究，并協(xié)助工業(yè)部門投入了生產(chǎn)；領

導研制了甲地孕酮等計劃生育藥物，為建立留體藥物

工業(yè)作出了重大貢獻。

加速發(fā)展現(xiàn)代科學儀器：

理論創(chuàng)新有機化學反應機理的研究需要現(xiàn)代化的分析測試儀

重排反應的類別

122與實踐創(chuàng)器。目前我國科學儀器產(chǎn)業(yè)遠遠落后于發(fā)達國家，儀

與機理

新器設備很大程度上依賴進口，科研強國的實現(xiàn)任重道

遠。推進《中國制造2025》，邁向工業(yè)4.0,要實現(xiàn)自

主研發(fā)生產(chǎn)各類儀器設備，才能牢牢把握發(fā)展主動權。

雙烯合成：

狄爾斯―阿爾德(Diels-Alder)反應，由共輾雙烯與烯

煌或煥煌反應生成六元環(huán)的反應，1928年由德國化學

周環(huán)反應的類誠信友

家狄爾斯(OttoPaulHermannDiels)和他的學生阿爾

別，電環(huán)化/。遷善，克己

132德(KurtAlder)發(fā)現(xiàn)，獲得1950年的諾貝爾化學獎。

移/環(huán)加成反應的慎獨的修

兩人透露出地主惡霸的作風。先是把前人提出的錯誤

機理與應用為

化學物結(jié)構(gòu)這件事用很惡毒的語言痛批一頓，最后又

聲明兩人對該反應有專屬權，不允許其他人使用，兩

人后來卷入該反應的發(fā)現(xiàn)權紛爭中，分散了精力，沒

能實現(xiàn)他們預言的“在天然產(chǎn)物全合成中的應用"。

化學實驗室爆炸：

常見的氧化、還

142原劑，它們的適安全生產(chǎn)

