綠色化學理念在天然藥物化學實驗教學中的滲透與應用

依明·尕哈甫 米仁沙·牙庫甫

新疆醫科大學藥學院天藥生藥教研室，新疆 烏魯木齊 8300011

綠色化學理念在天然藥物化學實驗教學中的滲透與應用

依明·尕哈甫 米仁沙·牙庫甫

新疆醫科大學藥學院天藥生藥教研室，新疆 烏魯木齊 8300011

天然藥物化學是一門以實驗為基礎的科學，總是與環境污染相聯系，因此天然藥物化學實驗教學中滲透綠色化學理論，加強環保教育，不但可擴展學生的知識面，提高學生的學習興趣，而且能在有限的教學時間內使學生受到綠色化學的熏陶，這種簡便有效的方法值得進一步完善和推廣。

天然藥物化學；實驗教學；綠色化學

天然藥物化學是藥學專業的一門專業課程，而天然藥物化學實驗是天然藥物化學課程的重要組成部分，通過實驗，可以使學生加深對理論知識的理解和掌握，培養學生的專業實驗技能和科研思維，為今后的學習、工作和科研奠定基礎。目前，天然藥物化學許多實驗項目使用大量的易燃、易爆和有毒的試劑，污染周圍的環境，存在安全隱患、浪費試劑嚴重等問題。例如，實驗中使用的氯仿、乙醚等溶劑，不僅對環境產生污染，還會使學生和教師的健康受到危害，危險性大，各種酸堿溶液會腐蝕排水管道，增加設施維護負擔。因此，加強學生的環保意識，在實驗教學中培養學生綠色化學意識和能力尤為重要。

綠色化學又稱環境無害化學或環境友好化學，是指用化學的技術，原理和方法來降低或消除對人體健康、安全和生態環境有毒有害的化學品的使用和生產［1］。綠色化學的核心理念是開發原子經濟反應，通過原料、催化劑、產品等的綠色化，從源頭消除污染，實現污染的零排放。綠色化學促進了人與自然關系的和諧，考慮了整個社會的可持續發展。關于在天然藥物化學實驗課中強化“綠色化學”的理念，許多學者一直在思考和探索，提出了很多具有建設性的意見，筆者結合本校天然藥物化學實驗教學的特點，從實驗設計入手，在實驗原理、實驗過程中滲入綠色化學的基本觀念，達到激發學生創新思維、引導學生樹立綠色化學思想觀念、增強環境保護意識的目的。

1 實驗教學過程中滲透綠色化學思想意識

天然藥物化學實驗使用的很多試劑有毒、有害，對環境，尤其是對水的污染嚴重，因此，應該在天然藥物化學實驗課中貫徹綠色化學思想，強調節約試劑以及三廢的環保處理，逐步讓學生形成環保意識，把綠色化學教育的理念滲透到學生的思想中。結合天然藥物化學實驗的特點，從實驗的設計、材料的使用及處理過程入手，例如在巴馬汀生物堿的提取實驗中選擇酸水提取并通過鹽析法沉淀分離的方法，用污染小的稀醋酸水溶液和鹽水溶液代替有機溶劑，減少污染，簡化處理過程，可以有意識地強化綠色化學的理念，讓學生在潛移默化中接受綠色化學教育。

2 原料和試劑的綠色化

在實驗過程盡量使用綠色試劑，拒絕使用或減量使用那些不能替代或者無法回收后重復使用的有毒有害物質，做到從源頭上杜絕或減少污染。可以回收利用的溶劑，一定要進行回收，留著下次進行同樣實驗項目時使用，這樣可以使有機試劑的消耗大大減少，產生的廢液也相應減少?；亓魈崛嶒灴梢宰寣W生串聯搭裝置，減少冷凝水的使用。使用無毒的試劑、溶劑或催化劑，應盡量使用水作為提取溶劑，水是自然界中最豐富的溶劑，安全、經濟、無毒、無污染，既可以降低成本，又增加實驗的安全性，都充分體現綠色思想教育。

