静 鬻静
催钯化 交 叉 偶 联反 应
2 10年0 贝诺 尔化学 成果奖介 绍
◆发丽 杨克文 刘 光杨 (
北京师范大化学学学)院
【 摘要】L 5 4 ̄ ̄ 80 的发年展, _. 催化 交叉偶钯反 应在联 批大科学 家共 同努的力取下得 了巨大成就 为,合天然产成、物复杂 药分物子 、聚合物 、 功能料 、材生命 性活化合等提供 了高效、物 的工致具 ,为支 撑药、制精 成料化材学 、电 工 子业现代等工 文 业的 巨明大量力。本文介 绍 了 2 1 0年0 诺尔贝化 奖得 学理主查德 一赫克、 岸英和一木章在铃催化 交钯 偶叉反 联应的发现和发展上作 出 主的要贡 ,献 并分根 析 该成了果
的主要 应 用 。
【 键词关诺 】贝尔学奖
钯化化催交叉偶联
应
用
21 0年 01O 6日, 瑞典皇家 月学院布宣将 贝尔化 学奖诺授予 美国 学 但科又不于使至太它活 , 泼于是成温形和的碳 钯键一, 在 应反过 程中。 原钯 子
家
理德 查一 克、 日本赫 学科根家英 岸一铃和木 章 以,彰他 们表开有 发 的 又效 可以 别 的把碳 原 子 吸引 来过, 成 一另个 属 一金碳 , 时 键两个 碳 原 子 形
此连碳原子以接构 复杂分建 的子方法—— 催化钯叉交偶 联反 应 。
一都连
接钯原在 子上, 它 们的 距离足 够 近而接 发 反 生 应 ,生 成 新的碳 一 碳单
键 。
、
钯催化 交偶叉反应 的相联关背
1 景叉偶交 联反 . 应联反偶应, 从义 广上 讲 , 是由两个 有分机子 进 行某 化学种应反 生 就 而一成新有机个子分的过程 狭。义 的联偶 反应是 涉及 有机 金属催化 剂碳 的一
下以个反应两式表了代型 的两典钯类催化交叉联偶应反。
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键碳生的反应成, 根 类型的据不,同 可分为自身 联反偶应 和交偶联 。 叉又 2 碳 键碳形成的重性 要 .
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交叉
偶联应反一是个机有分与另一有子机子分生的不对称发偶反应 。
联踊植鹳联 试 制
上 两述个反应催的剂化都是价的零 金钯属, 都 使用 卤烃代R ( 代 卤X 或
作新 碳碳一的键成形在有化 机学中 是极重其 的要。人 们解 了天了然有 烃的似类 物) 为亲偶电联剂。区试别于在两个 反所应用的选亲核偶 试 剂 联, 应 反 ( ) 用,的烯烃是, 在 中1选 应 反 )(2 中则是 一种有 机属金化合 物 R 物机质的构结性能和, 并根据有物质机
的结构, 通碳 原子过装组成 链 ,立 建M( M z为 , A 或 s)n B, l 。我们n 所知熟的赫克 应反于 反属 应 ( ) 1一这 的 类有 机子 , 分最终现天然实机有 质的物 人工合 。成目前 为 止,人 类已利 经 交用叉偶反联 , 应根岸反应和铃反应 木属于应 ( 这一 类反。于由反应底 物 2 有机合)化成学段创手造几千出种万质物, 且越来越 多 的有物质 机经已 广泛 不 , 三同个应反的应 范用围和 适用径也途各不相 同 , 面 三对位科学 家 在 下应用到 制 、 建药、 食品、 纺材等织 类人生领活 域。 们 的生活也几 离乎不开 我钯催交叉偶联反化应领作域出的要贡主献进简行单的介绍 。 有物 了机。成合物药 、料等塑有机 质物 时 ,要需用小的有机 子 将碳原分子 连接 在一构起新的复建杂分子 大,因而 有机成合 高效中 的连接 一碳 碳 键 的
方法有机合成是化学 中的要重工具。从以 该往 领诺 域尔贝 化学 的奖授予 二
三、位 科 学家 的 要主贡 献
1 克赫钯在化催交叉偶联反应域的开拓性领作 工.
克反应赫的发过展可 程以追 到溯 20 世纪6 0代末。1年 6 9年8 克发 赫现在室温件条下基钯甲 卤物化或 苯基 卤化钯 物(d R=eM ; PPX;R, h X 卤 =素)能够与 烃发生烯加成反应, 成得加到的 物产通过 B一 消除最氢 得终
情到也可况以 出看成合新 碳 碳键一重要的:性9年2维多 ・克11 林格 亚因发 明格林尼亚尼试剂—有—机镁剂获试奖, 5 1 年0尔斯和阿迪德尔 发明因双烯 9 反应尔迪 一 阿斯尔德反获奖 应 , 7维年蒂与希布因朗发 明维 蒂 反希应 共1 99
烯丙或苯烯乙。 反该应有机在成合域取领 得突破 性了进 展 实现。 了烃烯的 同获 奖 ,02 5伊年夫・ 0 肖万 、伯罗 ・特格 布拉、 理查 德・ 施 克罗 在因有机化 芳 化和基烷化 。基制 反备见方程 应( 3。 ) 学的烯烃复解分反研应究方作了突面贡献出奖获 。
3 早研究 期.P
P C H十 = … 一+ C一C ……t生 hPd I  ̄ CH ~2 1 一 P …-递 h 一2 一 H2 H h23
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…-
…
,
HPJC I一 lL 一Pd O )( d l t () ㈣ 3
-
一
碳原子化
学质不活泼 性, 碳 原之子间不愿 相 结互合, 因而 涉及 到个 两碳原子之
间化学反应的, 件条 求便 要会 较比苛 刻早。 在一 多百前 , 年 科学
P
lh PI
眦赫在 早期克的 究 中 ,研有 机钯 化物 R 合dP X是
由有机金属 汞化 合物 R X二价钯和盐应反成 生,Hg 但大量有机金属 试剂 使用的 限制了此 类反 应
广泛应用的 。
们家就 经开已在思始 考这问题个 。1了 0年法 国化家学克 维多 ・尼林 91 格
亚发现 属金 镁与卤烃在代醚 溶液 中反 应生 一类成高 活性机 有属金 镁合化
赫
反应是最克发现 早的钯化 交催叉偶联反应 ,实际上 , 了赫克教 授 以除外, 日本的机有化家沟学木吕勉人等于17 9 1 年现发零价钯或者价二 钯 可催以碘化与乙苯烯化基物之合间 的偶联反 应 ,钯催化偶联为反应的发现 也和一进优步化出作很了大贡 献, 因此赫克 反 有应时也 为称沟木 吕赫克反一
物,
以他即的名 命字 名的“格 式 试 剂”通 式 R ,g( Mx 代R 烃表 基 x, 代表卤 ) 素利镁原用强子塞给碳行 原子个 电子两, , 碳使 子原得活 变 跃 ,以和 许 可亲电试剂多应反构碳建一 键碳。项这 常重非要 的成 果 使格,林 亚获得 尼 了11 年的诺贝化尔学。然而 奖 。2 由于格9 试剂 式应反性太活高 。 这种 方使法
应
遗。的憾 是 沟吕,木勉患胰因癌在腺 1 80年就9英年 逝早 ,能 看这一到 未 在合成结 构复 的杂分子 时大有很大具局限 :人 不能们制活跃 控碳原子的的 “非常完美的结局” 。 行 为, 应往反往产 大生量 副产的物。 大低 了降反 的效应 率;大 另一 面方 , 格
2 根岸英一发展了 更加 温的和钯化催交偶叉联应反 .