北京交通大學一實驗室由于還原劑(氫氣和鎂粉)的

用反應和區(qū)別

不規(guī)范使用而引起爆炸，造成3名學生死亡。血的教

訓提醒人們：化學千萬條，安全第一條。管理不到位，

親人兩行淚。

凱庫勒的夢中發(fā)現(xiàn)之謎：

德國化學家凱庫勒在夢中由首尾相接的蛇而激發(fā)靈

公平公正

自由基反應和芳感，確定苯的結(jié)構(gòu)?？破瘴恼隆⒋蟊娒襟w繼續(xù)對凱庫

152的個人風

香性勒的夢津津樂道，科學史學者、科學哲學家、心理學

格

家也繼續(xù)煞有介事地研究凱庫勒的夢。事實是否如此，

編造這么個離奇故事的原因是什么？人們需要對?科學

的發(fā)現(xiàn)有公正、公平的評價。

三、窠例

（一）、案例分析

案例1:高校版"絕命毒師〃一一來自新京報

49歲的張正波出生于武漢市近郊的農(nóng)民家庭，是華中科技大學化學與化工

學院副教授。2005年，他與人合作成立了武漢凱門化學有限公司（下稱“凱門化

學〃），專門研發(fā)、生產(chǎn)、定制各種醫(yī)藥用途、工業(yè)用途的化學中間體。他們培

訓工人生產(chǎn)制造，產(chǎn)品全部銷往英美等國家和地區(qū)。

公司成立之初，由張正波提供了部分產(chǎn)品的合成方法，并根據(jù)客戶需求及管

制制式的變化，積極研發(fā)可以替代管制品的新產(chǎn)品，采用編號的方式為產(chǎn)品進行

退補，并編制生產(chǎn)工藝流程。為逃避海關追查，向境外發(fā)貨采取偽冒品名方式蒙

混過關。

公司法人代表楊某主要負責產(chǎn)品銷售訂單和客戶聯(lián)絡，副教授張正波負責技

術指導，馮某負責收取貨款、下達生產(chǎn)指令、采購原料、包裝發(fā)貨及會計工作，

化學專業(yè)研究生鮑某負責研發(fā)新產(chǎn)品、改進產(chǎn)品工藝及指導工人生產(chǎn)。

最終被海關查獲包裹時摸出犯罪場所，團伙成員先后被抓獲。張正波等4

人被繩之以法。

作為年輕骨干教師，張正波承擔《有機化學》及其實驗的教學任務，還編寫

了教學用書，如《有機化學習題詳解》（2003年出版），《有機化學》（2012

年出版）等。他本是高等學校的一位高級人才，但是由于利欲熏心而走上歧途。

點評：

張正波案件給化學界、化工生產(chǎn)企業(yè)敲響了警鐘一一化學對于人類的生活是

?把雙刃劍，在造福人類的同時，也可能帶來危害。學好化學，關鍵是要先學會

做人。

案例2：百濟神州對壘國際巨頭一一澤布替尼8年研發(fā)歷程一一來自藥渡

2020年6月3日由百濟神州自主研發(fā)的BTK加制劑澤布替尼(百悅澤)獲得中

國食品藥品監(jiān)督管理局批準，用于治療既往接受過至少一項療法的成人套細胞淋

巴瘤患者，以及既往接受過至少一項療法的成人慢性淋巴細胞白血病/小淋巴細

胞淋巴瘤患者。早在2019年11月，美國FDA已獲準澤布替尼上市，用于治療

經(jīng)治一次的套細胞淋巴瘤患者，成為我國首個出海的木土研發(fā)抗癌新藥。

2012年百濟神州開始立項研發(fā)BTK抑制劑的時候，全球沒有批準上市的BTK

藥物，已有兩款處于臨床試驗的候選藥物。2013年Pharmacydics和強生公司首

創(chuàng)的伊布替尼上市，2017年阿斯利康公司的阿卡替尼上市,是第二個上市的BTK

抑制劑。

啟動研究澤布替尼時，BTK已確證為可藥性靶標，因此該項目也是一種跟隨

性藥物的新藥創(chuàng)制項故需要在安全有效性上優(yōu)于首創(chuàng)藥物。分析伊布替尼發(fā)

現(xiàn)，口服生物利用度低(F10%),劑量偏大，治療窗口窄，而且對野生型表皮生長

因子受體(EGFR)呈現(xiàn)抑制，引起皮疹和腹瀉等不良反應。所以提高口服吸收性和

選擇性，可降低用藥劑量，擴大治療窗口，減少不良反應作為研發(fā)重點。同時還

與目標化合物具有不互逆結(jié)合的特點，以便提高藥物的持久性，減少用藥次數(shù)。

澤布替尼的分子結(jié)構(gòu)是在全新的母核骨架上調(diào)整和優(yōu)化，走的是創(chuàng)新之路。

僅用了7年時間在美國上市，8年時間在國內(nèi)上市，質(zhì)量和效率都已達到了國際

水平。

澤布替尼是繼伊布替尼和阿卡替尼之后的第三個BTK抑制劑，在我國本土研

發(fā)成功。從研發(fā)路徑來看，澤布替尼擁有全新的母核結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的構(gòu)效關系研究，

是一款完全的創(chuàng)新的藥物。

點評：

澤布替尼證明了國內(nèi)企業(yè)已具有了與國際巨頭對壘的研發(fā)能力，它對國內(nèi)業(yè)

界的新藥創(chuàng)制有很好的啟示和鼓舞作用。在整個研發(fā)過程中的艱辛可想而知，我

們要錨定目標，持續(xù)創(chuàng)新。

案例3：季羨林與《糖史》

《糖史》寫作始于1981年，最終完成于1998年，全書共分三編：第一編為

國內(nèi)編；第二編為國際編；第三編為結(jié)束語，共計七十三萬余字?！短鞘贰分攸c

始終是放在文化交流上。

早在1930年代，季羨林在德國學習梵文的時候，便開始注意到了一個有趣

的現(xiàn)象：歐美許多國的語言中(即所謂印歐語系的語言)，表示〃糖〃這個字，英

文是sugar,德文是Zucker,法文是sucre,俄文是caxap,其他語言也大同小異。

這些字都是外來語，根源就是梵文的sarkarao根據(jù)語言流變的規(guī)律，一個國家

沒有某一件東西，這件東西從外國輸入，常常連名字也帶了進來，在這個國家成

了音譯字。在中國，此類例子就多得很，比如：咖啡、可可、啤酒、蘋果派等，

舉不勝舉?！ㄌ恰ń栌猛鈦碚Z，就說明歐洲原來沒有糖，而印度則有。實物同名字

一起傳進來，這就是文化交流。這個發(fā)現(xiàn)，在季羨林的腦子里留下了深刻印象,

但是當時他并沒有產(chǎn)生寫一部《糖史》的念頭。

時間過去了四十多年，到了1981年，一張當年被法國學者伯希和從敦煌帶

走的卷號為P3303的敦煌卷子，輾轉(zhuǎn)到了北大歷史系幾位教師手中，他們拿給季

羨林看。季羨林一看，像是一張有關制糖術的殘卷，驚喜之至。內(nèi)行人都知道,

敦煌卷子中，大部分抄寫的是佛經(jīng)，有關科技方面的資料，少如鳳毛麟角，這類

卷子被學者視為瑰寶，這張殘卷便是有關科技方面的，自然十分珍貴。這張敦煌

殘卷原寫在抄錄的佛經(jīng)背面°因為當時紙張極為珍貴，所以就一紙兩用了八這張

殘卷字數(shù)不過幾百，似乎還沒寫完，字跡基本清楚，但有錯別字，也漏寫了一些

字，其中有不少難解之處，不能通讀其意。季羨林決心啃一下這個核桃，可是最

初也沒啃動。他晝思夜想，逐漸認識到：整張卷子的關鍵就在〃煞割令〃一詞上。

此詞若能解決，則通篇皆活，否則仍然是一座迷宮。果然皇天不負有心人，有一

天他忽然頓悟：〃煞割令〃不就是梵文的sarkara嗎？這個謎一破，他驚喜若狂，

拍案而起，立即解讀其他部分，都迎刃而解，于是立刻寫了《一張有關印度制糖

法傳入中國的敦煌殘卷》一文。文章首先解讀了這張敦煌殘卷的內(nèi)容，它講的是

印度的甘蔗種類；造糖法與糖的種類；造煞割令（石蜜）法；沙糖與煞割令的區(qū)