3 用“綠色化學”理念改革實驗項目的內容

針對目前開設的天然藥物化學實驗我們認為可以從以下幾點入手，使綠色化學理念深入滲透到實驗中，具體做法如下。

3.1 利用計算機模擬仿真實驗 仿真實驗是一種不投入化學試劑和也不排放廢液的特殊實驗方式［2］，污染較大的實驗就可以采用這種方式，讓學生在計算機上進行模擬，通過相關的計算機輔助教學軟件和三維動畫仿真技術，可以真實詳細地體會和描述蒸餾、回流、減壓蒸餾、萃取和過濾等操作，采用多媒體形式演示規范的操作過程，對關鍵操作通過特寫鏡頭加深學生的印象，并總結在各個過程中需要注意的事項，既可以避免實驗存在的毒性和危險的問題，也可以減少試劑的使用和污染物的產生，使實驗綠色化，自始至終不會對人體和環境造成污染。另外，開設模擬實驗也可以增加實驗的趣味性，培養學生的想象力和科研思維能力。

3.2 選擇環保綠色的實驗項目 在不影響實驗教學目的的前提下，充分考慮試劑和產物的毒性以及整個實驗過程所產生的“三廢”對環境的污染情況，經過綜合評價，盡量選擇環保、綠色的實驗項目，刪除或替代那些有毒性的實驗項目。例如我們在黃酮類化合物的實驗教學中安排了“蘆丁的提取、分離和鑒定”。蘆丁的提取方法有溶劑法和堿提酸沉法等［3］，在實驗設計時我們利用蘆丁在熱水和冷水中的溶解度差異，使用環境友好的水為提取溶劑，直接采用煎煮法提取后放冷析出沉淀，既避免了有機溶劑和酸堿性溶液對環境的污染，后續的分離操作也可以自然完成，簡化了實驗程序。

3.3 大力推廣微型實驗 微型實驗是常規實驗的微縮和減量，用盡可能少的試劑達到實驗目的，具有節約試劑、減少污染、安全度高等優點，是推廣綠色化學的重要實踐，基本解決了對環境的污染問題，也大大地節約了實驗費用。例如，天然藥物化學實驗中，各類化合物的檢識反應均可采用點滴板代替試管中進行，可以大大減少試劑的使用量，而且實驗現象很明顯，實驗結束后的清洗也很簡便。另外，微型實驗還能夠提高教學質量，符合教育教學改革發展的方向。微型實驗設計巧妙，易于提高學生的學習興趣，有效的鍛煉了學生的創新意識，創新能力。

3.4 實驗組合的綠色化，開展系列化實驗 即通過調整實驗次序，建立某一實驗產物與另一實驗原料之間的聯結，連續構成一個有機的實驗序列，如虎杖中蒽醌類成分的提取實驗得到的產物可作為大孔樹脂、硅膠柱層析、聚酰胺分離中的原料，不用再使用新的材料就可以實現訓練目的，通過這些途徑可以達到減少廢棄物的排放，提高試劑利用效率的目的。

3.5 妥善處理實驗中產生的廢棄物 在實驗結束后，指導學生用科學、經濟、安全的方法對廢棄物進行無害化處理。比如：用中和法處理酸性或堿性廢水等。對于一些有機溶劑如乙醇、乙醚等，可以通過簡單的蒸餾實驗進行回收處理。確實不能作回收處理的溶劑，將其集中儲存，待累積到一定量后運送到專職部門進行無公害處理，在收集及運送期間要注意防火、防泄。這樣既可培養學生綠色化學意識，又可使學生學習綠色化學的實用技術，還可以節約資源，變廢為寶，變害為利。

4 結語

在實驗教學中進行綠色化學教育，是素質教育的重要內容，需要廣大教師不斷更新知識結構，教學中推廣最新的實驗方法和理念，加大綠色化學實驗教材建設和改革的力度，讓學生認同綠色化學，實驗室建設和改造過程要充分與綠色化學思想相結合，減少環境污染。通過綠色化學教育在實驗教學中的滲透及各種創新性實踐活動，能夠擴寬學生的知識面，提高學習興趣，減輕實驗造成的環境污染，對我國環保型的高效經濟發展道路有著非常重要的現實意義。

［1］朱清時.綠色化學［J］.化學進展，2000，12（4）：410－413.

［2］陳田.計算機仿真實驗在化學實驗教學中的應用［J］.實驗室科學，2009，12（6）：43－44.

［3］李嘉蓉，郭麗冰，楊月，等.天然藥物化學實驗［M］.北京：中國醫藥科技出版社，2004：46.

［4］黃忠京.微型有機化學實驗教學初探［J］.廣西民族大學學報（自然科學版），2007，13（2）：106－107.

R313

A

1007－8517（2013）03－0046－02

2013.01.06）

2011年新疆醫科大學藥學院教育教學研究基金。

依明·尕哈甫，講師，碩士。