林
尼 反应亚一般难 以用来合成 两个不饱 碳和之 间的碳 一碳键 如,芳基烯 与基之间的 一碳碳键 。 4 机 有成中的合催钯化 交叉联反偶应 .
在有机合 成程中过 。科 家学们将原碳 连子在接起一首选 的法就方 把是
为连作接点的两 碳个原子活化。继格 试剂发氏现之后, 学家们在格 林尼 科
研亚究的基上 , 础了大的铁 量、 、、 等过 渡 金属 化催 氏试格剂 有与 做 镍 钻 随铜着代时发展, 合 成机有 学化研究愈的加入 , 2 深世0纪后期半 学,家 机卤化物 的交偶叉 联应反研的 工究。至作 71 科 9 年5 uaa, i rM s将该 反类 应 hh们发现 了大 量通过过金属催渡来化造新有机创 分子的反应, 促 有使机 成 合催化的拓剂展至 属金钯。 这 时个期 ,有 也研究的 者尝试着将高活 的性有机
化学快速发
。特别展赫克是 根岸、一和铃英木发章 现钯催化的叉偶 交反联 金属合物中的化金属换 成锂( 氏试 为剂有镁化机合 物) 格 但。不 格论 试 氏应。 化为学家提供们 一个了更精确为有效的
工具。 ’ 剂还是 机有化合物锂, 它们 都比较活泼 , 与般 一能官 都能团反 应 ,选学择 化
三位 科家学现 的发钯化催交 偶叉联反应 中 都 使了金用属钯作 为反应 性较低 因此 。, 偶叉 联 反 应使中 用 些这试 来剂 进 合 成 行 不 都是 最 理 交 的 化催剂, 当 原子与钯原子连在碳一起时 钯,子唤醒原“了懒 ” 的碳惰原 。 子 的 。想
6 0 /0 1 672 1
静
同 时期 一, 根岸英一始 开一 了列系的 研究, 力求 寻找一 有种 金属 机 葵化毒素分极子其庞大 ,堪 称机化 有界学的 “ 龙” ,91碳个原 ,子 2 恐 2 2由 3
个
合 物 ,在钯其催 化下与有机 化卤 物交 叉偶 联反 应时 具有 更高 学化选择 原子氢, 个 氮 子和原 5氧原子成组 (图 3 哈大学佛 si 使K 3 个 如4) i教 授领 导h
性 他。先后尝 应用锆 试、、 、 、 铝硼 锌等 锡多 种属来金制备有机 金 属合 化物, 的研究 组小过 经8努年力 , 18 于 99年 成完了 海葵毒 素的全成合, 5年 后 科, 17 9 6 年 他,道 报在了零价 、 镍配 合物化催下 ,钯 铝 有机化物 与合代烃能卤发 学家 又对其们合方成法行 了进优化改进 ,大大提 了高产 率 , 步进骤 中就 改 生联 偶反应之后 。 ,陆又报道 了续 镍、 钯 配物催合化 、锌 等有机锆 合化物与 用到 了 铃木反 应 。 卤代 烃间的偶之联应反。其中 有机锌化合 物作为亲核 偶联 试剂 能其 比 它、
的
有金机化合物属得获高更的率产 反。条应件 较和 温, 且 学 选择性化较高。 与 格 试剂或者氏机锂有合 化相物比, 使用这种 有 机 试锌剂时 , 许允反应 底 的多物种官能存在不受团影响。后 来 类这锌、 、 铝 等锆有机 金属化 合物 与
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。
…
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代卤 之间烃钯催的偶联反应成化 另为一合成种碳 一 单键碳 的重反应 要 ,人
称们它“为 岸英一反应” 根,反 通式如下应 : R
X十 'R — M -R・+ M XR ( )5
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一
讲 …一 1
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后 来, 岸根一和英其他的一些 研究 又者做了许 对多岸根 英一应 的改反 进优和化作工。类这应反不断发展成 , 熟目天 然前产物的全 合 成中得 到 在广
泛的用。 应
图
海葵毒3素 据不完全 统 ,计目前 超 过 2的制%业药学合化都成涉及到钯催 化叉交 5 偶联反 。应克反赫应 经已用 于炎抗 萘药普 生和 哮药喘 鲁司孟特等 的 规大
3
铃 木章的进一发现步 . 1在7 89 , 岸年英 在一究研催钯偶联反化应 就 已时经到提 过, 根基 炔硼
化
合物有与 机化物卤在钯催化的情况 下 以可 生偶联发, 由 于不高效能地
到偶 联得产 物 ,他没 有进行加更入深 研的究。 719 年9日 北本 海道大 学铃 的木
生模产 ; 岸反应 根用于B 胡萝 的卜成 合 ,大缩短 了反 应骤 ,步高 了 一素 大 提 应效反率 ; 在构 高度结 杂 的复抗 生素— —古霉 素的万合成 , 铃木中反 应
挥发了 重要的作用 。
章 教与他授的同在伴篇两文 中章道 , 报机有硼 合化在碱物 条性下件可 和以 乙 烯基化物合者芳基或 化物 卤发钯生 催偶化联反应 , 如方程 () 6 。・ 反 中 应 加入了一定 量的 碱。 过碱与通 的硼位 ,配有机硼试 被剂活化, 应 反在和 的