別；甘蔗釀酒；甘蔗種植法等。接著，文章又從這張敦煌卷子提供的線索，通過

大量的考證，最后得出結(jié)論：中國早就知道甘蔗，而且甘蔗制糖技術也早就有所

發(fā)展，但不如印度制的糖好。于是，貞觀二十一年，唐太宗遣使者到印度去學習

制糖技術，取得經(jīng)驗叵來后，中國造的糖“色味愈西域遠甚〃，意思就是在顏色和

口味方面遠遠超過了印度。這本是常見的現(xiàn)象，中國古語說的“青出于藍而勝于

藍〃，指的就是這種現(xiàn)象。由“糖〃的傳播而出現(xiàn)的文化交流現(xiàn)象，使季羨林產(chǎn)生

了濃厚的興趣。他感到這是一個極有意義的研究題目，因為從糖的傳播過程中，

不僅可以探索出中印文化交流的軌跡，而且沿此道路探索下去，還可以尋找到人

類文化交流的軌跡。這就是季羨林研究〃糖史〃的發(fā)切和濫觴。

此后，季羨林就開始注意搜集有關〃糖〃傳播的資料，并且陸續(xù)寫了多篇有關

“糖史〃的文章，如《蔗糖制造在中國始于何時》（1981年）、《古代印度砂糖

的制造和使用》（1983年）、《歐、美、非三洲甘蔗種植和砂糖制造》（1987

年）、《cini問題一中印文化交流的一個例證》（1987年）、《唐太宗與摩揭陀

一唐代印度制糖術傳入中國的問題》（1987年）、《再談cini》（1994年）等。

1993年和1994年兩年，如前文所述，季羨林天天跑圖書館，集中精力查閱中國

古籍及國外有關資料，把其中有關“糖〃的資料挑選出來，再進行分析研究，最后

撰寫出了這部長達七十多萬字的《糖史》。

《糖史》用大量事實證明：糖和制糖術一千多年來，一直在中國與印度、東

亞、南洋、伊朗和阿拉伯國家之間交流和傳播，同時也在歐、非、美三大洲交流。

《糖史》還勾勒出了這些交流的路線，考證出了交流的年代，集散的口岸，以及

由于交流，制糖術水平得到逐步提高，糖的種類、品質(zhì)也隨之大大提高，逐漸形

成我們今天常見的白沙糖、冰糖的整個歷史過程c《糖史》還使我們了解到過去

很少有人知道的有關甘蔗和食糖的種種知識，如：甘蔗的種類、名稱、種植技術

及其傳播；糖的名稱及其演變，糖的典故傳說，它的食用和藥用價值，糖的產(chǎn)地

分布和販運、制造工藝等等?！短鞘贰愤€證明了印度最早制造出了砂糖（sarkara）,

傳到中國，也傳到埃及和西方。因此糖字英文sugar,法文sucre,德文zucker,

俄文caxap,都源自梵文sarkara。后來中國提高了制糖術，將紫砂糖凈化為白糖，

〃色味愈西域遠甚〃。這樣，白糖又輸入印度。因此印度印地語中稱白糖為cinf（意

思為“中國的。中國在制造白沙糖方面居當時的世界領先地位。到了明末，中

國人發(fā)明了〃黃泥水淋法〃，用這種方法制出來的糖，顏色接近純白，是當時世界

上品質(zhì)最好的糖。明末清初，中國向外國輸出的白糖，就是用這種方法制成的。

其次，中國在甘蔗種植和沙糖制造技術傳播方面，也起過重要的作用。比如在夏

威夷群島、日本、琉球、中南美洲、南洋群島等等地方，中國苦力在甘蔗種植園

中，努力操作，流盡了汗水，為當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展起過重要作用。最后，在沙糖的

運愉貿(mào)易中，中國人也起過重要作用。中國制造的白沙糖曾被運到世界上許多國

家，為當?shù)厝嗣袷秤煤退幱迷鎏砹似贩N，提高了當?shù)厝嗣竦南硎芩健?/p>

點評：

到目前為止，世界上嚴格意義上的《糖史》只有兩部，vonLippmann寫的德

文《糖史》，一部是Deerr寫的英文《糖史》。但真正從文化交流的角度上來寫

的《糖史》，季羨林是〃始作俑者〃，是前無古人的。我國有很多優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化，