温件条下可以顺利进行 。 就
R X +R 2 ' 堕B Y R RXB 2Y十 ,
A
ca l rs zi是一 个有含8 hdo个 手性中 心的大环 酯 内, 有具明显 的 抑制癌 细胞长 生活性 的。Mn h 人等第一次完成 了 A a l cs e e cr z ih d A的全 o成合他
们。在温 的和 条 件 下 用 ,赫 克反了应 较 高立 选 择体 地性实现 了 烯 双的 运
R a -vy n l| y.t R. ̄ ,i r,y k 1c a c
X
h etl ftc e , O | r ̄ i a ia, d rl e t。 e R
e随着研的深入 ,究 该应反的底物 渐逐扩 展到 烷基 卤化 。物该 应在 较
反的碱性弱件条下可 就实以现 , 具有广谱 的官能 团容性 以及 兼的化高选 择 学性, 且通常 况情下有硼化机物稳合 定、无 毒, 因 此, 地应 用于泛 药工业。制 广
三、 钯 催化联偶应反应用的 一
图
赫克4反在应 rAhzls A成合中的应用 c a o di 海种生洋提取物物h naoeoA有具抗 病毒的效 用, e xnz l 其 结构 图 见 5
1
于用然产天的物成研究 .
天然产合物生命活性物质和着有 和自然一样界复杂 的成 和组构 , 钯结 而 催化 交偶叉反应联 作为学家们手 中科 高效和精 最确的合工成 , 具像强就 力 电焊机
样 ,一 让学家科们可以随心所 欲 复制地 和创复杂有造 分机子 目。前
头箭所示位置是利根岸用反将应个两原碳相连接子 的。
为 止,已 有经余种天百产然物和生活 命物质 性合的成过 中运 用到程赫 反克
应 ,根岸应和反木反应铃也同 有样较着高率频 使用的 。 豆杉属红物植 的一中复种杂次代谢 产生物——紫 醇 杉 是世,界 上 应用
广泛最抗的癌物药, 初从 紫最树 杉皮中提 取得 到 19。9 5年 ,有研 者究发 了对表杉醇的紫合全成 , 分子 内中八元环 形的成是 整个合成 最中 关也 键 是其
5图根 反 岸 在 应h nooa exznlA合 成 中的 用 应
e最困的难骤 步 ,过通克反赫应 , 他确精完成 了地该骤步 ( 1 图。 )
从粘
细菌中分 得离到的 埃皮霉 素( p tn i ) oEhl e是 一十类六 元 环大的环 o 内酯 类物 药, 它对乳腺和 卵癌巢等癌 种恶八性瘤肿都 有很 好的疗效。相 对
抗癌 星明杉紫 醇。其抗肿 瘤活更性 、好溶性 高 更 、 结水构更简单 和毒副作 用
低更 , 系列一 埃皮罂素 合化 物 的 成合 , 中在 木铃反应 均有重 占要的 地位 。
图
6 是 E oi 的一条n成合径 ,路 中体化合间物 c合的 成。中 到 了用 p t e hlo 应 其 铃偶木联应反。
图 1 克赫反在应紫杉 醇成合中的应 用 P m tx l ui io 是A一能影响神经系统的有毒种 生碱 物,i on 由 蛙毒 的肤皮分 泌产生 。 miooP i ul xt A的全 合成中 一个关键 步骤 用到 了就根 岸偶联反应 ni ( 2 反 中应偶的试剂联用 的选是种一含有 B—的H烷基化锌合 。物图 )
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i 酬执 舳 A
图6 木铃反在应埃霉素合成 坡的中用 3应用于新型材料合成 .
着随催钯化偶联应反的 一进步展发 和熟成, 料材 化领域也 学始应 开用
图 2根岸 应反在 P l m t i合成A中 的用应 u oi nix o 令最人叹惊的例子 是 海就毒 葵素的 合。成 海毒葵素 是一 种从 海洋 生
这
一精的合准成具工来 成一些 合构结 组和 成加更 杂的新复型材 。料如
现, 这一今工具的用与应日俱 , 已经增收 获 累硕累果 。量大的文献 报 了使 道 钯用催化联反应合偶高分成子合物、聚功能 性杂复分。( 下转子 第18) 1 页 0 /0 61 7 21
7
物中 离分出来的毒性质 。 近物年 些研究的显示 ,有它一 的药用价定 值海。
静
静 主
人 持、 习经讲座验的讲座嘉 宾 ,加英 文 剧 比短 、赛 参学演 讲比赛 、口 技 语 正渐形成逐围浓、 范围氛 、广次多 、 层 系列化 的英语学 习环
境。 积经累 验 ,
能赛大需等较要综合素高质的动活 等, 进步加 强一和锻学炼生对应不 同场 结过去 , 师总意识也到活动 组细织节 中有 很大还的改 善空 。间今 后 教 在,
景和情况实际的用应力能。 教 师精心组 织、 学生极积参 与 下 英语, 第课 堂活二动必定会 为 校文化园建
4 注
普重性和群体参及与性 。 管最终尽培养 的目标 对都象 具是有 优设助力更 多。 .
职 良业质 的素生学 以,文素质的知识技能人培 养主为第二课的堂 动活还 不 单纯地能向专业 程课“ 中 优 ”选优 的业技职 能赛 大齐看。二课 第堂活要 动 考活虑动参与 对 象的及普性, 兼培养顾 、 价 学生评听 、、 、说 读能力的写 样多 性, 辅助 课理堂教学论的相关 和充性激分 发大学生 广参 与的性活动。 中 既 要 展个示人 才 华,也 要规 定团队参 ,与让 学生充分 会 体活 动对 自 发展和
身成 长真的正意义 。 参考 献 文 :
[]
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[
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5
调强指导, . 让生学得到锻 炼。在第二课 堂动活 中 无论 。 习“ ” 学型的 知识能积 累还是 “技 应用型 的语言 ”能展 力现 ,都 要有活求动 划计 、实环施 节 排安 过、程记 录材料和 活最终 总动 结; 于 竞至 类的活 赛更动是要 定制 细的参赛详须 知、评分标准 竞、 流赛 ,程 请专门 委 评,聘 保存 竞 赛料 和原材始 分资料等。评师首先教要整做安体 排, 后把 关键控 节环 手让学,生多 然 放 做 宣 、传设计 、 排和协安 工调 ,作让 一学 些在组生织 活 中动得到 沟通、 作 的充分锻协 炼; 时同在设铺好 平的上让 更台多学的生参 与在动 活得中语 到 言
力能充的分锻。 炼
[
]4 王 燕. 高职校院 校园化现状 的文思反建及设策[ ]略教 育与 职业, J .
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1[ ]6 春兴张等大学生.与 园校文 化 .[M] 台北: 嵩出山社版 9,5 81 .
[
7 ]国国中家图 书联馆机公共 录查 目询统. 系
题课 项 目:文 系北 京 通 交 职业技 术学院 2 0 本 90 年度 级 “院
共 英语 ”公
课
H0 T 9 1。随 着语第二课堂活动的 陆续 开展 , 越英越来多的 学生极积 与 参 学院, 精 品课 建 程设 目项的研 究 成 之 一果 ( 。编 号题: 2 00)
(接上第 6 页 7) 机发光二有管极 OE , LD 具备 轻 、薄 电 、省构 造简、 单本成、 低才能现实环境友好, 怎 样能把反应 才成本的 降到低 最 ,怎样 才能将 更多的
可视度角等优大良特 , 在新性 超型优薄 显质屏 示的 发开上极具应用 潜力 , 反应从实室走向验化 工厂…这些… 都科是学家们 在 继续还努力探 的 问索
被为 视2世 纪最 有前 途 的 品之 产。其 发 一光层中 有的 机 材 是料 决 定 题 钯。 催化偶联应还反将续继影着响们 我的生活, 进 个整社 的会进步和 1 促OEL D件 光电元性特表 现的关键 素因, 而 找更寻质优 有的机材料 也常常会 发 展 也,定一会 有加辉更 煌前的景 。 到用钯化催叉偶交联反应 。 四
望、 展
参文献考 :
[
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[] 2胡飞跃,国 .强林 代 现有反 应: 金属 机催化反 [ ]应 京北: P 化. 工 学
业出版 社 , 0 8 2 .
0过经近4 年O发的展 ,催化钯 交叉联偶反应 在大批 科 家共学同的 努
力下取得
巨大了就成, 合为成然天产、物复 药杂物分 、 聚合物子、 功 能 料、 材生 命活性合物化等提供了高 效、 致工的 具 , 为支撑制 、 精 成 材药料化学 、 子电 业等工现代业文工明的 大力量巨,钯催 交化叉 偶反联应” “的发 获得诺贝
现尔学奖化也可谓是 实名 至归。然 而 ,于 对类 这反应的 改 进思及考 从停未 止 如何优化,件条使产生的反副应和副 产物 尽可 能的少 ,怎样 的反应条 件
[
] 3何仁 陶晓春,, 张 国.兆金 属有机化 学[ ]海上 : .P 华东 工理学大出
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2[] 4
韶光, 张文张.雄构 复杂有建机分子有力工的具—_O— 年O贝尔 诺 2 1学化奖述. 大简学化学,0 2 ( 0 2 ) ,5 1 .6
( 上接 第7页1 0) 同时调强生学要粗 对、细运动技 能, 全 安 健、康 生活方式 的 nd e态 ; 度ec )互相协作, 适 时调整自 角身色 合作 ( o的rt n p态 度 :Ceoi ao) 在
和行思为 准 , 则行进学科合的理间时安 , 并排有择选性的 组织成完任务 ,而进 考
或
解决问和题难 时富题创有 力造和想 力的创造象 lav1r) ce t. 度态 ;学 i y对
做到自我管理 最。要求学生 后在成长 程 中,过 够能 发并现提出 问题, 通过 习本 以及世身 界、人 类及其文化好奇心有的 学 (好 ui )oC r ys 态度; 理了 解 i t为观察 计、 划 收集 、 ,记 录 、理相 整数据关 ,科学 的分析解释数 据, 从而具备 调 他 人们法 、想解 释情和感设而处地身 同地情( m ya态 ;度 Ep t) h以 热及爱学 习 研 的 力能 。的热情 (n h ss ; Etu m)i独立 的思想行为和, 根据a理 的原合则作 出自己判的 断
四、 Y