我們需要繼承和發(fā)揚光大。

案例4：三聚富胺事件

2008年中國乳制品污染事件是中國的食品安全事件。事件發(fā)生的原因是，

很多吃三鹿集團生產(chǎn)的奶粉的嬰兒被查出有腎結(jié)石，然后在他們的奶粉中發(fā)現(xiàn)三

聚氟胺。根據(jù)公布的數(shù)字，接受門診治療咨詢并康復的嬰兒39965名，住院12892

名，治愈出院1579名，死亡4名。截至9月25日，已有5名香港人和1名澳門

人確診患病。該事件引起了各國的高度關注和對乳制品安全的擔憂。

中國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布國內(nèi)乳制品生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的嬰幼兒奶

粉三聚鼠胺檢測報告后，事件迅速惡化，伊利、蒙牛、光明、圣元、雅士利等多

家生產(chǎn)企業(yè)的奶粉中檢測到三聚鼠胺。這一事件也打擊了中國制造商品的聲譽，

許多國家禁止進口中國乳制品。

食品安全拷問著國人的良知。一切向錢看，扭曲的價值觀，使得很多人活著

只剩下一個目標。食品安全背后深層次的問題之一是國民的素養(yǎng)，是社會的核心

價值觀。食品安全同樣拷問著國家的管理體制。就乳制品而言，至少以下部門要

監(jiān)管：農(nóng)業(yè)部門管原乳、質(zhì)監(jiān)部門管加工、工商部門管流通。從目前的管理模式

看，無非抓許可、抓日常監(jiān)督、抽樣檢測，但是食品安全事件大曝光的有多少是

通過這樣的管理發(fā)現(xiàn)的？就檢測而言，國家評價標準、檢測方法可以說永遠都滯

后于別有用心者，所以食品安全背后深層次的問題之二是管理模式的創(chuàng)新，是喪

失天良者的機會成本。

點評：

食品安全關系中華民族未來，能不能在食品安全上給老百姓一個滿意的交代,

是對我們執(zhí)政能力的考驗。面對這個考驗，我國食品安全制度建設不斷完善、監(jiān)

管水平和能力逐步提高，安全依法治理全面推進，廣大人民群眾吃得放心、安心

的目標正在實現(xiàn)。

案例5：合成氨

1909年哈伯在實驗室采用600團、200個大氣壓和用金屬鐵作催化劑的條件

下，人工固氮成功。此后哈伯提出了原料氣循環(huán)使用的合理建議；波施也解決了

從水煤氣中獲得氫氣的問題。1910年化學家米塔斯研制成功含有鉀、鋁氧化物

作助催化劑的價廉易得的高效鐵催化劑。1911年巴登公司在德國奧堡建成世界

第一座日產(chǎn)30噸合成氨的工廠。人稱這種合成氨方法為“哈伯一波施法〃，這是

具有世界意義的人工固氮技術的重大成就。

合成氨的意義合成氨是化工生產(chǎn)實現(xiàn)高溫、高壓、催化反應的第一個里程碑。

合成氨的原料來自空氣、煤和水，因此是最經(jīng)濟的人工固氮法，從而結(jié)束了人類

完全依靠天然氮肥的歷史，給世界農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來了福音，為工業(yè)生產(chǎn)、軍工需要

的大量硝酸、炸藥解決了原料問題，在化工生產(chǎn)上推動了高溫、高壓、催化劑等

一系列的技術進步。

半個多世紀以來合成氨以驚人的速度向前發(fā)展，它給全人類帶來的巨大福利

是無與倫比的。正如錮元素的發(fā)展者、諾貝爾化學獎得主西博格在紀念美國化學

會成立100周年大會上的演講中所指出的那樣："無論過去、現(xiàn)在和可預見的將

來，再也不可能找到任何一門其他工業(yè)比化肥工業(yè)更直接關系到國計民生了……。

無論從經(jīng)濟的發(fā)展還是人類的進步而言合成氨的發(fā)明都是本世紀科學領域中最

輝煌的成就之一。〃

點評：

我國是農(nóng)業(yè)大國，長期堅持的基本國策之一就是要保障糧食安全和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

化肥已經(jīng)成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)必不可少的一部分，它的生產(chǎn)質(zhì)量好壞直接關系到我國農(nóng)