项目课 程学生应具备中态度 PP的
并
解释 能自己断的独判(n立 eend e度 ; 态Idpn c )e 有强 烈的正感 义 诚实 的正
、
“什么时间该学的 会, 要就在 么什时间学会。 抓住 应应学的会时机 , ” 根 (n直eai) Itrgy态 ;度t 尊敬 己自 他、人周 围世和界 尊重的( ecp)R s te 态 ; 度 锐敏据 儿童 理生和心理 的发 展 点特 小, 学阶段强化 母语 英和 的学 习和训语 的 察世界洞的 不和 同样 多性 能对 且别 人需的 求 做出反应 的 容宽 o(r 在Tl- nee态度 , 从 而造学塑的完美生人。 格 练, 时强所调有 科都 要与 学PP 项 课目程理 念相 合 ,融 学造 符合生 ca )同 Y打 P项P 课目程式模求的十要大 二态度 ( t u e) 即具有欣 这个世赏 界 和 AtY ds ,i t 人的奇迹、 类丽美 欣赏的 ( pr ii) A p e o a度态; 担学 习 责 任,持不懈 , c t n 承坚 我自束 , 有约任心责的 诺 (承 o m tt 态 度e; 为 >学者 对自己 能的 力 充Cm i n} m 作 -- 3 满心信 勇气 冒险。。 用所 学 识、知出 适当 决 策选 和 的自信择 【 fo 有运做 nC -i参
文献 考: [] 燕 .文1翁 球化全景下的背 际国 高中课述程评—— 以 BI课程、 P 课 A程 例[ ] 为波宁教学院育报,0学8 , 8 ..J20 ( )
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静 鬻静
催钯化 交 叉 偶 联反 应
2 10年0 贝诺 尔化学 成果奖介 绍
◆发丽 杨克文 刘 光杨 (
北京师范大化学学学)院
【 摘要】L 5 4 ̄ ̄ 80 的发年展, _. 催化 交叉偶钯反 应在联 批大科学 家共 同努的力取下得 了巨大成就 为,合天然产成、物复杂 药分物子 、聚合物 、 功能料 、材生命 性活化合等提供 了高效、物 的工致具 ,为支 撑药、制精 成料化材学 、电 工 子业现代等工 文 业的 巨明大量力。本文介 绍 了 2 1 0年0 诺尔贝化 奖得 学理主查德 一赫克、 岸英和一木章在铃催化 交钯 偶叉反 联应的发现和发展上作 出 主的要贡 ,献 并分根 析 该成了果
的主要 应 用 。
【 键词关诺 】贝尔学奖
钯化化催交叉偶联
应
用
21 0年 01O 6日, 瑞典皇家 月学院布宣将 贝尔化 学奖诺授予 美国 学 但科又不于使至太它活 , 泼于是成温形和的碳 钯键一, 在 应反过 程中。 原钯 子
家
理德 查一 克、 日本赫 学科根家英 岸一铃和木 章 以,彰他 们表开有 发 的 又效 可以 别 的把碳 原 子 吸引 来过, 成 一另个 属 一金碳 , 时 键两个 碳 原 子 形
此连碳原子以接构 复杂分建 的子方法—— 催化钯叉交偶 联反 应 。
一都连
接钯原在 子上, 它 们的 距离足 够 近而接 发 反 生 应 ,生 成 新的碳 一 碳单
键 。
、
钯催化 交偶叉反应 的相联关背
1 景叉偶交 联反 . 应联反偶应, 从义 广上 讲 , 是由两个 有分机子 进 行某 化学种应反 生 就 而一成新有机个子分的过程 狭。义 的联偶 反应是 涉及 有机 金属催化 剂碳 的一
下以个反应两式表了代型 的两典钯类催化交叉联偶应反。
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键碳生的反应成, 根 类型的据不,同 可分为自身 联反偶应 和交偶联 。 叉又 2 碳 键碳形成的重性 要 .
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交叉
偶联应反一是个机有分与另一有子机子分生的不对称发偶反应 。
联踊植鹳联 试 制
上 两述个反应催的剂化都是价的零 金钯属, 都 使用 卤烃代R ( 代 卤X 或
作新 碳碳一的键成形在有化 机学中 是极重其 的要。人 们解 了天了然有 烃的似类 物) 为亲偶电联剂。区试别于在两个 反所应用的选亲核偶 试 剂 联, 应 反 ( ) 用,的烯烃是, 在 中1选 应 反 )(2 中则是 一种有 机属金化合 物 R 物机质的构结性能和, 并根据有物质机
的结构, 通碳 原子过装组成 链 ,立 建M( M z为 , A 或 s)n B, l 。我们n 所知熟的赫克 应反于 反属 应 ( ) 1一这 的 类有 机子 , 分最终现天然实机有 质的物 人工合 。成目前 为 止,人 类已利 经 交用叉偶反联 , 应根岸反应和铃反应 木属于应 ( 这一 类反。于由反应底 物 2 有机合)化成学段创手造几千出种万质物, 且越来越 多 的有物质 机经已 广泛 不 , 三同个应反的应 范用围和 适用径也途各不相 同 , 面 三对位科学 家 在 下应用到 制 、 建药、 食品、 纺材等织 类人生领活 域。 们 的生活也几 离乎不开 我钯催交叉偶联反化应领作域出的要贡主献进简行单的介绍 。 有物 了机。成合物药 、料等塑有机 质物 时 ,要需用小的有机 子 将碳原分子 连接 在一构起新的复建杂分子 大,因而 有机成合 高效中 的连接 一碳 碳 键 的
方法有机合成是化学 中的要重工具。从以 该往 领诺 域尔贝 化学 的奖授予 二
三、位 科 学家 的 要主贡 献
1 克赫钯在化催交叉偶联反应域的开拓性领作 工.