業(yè)的發(fā)展以及民生問題的解決，優(yōu)質(zhì)的化肥有助于提高糧食產(chǎn)量，確保糧食的安

全。

案例6：煉油科技的創(chuàng)新一一來自石化緣科技咨詢

煉油是將石油原料通過一系列工藝進行加工利用，生產(chǎn)高附加值的內(nèi)燃機燃

料和化工原料的過程。我國煉油工業(yè)的巨大進步離不開煉油技術自主創(chuàng)新。建國

之前，我國只有玉門煉廠、獨山子煉廠等幾座技術落后、規(guī)模較小的煉廠，煉油

工業(yè)基礎極其薄弱。建國初期，我國煉油工業(yè)開始恢復和起步發(fā)展，1958年通

過引進蘇聯(lián)技術和設備在蘭州建設了新中國第一座現(xiàn)代化煉廠。隨著西北和東北

地區(qū)油田的開發(fā)和原油產(chǎn)量的增長，我國煉油工業(yè)也開始加速發(fā)展，通過擴建、

新建煉油廠，煉油能力1965年突破1000萬噸/年。上世紀60年代，我國掌握了

自主知識產(chǎn)權的催化裂化、催化重整、延遲焦化、煉油催化劑和添加劑等五個方

面的技術，使我國煉油科技創(chuàng)新實現(xiàn)了從無到有的飛躍，解決了國內(nèi)原油加工難

題和主要石油產(chǎn)品依靠進口的局面。

改革開放以來，通過自主創(chuàng)新、開放合作和引進消化吸收相結(jié)合的方式，我

國煉油科技自主創(chuàng)新能力和核心競爭力不斷提升，與世界先進技術的差距不斷縮

小，煉油技術總體達到世界先進水平，催化汽油加氫改質(zhì)、催化裂化催化劑等部

分技術達到世界領跑水平。主體領域形成了一批具有優(yōu)勢的煉油技術，支撐煉油

工業(yè)的高速發(fā)展。

（1）清潔汽柴油生產(chǎn)成套技術的開發(fā)和不斷進步，滿足了我國交通運輸燃

料高速增長和質(zhì)量升級加快的需求，使我國煉油工業(yè)在15年間完成了車用汽柴

油從國I到國VI的升級,在汽柴油產(chǎn)品標準方面主要技術指標與歐美發(fā)達國家相

當。

（2）煉油工藝、工程設計及裝備技術的進步使我國具備了千萬噸級煉廠和

大型煉油裝置自主設計和工程化能力，常減壓、催化裂化、延遲焦化等單套裝置

最大設計能力達到世界先進水平。

（3）渣油加氫、稠油深加工技術、重油催化裂化、延遲焦化等劣質(zhì)重油加

工技術攻克了委內(nèi)瑞拉超重原油、克拉瑪依稠油等國內(nèi)外劣質(zhì)重油加工重大難題,

為非常規(guī)石油資源深度轉(zhuǎn)化、原油資源高效加工利用提供了技術支撐。

（4）煉油系列催化劑的開發(fā)使我國煉油工業(yè)所需催化劑基本實現(xiàn)自給，催

化裂化等催化劑出口海外，進入歐美、中東、東南亞等國際市場。

點評：

煉油核心技術的開發(fā)有力保障了國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活質(zhì)量提升的用油

需要，降低了煉油行業(yè)的技術成本及面臨的技術封鎖風險，而且提升了我國煉油

工業(yè)在國際上的競爭力和交流合作的話語權。

案例7

DDT又叫滴滴涕，化學名為雙對氯苯基三氯乙烷，是有效的殺蟲劑。1948

年，諾貝爾生理學和醫(yī)學獎頒發(fā)給PaulMueller（米勒），就是表彰其對DDT發(fā)

明的貢獻。

在當時的世界環(huán)境中，人類在農(nóng)業(yè)上最大的敵人除了糟糕的天氣外，就是不

請自來的蟲子。世界各地因病蟲害導致的饑荒，每年都令幾百萬人在生存線上苦

苦掙扎，有沒有一種高效的解決方法？解決這件困擾了人類數(shù)千年的大事。但當

時的殺蟲劑要么是自然提取物，價格昂貴;要么是毒性很低的合成物，效果不佳。

米勒給人類帶來一線曙光，他經(jīng)過349次的失敗實驗后，成功合成了DDT,并確

定了它極佳的殺蟲能力。米勒所在的公司把DDT產(chǎn)品化，這種無色無味，功能

強大的殺蟲劑，受到了人們大量的歡迎，很多人其至把DDT直接噴灑到自己身

上，城市里面噴泗DDT,就像今天灑水車一樣普遍。

人類終于擁有一種強有力的對抗害蟲的方法，并取得了一系列重大的勝利，

雖然回過頭來，我們只有短短的數(shù)十年。但是，DDT大量使用后，人們很快發(fā)現(xiàn)