克反应赫的发过展可 程以追 到溯 20 世纪6 0代末。1年 6 9年8 克发 赫现在室温件条下基钯甲 卤物化或 苯基 卤化钯 物(d R=eM ; PPX;R, h X 卤 =素)能够与 烃发生烯加成反应, 成得加到的 物产通过 B一 消除最氢 得终
情到也可况以 出看成合新 碳 碳键一重要的:性9年2维多 ・克11 林格 亚因发 明格林尼亚尼试剂—有—机镁剂获试奖, 5 1 年0尔斯和阿迪德尔 发明因双烯 9 反应尔迪 一 阿斯尔德反获奖 应 , 7维年蒂与希布因朗发 明维 蒂 反希应 共1 99
烯丙或苯烯乙。 反该应有机在成合域取领 得突破 性了进 展 实现。 了烃烯的 同获 奖 ,02 5伊年夫・ 0 肖万 、伯罗 ・特格 布拉、 理查 德・ 施 克罗 在因有机化 芳 化和基烷化 。基制 反备见方程 应( 3。 ) 学的烯烃复解分反研应究方作了突面贡献出奖获 。
3 早研究 期.P
P C H十 = … 一+ C一C ……t生 hPd I  ̄ CH ~2 1 一 P …-递 h 一2 一 H2 H h23
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…
,
HPJC I一 lL 一Pd O )( d l t () ㈣ 3
-
一
碳原子化
学质不活泼 性, 碳 原之子间不愿 相 结互合, 因而 涉及 到个 两碳原子之
间化学反应的, 件条 求便 要会 较比苛 刻早。 在一 多百前 , 年 科学
P
lh PI
眦赫在 早期克的 究 中 ,研有 机钯 化物 R 合dP X是
由有机金属 汞化 合物 R X二价钯和盐应反成 生,Hg 但大量有机金属 试剂 使用的 限制了此 类反 应
广泛应用的 。
们家就 经开已在思始 考这问题个 。1了 0年法 国化家学克 维多 ・尼林 91 格
亚发现 属金 镁与卤烃在代醚 溶液 中反 应生 一类成高 活性机 有属金 镁合化
赫
反应是最克发现 早的钯化 交催叉偶联反应 ,实际上 , 了赫克教 授 以除外, 日本的机有化家沟学木吕勉人等于17 9 1 年现发零价钯或者价二 钯 可催以碘化与乙苯烯化基物之合间 的偶联反 应 ,钯催化偶联为反应的发现 也和一进优步化出作很了大贡 献, 因此赫克 反 有应时也 为称沟木 吕赫克反一
物,
以他即的名 命字 名的“格 式 试 剂”通 式 R ,g( Mx 代R 烃表 基 x, 代表卤 ) 素利镁原用强子塞给碳行 原子个 电子两, , 碳使 子原得活 变 跃 ,以和 许 可亲电试剂多应反构碳建一 键碳。项这 常重非要 的成 果 使格,林 亚获得 尼 了11 年的诺贝化尔学。然而 奖 。2 由于格9 试剂 式应反性太活高 。 这种 方使法
应
遗。的憾 是 沟吕,木勉患胰因癌在腺 1 80年就9英年 逝早 ,能 看这一到 未 在合成结 构复 的杂分子 时大有很大具局限 :人 不能们制活跃 控碳原子的的 “非常完美的结局” 。 行 为, 应往反往产 大生量 副产的物。 大低 了降反 的效应 率;大 另一 面方 , 格
2 根岸英一发展了 更加 温的和钯化催交偶叉联应反 .
林
尼 反应亚一般难 以用来合成 两个不饱 碳和之 间的碳 一碳键 如,芳基烯 与基之间的 一碳碳键 。 4 机 有成中的合催钯化 交叉联反偶应 .
在有机合 成程中过 。科 家学们将原碳 连子在接起一首选 的法就方 把是
为连作接点的两 碳个原子活化。继格 试剂发氏现之后, 学家们在格 林尼 科
研亚究的基上 , 础了大的铁 量、 、、 等过 渡 金属 化催 氏试格剂 有与 做 镍 钻 随铜着代时发展, 合 成机有 学化研究愈的加入 , 2 深世0纪后期半 学,家 机卤化物 的交偶叉 联应反研的 工究。至作 71 科 9 年5 uaa, i rM s将该 反类 应 hh们发现 了大 量通过过金属催渡来化造新有机创 分子的反应, 促 有使机 成 合催化的拓剂展至 属金钯。 这 时个期 ,有 也研究的 者尝试着将高活 的性有机
化学快速发
。特别展赫克是 根岸、一和铃英木发章 现钯催化的叉偶 交反联 金属合物中的化金属换 成锂( 氏试 为剂有镁化机合 物) 格 但。不 格论 试 氏应。 化为学家提供们 一个了更精确为有效的
工具。 ’ 剂还是 机有化合物锂, 它们 都比较活泼 , 与般 一能官 都能团反 应 ,选学择 化
三位 科家学现 的发钯化催交 偶叉联反应 中 都 使了金用属钯作 为反应 性较低 因此 。, 偶叉 联 反 应使中 用 些这试 来剂 进 合 成 行 不 都是 最 理 交 的 化催剂, 当 原子与钯原子连在碳一起时 钯,子唤醒原“了懒 ” 的碳惰原 。 子 的 。想
6 0 /0 1 672 1
静
同 时期 一, 根岸英一始 开一 了列系的 研究, 力求 寻找一 有种 金属 机 葵化毒素分极子其庞大 ,堪 称机化 有界学的 “ 龙” ,91碳个原 ,子 2 恐 2 2由 3
个
合 物 ,在钯其催 化下与有机 化卤 物交 叉偶 联反 应时 具有 更高 学化选择 原子氢, 个 氮 子和原 5氧原子成组 (图 3 哈大学佛 si 使K 3 个 如4) i教 授领 导h
性 他。先后尝 应用锆 试、、 、 、 铝硼 锌等 锡多 种属来金制备有机 金 属合 化物, 的研究 组小过 经8努年力 , 18 于 99年 成完了 海葵毒 素的全成合, 5年 后 科, 17 9 6 年 他,道 报在了零价 、 镍配 合物化催下 ,钯 铝 有机化物 与合代烃能卤发 学家 又对其们合方成法行 了进优化改进 ,大大提 了高产 率 , 步进骤 中就 改 生联 偶反应之后 。 ,陆又报道 了续 镍、 钯 配物催合化 、锌 等有机锆 合化物与 用到 了 铃木反 应 。 卤代 烃间的偶之联应反。其中 有机锌化合 物作为亲核 偶联 试剂 能其 比 它、
的
有金机化合物属得获高更的率产 反。条应件 较和 温, 且 学 选择性化较高。 与 格 试剂或者氏机锂有合 化相物比, 使用这种 有 机 试锌剂时 , 许允反应 底 的多物种官能存在不受团影响。后 来 类这锌、 、 铝 等锆有机 金属化 合物 与
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…
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代卤 之间烃钯催的偶联反应成化 另为一合成种碳 一 单键碳 的重反应 要 ,人
称们它“为 岸英一反应” 根,反 通式如下应 : R
X十 'R — M -R・+ M XR ( )5
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讲 …一 1
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后 来, 岸根一和英其他的一些 研究 又者做了许 对多岸根 英一应 的改反 进优和化作工。类这应反不断发展成 , 熟目天 然前产物的全 合 成中得 到 在广
泛的用。 应
图
海葵毒3素 据不完全 统 ,计目前 超 过 2的制%业药学合化都成涉及到钯催 化叉交 5 偶联反 。应克反赫应 经已用 于炎抗 萘药普 生和 哮药喘 鲁司孟特等 的 规大
3
铃 木章的进一发现步 . 1在7 89 , 岸年英 在一究研催钯偶联反化应 就 已时经到提 过, 根基 炔硼
化
合物有与 机化物卤在钯催化的情况 下 以可 生偶联发, 由 于不高效能地
到偶 联得产 物 ,他没 有进行加更入深 研的究。 719 年9日 北本 海道大 学铃 的木
生模产 ; 岸反应 根用于B 胡萝 的卜成 合 ,大缩短 了反 应骤 ,步高 了 一素 大 提 应效反率 ; 在构 高度结 杂 的复抗 生素— —古霉 素的万合成 , 铃木中反 应
挥发了 重要的作用 。
章 教与他授的同在伴篇两文 中章道 , 报机有硼 合化在碱物 条性下件可 和以 乙 烯基化物合者芳基或 化物 卤发钯生 催偶化联反应 , 如方程 () 6 。・ 反 中 应 加入了一定 量的 碱。 过碱与通 的硼位 ,配有机硼试 被剂活化, 应 反在和 的
温件条下可以顺利进行 。 就
R X +R 2 ' 堕B Y R RXB 2Y十 ,
A
ca l rs zi是一 个有含8 hdo个 手性中 心的大环 酯 内, 有具明显 的 抑制癌 细胞长 生活性 的。Mn h 人等第一次完成 了 A a l cs e e cr z ih d A的全 o成合他
们。在温 的和 条 件 下 用 ,赫 克反了应 较 高立 选 择体 地性实现 了 烯 双的 运
R a -vy n l| y.t R. ̄ ,i r,y k 1c a c
X
h etl ftc e , O | r ̄ i a ia, d rl e t。 e R
e随着研的深入 ,究 该应反的底物 渐逐扩 展到 烷基 卤化 。物该 应在 较
反的碱性弱件条下可 就实以现 , 具有广谱 的官能 团容性 以及 兼的化高选 择 学性, 且通常 况情下有硼化机物稳合 定、无 毒, 因 此, 地应 用于泛 药工业。制 广
三、 钯 催化联偶应反应用的 一
图
赫克4反在应 rAhzls A成合中的应用 c a o di 海种生洋提取物物h naoeoA有具抗 病毒的效 用, e xnz l 其 结构 图 见 5
1
于用然产天的物成研究 .
天然产合物生命活性物质和着有 和自然一样界复杂 的成 和组构 , 钯结 而 催化 交偶叉反应联 作为学家们手 中科 高效和精 最确的合工成 , 具像强就 力 电焊机
样 ,一 让学家科们可以随心所 欲 复制地 和创复杂有造 分机子 目。前
头箭所示位置是利根岸用反将应个两原碳相连接子 的。
为 止,已 有经余种天百产然物和生活 命物质 性合的成过 中运 用到程赫 反克
应 ,根岸应和反木反应铃也同 有样较着高率频 使用的 。 豆杉属红物植 的一中复种杂次代谢 产生物——紫 醇 杉 是世,界 上 应用
广泛最抗的癌物药, 初从 紫最树 杉皮中提 取得 到 19。9 5年 ,有研 者究发 了对表杉醇的紫合全成 , 分子 内中八元环 形的成是 整个合成 最中 关也 键 是其
5图根 反 岸 在 应h nooa exznlA合 成 中的 用 应
e最困的难骤 步 ,过通克反赫应 , 他确精完成 了地该骤步 ( 1 图。 )
从粘
细菌中分 得离到的 埃皮霉 素( p tn i ) oEhl e是 一十类六 元 环大的环 o 内酯 类物 药, 它对乳腺和 卵癌巢等癌 种恶八性瘤肿都 有很 好的疗效。相 对
抗癌 星明杉紫 醇。其抗肿 瘤活更性 、好溶性 高 更 、 结水构更简单 和毒副作 用
低更 , 系列一 埃皮罂素 合化 物 的 成合 , 中在 木铃反应 均有重 占要的 地位 。
图
6 是 E oi 的一条n成合径 ,路 中体化合间物 c合的 成。中 到 了用 p t e hlo 应 其 铃偶木联应反。
图 1 克赫反在应紫杉 醇成合中的应 用 P m tx l ui io 是A一能影响神经系统的有毒种 生碱 物,i on 由 蛙毒 的肤皮分 泌产生 。 miooP i ul xt A的全 合成中 一个关键 步骤 用到 了就根 岸偶联反应 ni ( 2 反 中应偶的试剂联用 的选是种一含有 B—的H烷基化锌合 。物图 )
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图6 木铃反在应埃霉素合成 坡的中用 3应用于新型材料合成 .
着随催钯化偶联应反的 一进步展发 和熟成, 料材 化领域也 学始应 开用
图 2根岸 应反在 P l m t i合成A中 的用应 u oi nix o 令最人叹惊的例子 是 海就毒 葵素的 合。成 海毒葵素 是一 种从 海洋 生
这
一精的合准成具工来 成一些 合构结 组和 成加更 杂的新复型材 。料如
现, 这一今工具的用与应日俱 , 已经增收 获 累硕累果 。量大的文献 报 了使 道 钯用催化联反应合偶高分成子合物、聚功能 性杂复分。( 下转子 第18) 1 页 0 /0 61 7 21
7
物中 离分出来的毒性质 。 近物年 些研究的显示 ,有它一 的药用价定 值海。
静
静 主
人 持、 习经讲座验的讲座嘉 宾 ,加英 文 剧 比短 、赛 参学演 讲比赛 、口 技 语 正渐形成逐围浓、 范围氛 、广次多 、 层 系列化 的英语学 习环
境。 积经累 验 ,
能赛大需等较要综合素高质的动活 等, 进步加 强一和锻学炼生对应不 同场 结过去 , 师总意识也到活动 组细织节 中有 很大还的改 善空 。间今 后 教 在,
景和情况实际的用应力能。 教 师精心组 织、 学生极积参 与 下 英语, 第课 堂活二动必定会 为 校文化园建
4 注
普重性和群体参及与性 。 管最终尽培养 的目标 对都象 具是有 优设助力更 多。 .