了一個隱藏在其中的問題一一極高的穩(wěn)定性和持久性！雖然單次的使用DDT并不

會造成明顯的對人類不適的后果，但是其卻可以長久的沉積在農(nóng)田、植物、動物、

甚至進入人體在脂肪內(nèi)蓄積，在達到一定的量級后，其更會進一步進入到人和動

物的生殖細胞中，改變遺傳物質(zhì)DNA!這種看似無色無味的對人體無害的高效殺

蟲劑，在歲月的累計作用下，雖然為人類解決了猖獗的蟲害緩解了眼前的糧食危

機,卻也同時嚴重的威脅到了人類生命安全和健康!卡爾森的著作《寂靜的春天》

為我們記錄了那段日子，"一種奇怪的寂靜籠罩了這個地方，鳥兒覓食的地方冷

落了，在一些地方僅能見到的幾只鳥兒也氣息奄奄，這是一個沒有聲音的春天〃。

人類擔心，不久之后，春天里不但將沒有鳥兒的鳴叫，人類或者也將最終消失。

點評：

2001年，122個國家簽署了一項名為"斯德哥爾摩公約〃的全球條約，禁止使

用12種持久性有機污染物，其中就包含滴滴涕。DDT本身是無辜的，關鍵是如

何使用DDT,使人們更加友好地對待環(huán)境以及對待自我，人與自然的和諧相處,

才是我們采取的應有之道。

案例8：一生獻給科學一一黃鳴龍一一來自中科院之聲微信公眾號

黃鳴龍，1898年7月3日生于江蘇省揚州市，1924年獲德國柏林大學哲學

博士學位，1955年被選聘為中國科學院學部委員（院士）。他畢生致力于有機

化學的研究，特別是笛體化合物的合成研究，為我國有機化學的發(fā)展和脩體藥物

工業(yè)的建立以及科技人才的培養(yǎng)作出了突出貢獻。

20世紀20年代，己在德國獲得博士學位的他，滿懷科學救國的壯志，返回

祖國，幫助二哥辦醫(yī)學雜志，宣傳新醫(yī)新藥，在母校浙江醫(yī)藥專門學校藥科教課。

可是，舊社會的現(xiàn)實使他感到痛心，社會秩序混亂，人民生活貧困。他受邀參加

中央衛(wèi)生實驗處的工作，發(fā)現(xiàn)市場上偽藥充斥，只謀私利的藥商對人民的健康毫

不負責。治療瘧疾的金雞納霜（奎寧）片竟不含絲毫金雞納霜。目擊這種不正之

風，他要求嚴格檢查藥物成份，由于有的官員本人就是奸商的同伙，他的建議未

被采納。他深感無奈，1934年再去國外做研究工作。

1940-1943年，正值抗日戰(zhàn)爭時期，他離開倫敦生物研究院，再次奔回祖國，

任中央研究院化學研究所（昆明）研究員。他看到幾乎所有的大學教授和研究員

都是衣衫襤褸，有些教授為生活所迫，四處兼課，卻出不起租車錢。他在西南聯(lián)

合大學兼課，生活同樣非常艱苦。他工作的研究所，非但化學藥品欠缺，連試劑

質(zhì)量都發(fā)生問題。為此他不得不第三次漂洋過海。

1949年中華人民共和國誕生。當時黃鳴龍正在美國，從不斷寄來的家書中，

他呼吸到祖國的清新氣息并受到了鼓舞。他貪婪地閱讀來自祖國的畫報、雜志。

抗美援朝戰(zhàn)爭爆發(fā)了，一向埋頭科研、自詡〃不問政治〃的他，訂了兩種報紙，墻

上還貼起了大幅地圖。他的小女兒回憶當時的情景說，〃抗美援朝成了父親的特

殊科研項目，也成了全家議論的主題。他常常站在地圖面前給家里人講解戰(zhàn)局的

發(fā)展。他常對我們說‘一個人不能為科學而科學，應該為人民為祖國作出貢獻

他的言行給子女的教育和影響很深.在垂暮之年迎來祖國的新生.黃鳴龍無限激

動，他沖破美國政府的重重阻撓，趁應邀去德國講學和做研究工作之機，擺脫跟

蹤，繞道歐洲輾轉(zhuǎn)回國。

1952年，黃鳴龍返回祖國。他在一封給海外友人的信中寫道：我慶幸這次

回到祖國獲得了新生，我覺得自己年輕多了。我乂一個兒子對母親那樣的忠誠、

熱情，竭盡我的努力……如果你也能和我一起在祖國的原野上一同耕耘多么快樂!

我尊敬的教授，回來吧！我舉起雙手迎接你的歸來！在他的鼓勵下，當時一些醫(yī)

學家、化學家先后從國外回來了。他的兒子、女兒完成學業(yè)以后，也相繼歸國，

投入祖國建設中c

1958年，中國藥學史翻開了新的一頁。在黃鳴龍領導下，以國產(chǎn)瞽蕩皂素

為原料，合成〃可的松〃成功了。這項原來安排在第三個五年計劃的項日，提前數(shù)

年得到實現(xiàn)。它不但填補了我國的體工業(yè)的空白，而且使我國合成可的松的方法,

跨進了世界先進行列。在合成可的松基礎上，許多重要的留體激素如黃體酮、睪

丸素、地塞米松等都在20世紀60年代初期先后生產(chǎn)了。不久我國又合成了數(shù)種

錯體激素藥物。為此，當時作為資本主義國家王牌的可的松的價格不得不大幅下

降。而我國的留體激素藥物也從進口變成了出口。因此，大家稱黃鳴龍是我國留

體激素藥物工業(yè)的奠基人，是我國的體化學領域的開拓者。當可的松投產(chǎn)成功，

人們向黃鳴龍祝賀時，他滿懷歡欣而又異常謙虛地說：〃我看到我們國家做出了

可的松，非常地高興，我這顆螺絲釘終于發(fā)揮作用了?！?/p>

1964年，身為中國科學院數(shù)理化學部委員的黃鳴龍，聽到周恩來總理在政

府工作報告中展示的“四化〃宏圖，聽到周總理提出要重視計劃生育，防止人口過

快增長，他立刻聯(lián)想到國外有關笛體激素可作避孕藥的報道，決心響應周總理的

號召，為人民繼續(xù)發(fā)揮螺絲釘?shù)淖饔?。黃鳴龍領導研制的口服避孕藥甲地孕酮獲

得成功，受到全世界關注。不到一年時間，兒種主要的錯體避孕藥物很快投入了

生產(chǎn)，接著在全國推廣使用，受到了廣大群眾的歡迎。1982年黃鳴龍等的〃密休

激素的合成與俗體反應的研究〃獲國家自然科學獎二等獎。

點評：

中國科技史看作是中國新老科學家團結(jié)協(xié)作、前仆后繼、洋滋著愛國主義精

神的奮斗史。深厚的愛國主義情結(jié)是中國科學家求真務實、團結(jié)奮進的動力和人

格寫照。

案例9：迎接挑戰(zhàn)，加速發(fā)展現(xiàn)代儀器事業(yè)一一摘自《科技導報》王大珞，胡柏

順

在現(xiàn)代化的國民經(jīng)濟活動中，儀器有著比以前更為廣泛的用途，儀器及檢測

技術已成為促進當代生產(chǎn)的主流環(huán)節(jié)，涉及所有人類各種活動的需求。儀器及檢

測技術廣泛應用于煉油、化工、冶金、電力、電子、輕工、紡織等行業(yè)。在諾貝

爾物理和化學獎中大約有1/4是屬于測試方法和儀器創(chuàng)新的。例如電子顯微鏡、

質(zhì)譜技術、CT斷層掃描儀、X射線物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析儀、光學相襯顯微鏡、掃描隧道

顯微鏡等?？茖W技術重大成就獲得和科學研究新領域的開辟，往往是以檢測儀器

利技術方法卜的突破為先導的。為此,有些科學儀器越來越復雜、性能越來越先

進、規(guī)模也越來越大。儀器的進展代表著科技的前沿，是科學發(fā)展的支柱，是國

家綜合國力的重要標志之一。先進的科學儀器設備既是知識創(chuàng)新和技術創(chuàng)新的前

提，也是創(chuàng)新研究的主體內(nèi)容之一和創(chuàng)新成就的重要體現(xiàn)形式。

解放后我國的儀器事業(yè)幾乎是從零開始發(fā)展起來的，建設了一批門類比較齊

全的儀器儀表的生產(chǎn)和科研基地，為鋼鐵、煤炭、電力、石油、化工、輕紡、交

通等國家經(jīng)濟建設各行業(yè)，為國防建設、"兩彈一星〃及科學研究做出過積極而有

成效的貢獻。儀器儀表事業(yè)也得到了相應的重視和發(fā)展。但隨后機構(gòu)改革、企業(yè)

下放，“造船不如買船〃的議論盛行一時，儀器儀表事業(yè)出現(xiàn)大滑坡，大量國外儀

器涌進中國市場。現(xiàn)在我國科學儀器事業(yè)還處在十分被動的局面，與世界先進水

平的差距還在不斷擴大而不是逐年接近，大量高檔的儀器和重大設備，主要依賴

進口。

發(fā)達國家中的科學儀器的發(fā)展，已從自發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)入到有意識、有目標的政府

行為上來。美、日、歐等發(fā)達國家和地區(qū)早已制定各自的發(fā)展戰(zhàn)略并鎖定目標,

有專門的投入，以加速原創(chuàng)性儀器的發(fā)明、發(fā)展、轉(zhuǎn)移（化）和產(chǎn)業(yè)化進程。發(fā)達

國家憑借其先進的科學研究水平、長期高技術儲備、有效的管理體制、廣泛占領

世界市場的基礎、強大的經(jīng)濟與軍事實力，企圖遏止發(fā)展中國家科學儀器的自主

研制。這種態(tài)勢已日益明顯，應引起我們的高度注意。

點評：

黨的十九大報告提出要“加強應用基礎研究，突出關鍵共性技術、前沿引領

技術、現(xiàn)代工程技術、顛覆性技術創(chuàng)新〃，科學儀器作為應用基礎研究的工具和

技術創(chuàng)新的載體，自主研制將為解決我國關鍵核心技術受制于人的問題，促進科

學儀器產(chǎn)業(yè)技術進步和創(chuàng)新，推動經(jīng)濟和社會發(fā)展發(fā)揮關鍵作用。

案例10：雙烯合成一一來自百度百科

雙烯合成即狄爾斯―阿爾德反應（Diels-Alde「反應），由共輒雙烯與烯烽或

煥煌反應生成六元環(huán)的反應，是有機化學合成反應中非常重要的碳碳鍵形成的手

段之一，也是現(xiàn)代有機合成里常用的反應之一。雙烯合成是1928年由德國化學

家奧托?狄爾斯（OttoPaulHermannDiels）和他的學生庫爾特?阿爾德（KurtAlder）

發(fā)現(xiàn)的，他們因此獲得1950年的諾貝爾化學獎。

最早的關于狄爾斯?阿爾德反應的研究可以上溯到1892年。齊克（Zinke）發(fā)