职 良业质 的素生学 以,文素质的知识技能人培 养主为第二课的堂 动活还 不 单纯地能向专业 程课“ 中 优 ”选优 的业技职 能赛 大齐看。二课 第堂活要 动 考活虑动参与 对 象的及普性, 兼培养顾 、 价 学生评听 、、 、说 读能力的写 样多 性, 辅助 课理堂教学论的相关 和充性激分 发大学生 广参 与的性活动。 中 既 要 展个示人 才 华,也 要规 定团队参 ,与让 学生充分 会 体活 动对 自 发展和
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5
调强指导, . 让生学得到锻 炼。在第二课 堂动活 中 无论 。 习“ ” 学型的 知识能积 累还是 “技 应用型 的语言 ”能展 力现 ,都 要有活求动 划计 、实环施 节 排安 过、程记 录材料和 活最终 总动 结; 于 竞至 类的活 赛更动是要 定制 细的参赛详须 知、评分标准 竞、 流赛 ,程 请专门 委 评,聘 保存 竞 赛料 和原材始 分资料等。评师首先教要整做安体 排, 后把 关键控 节环 手让学,生多 然 放 做 宣 、传设计 、 排和协安 工调 ,作让 一学 些在组生织 活 中动得到 沟通、 作 的充分锻协 炼; 时同在设铺好 平的上让 更台多学的生参 与在动 活得中语 到 言
力能充的分锻。 炼
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题课 项 目:文 系北 京 通 交 职业技 术学院 2 0 本 90 年度 级 “院
共 英语 ”公
课
H0 T 9 1。随 着语第二课堂活动的 陆续 开展 , 越英越来多的 学生极积 与 参 学院, 精 品课 建 程设 目项的研 究 成 之 一果 ( 。编 号题: 2 00)
(接上第 6 页 7) 机发光二有管极 OE , LD 具备 轻 、薄 电 、省构 造简、 单本成、 低才能现实环境友好, 怎 样能把反应 才成本的 降到低 最 ,怎样 才能将 更多的
可视度角等优大良特 , 在新性 超型优薄 显质屏 示的 发开上极具应用 潜力 , 反应从实室走向验化 工厂…这些… 都科是学家们 在 继续还努力探 的 问索
被为 视2世 纪最 有前 途 的 品之 产。其 发 一光层中 有的 机 材 是料 决 定 题 钯。 催化偶联应还反将续继影着响们 我的生活, 进 个整社 的会进步和 1 促OEL D件 光电元性特表 现的关键 素因, 而 找更寻质优 有的机材料 也常常会 发 展 也,定一会 有加辉更 煌前的景 。 到用钯化催叉偶交联反应 。 四
望、 展
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0过经近4 年O发的展 ,催化钯 交叉联偶反应 在大批 科 家共学同的 努
力下取得
巨大了就成, 合为成然天产、物复 药杂物分 、 聚合物子、 功 能 料、 材生 命活性合物化等提供了高 效、 致工的 具 , 为支撑制 、 精 成 材药料化学 、 子电 业等工现代业文工明的 大力量巨,钯催 交化叉 偶反联应” “的发 获得诺贝
现尔学奖化也可谓是 实名 至归。然 而 ,于 对类 这反应的 改 进思及考 从停未 止 如何优化,件条使产生的反副应和副 产物 尽可 能的少 ,怎样 的反应条 件
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2[] 4
韶光, 张文张.雄构 复杂有建机分子有力工的具—_O— 年O贝尔 诺 2 1学化奖述. 大简学化学,0 2 ( 0 2 ) ,5 1 .6
( 上接 第7页1 0) 同时调强生学要粗 对、细运动技 能, 全 安 健、康 生活方式 的 nd e态 ; 度ec )互相协作, 适 时调整自 角身色 合作 ( o的rt n p态 度 :Ceoi ao) 在
和行思为 准 , 则行进学科合的理间时安 , 并排有择选性的 组织成完任务 ,而进 考
或
解决问和题难 时富题创有 力造和想 力的创造象 lav1r) ce t. 度态 ;学 i y对
做到自我管理 最。要求学生 后在成长 程 中,过 够能 发并现提出 问题, 通过 习本 以及世身 界、人 类及其文化好奇心有的 学 (好 ui )oC r ys 态度; 理了 解 i t为观察 计、 划 收集 、 ,记 录 、理相 整数据关 ,科学 的分析解释数 据, 从而具备 调 他 人们法 、想解 释情和感设而处地身 同地情( m ya态 ;度 Ep t) h以 热及爱学 习 研 的 力能 。的热情 (n h ss ; Etu m)i独立 的思想行为和, 根据a理 的原合则作 出自己判的 断
四、 Y
项目课 程学生应具备中态度 PP的
并
解释 能自己断的独判(n立 eend e度 ; 态Idpn c )e 有强 烈的正感 义 诚实 的正
、
“什么时间该学的 会, 要就在 么什时间学会。 抓住 应应学的会时机 , ” 根 (n直eai) Itrgy态 ;度t 尊敬 己自 他、人周 围世和界 尊重的( ecp)R s te 态 ; 度 锐敏据 儿童 理生和心理 的发 展 点特 小, 学阶段强化 母语 英和 的学 习和训语 的 察世界洞的 不和 同样 多性 能对 且别 人需的 求 做出反应 的 容宽 o(r 在Tl- nee态度 , 从 而造学塑的完美生人。 格 练, 时强所调有 科都 要与 学PP 项 课目程理 念相 合 ,融 学造 符合生 ca )同 Y打 P项P 课目程式模求的十要大 二态度 ( t u e) 即具有欣 这个世赏 界 和 AtY ds ,i t 人的奇迹、 类丽美 欣赏的 ( pr ii) A p e o a度态; 担学 习 责 任,持不懈 , c t n 承坚 我自束 , 有约任心责的 诺 (承 o m tt 态 度e; 为 >学者 对自己 能的 力 充Cm i n} m 作 -- 3 满心信 勇气 冒险。。 用所 学 识、知出 适当 决 策选 和 的自信择 【 fo 有运做 nC -i参
文献 考: [] 燕 .文1翁 球化全景下的背 际国 高中课述程评—— 以 BI课程、 P 课 A程 例[ ] 为波宁教学院育报,0学8 , 8 ..J20 ( )
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