現(xiàn)并提出了狄爾斯-阿爾德反應產(chǎn)物四氯環(huán)戊二烯酮二聚體的結(jié)構(gòu)；稍后列別捷

夫（Lebedev）指出了乙烯基環(huán)己烯是丁二烯二聚體的轉(zhuǎn)化關系。但這兩人都沒

有認識到這些事實背后更深層次的東西。1906年德國慕尼黑大學研究生阿爾布

萊希特（Albrecht）做環(huán)戊二烯與苯醍的縮合反應，得到了一個沒有顏色的化合

物。阿爾布萊希特提了一個錯誤的結(jié)構(gòu)解釋實驗結(jié)果。

1920年德國人馮?歐拉（vonEuler）和學生約瑟夫（Joseph）研究異戊二烯

與紫醍反應產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。他們正確地提出了狄爾斯-阿爾德產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，也提出了

反應可能經(jīng)歷的機理。事實上他們離狄爾斯-阿爾德反應的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)非常近了。

但馮?歐拉并沒有深入研究下去，因為他的主業(yè)是生物化學（后因研究發(fā)酵而獲

諾貝爾獎），對狄爾斯-阿爾德反應的研究純屬娛樂消遣性質(zhì)的，所以狄爾斯-阿

德爾反應再次沉沒下去。

1921年，狄爾斯和其研究生巴克（Back）研究偶氮二按酸乙酯（半個世紀

后因光延反應而在有機合成中大放光芒的試劑）與胺發(fā)生的酯變胺的反應，當他

們用2-蔡胺做反應的時候，根據(jù)元素分析，得到的產(chǎn)物是一個加成物而不是期待

的取代物。狄爾斯敏銳地意識到這個反應與十幾年前阿爾布萊希特做過的古怪反

應的共同之處.他與另一個研究生阿爾德一起提出了正確的雙烯加成物的絹構(gòu)-

1928年他們將結(jié)果發(fā)表。這標志著狄爾斯-阿德爾反應的正式發(fā)現(xiàn)。從此狄爾斯、

阿德爾兩個名字開始在化學史上一閃一閃的。

在他們的論文兩個作者很深遠地看到了這個反應對有機合成觀念的顛覆作

用，他們預言了該反應日后將在天然產(chǎn)物合成領域的重大意義。當然兩人在文章

中也透露出地主惡霸的作風。先是在文章開頭把阿爾布萊希特提出的錯誤結(jié)構(gòu)這

件事用很惡毒的語言痛批一頓。在文章最后乂聲明兩人對該反應有專屬權，不允

許其他人使用。當然，科學界不把這些話當回事。狄爾斯、阿爾德兩人后來卷入

該反應的發(fā)現(xiàn)權紛爭中，分散了精力，沒能實現(xiàn)他們預言的〃在天然產(chǎn)物全合成

中的應用〃。

1950年，伍德沃德第一個開創(chuàng)了狄爾斯?阿爾德反應在全合成中的應用，從

此以后，合成大師們用睿智的大腦把狄爾斯-阿爾德反應的應用發(fā)揮到了爐火純

青的極致。伍德沃德在其一生的合成實踐中大量應用狄爾斯-阿爾德反應構(gòu)建六

元環(huán)。伍德沃德于1960年代開始，與剛?cè)牍鸫髮W做研究的理論化學家羅德?霍

夫曼聯(lián)手，結(jié)合大量的實驗事實對狄爾斯-阿爾德反應和相關周環(huán)反應的立體化

學做了透徹的理論研究，最終導致了在當時震撼了整個有機化學界的“分子軌道

對稱守恒原理〃的誕生,1979年伍德沃德逝世；1981年霍夫曼因該理論而獲得當

年度諾貝爾化學獎。

點評：

合作共贏的發(fā)展才可持續(xù)一一現(xiàn)代科學的重要啟示。

案例11：北京交通大學實驗室爆炸事故一一來自北京經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)安監(jiān)局

2018年12月26日，北京交通大學市政與環(huán)境工程實驗室發(fā)生爆炸燃燒，

事故造成3人死亡。經(jīng)事故調(diào)查組認定，事故是一起責任事故。

2018年2月至11月期間，北京交通大學土木建筑工程學院市政與環(huán)境工程

系教授李德生先后開展垃圾滲濾液硝化載體相關試驗50余次。在使用攪拌機對

鎂粉和磷酸攪