藥物化學中添加氫與指示氫教學難點解析

摘要：根據近10年來藥物化學教學實踐經驗，詳細論述了藥物化學命名過程中的教學難點——添加氫與指示氫，對比了二者的異同，并分別總結了教材中用添加氫與指示氫命名的藥物，使學生能熟練運用添加氫和指示氫對藥物進行化學命名。

關鍵詞：藥物化學；添加氫；指示氫；教學；難點解析

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）41-0093-02

藥物化學（Medicinal chemistry）是一門發現與發明新藥、合成化學藥物、闡明藥物化學性質、研究藥物分子與機體細胞（生物大分子）之間相互作用規律的綜合性學科，是藥學、制藥工程、藥劑、臨床藥學等相關專業的專業必須課程。藥物化學課程的講授主要是各類代表藥物，而藥物的講解又是從化學結構和化學名入手。藥物的化學名可有利于準確的掌握藥物結構、研究藥物的化學性質、查閱藥物文獻等，因此，藥師必須掌握藥物的化學名。添加氫（Added Hydrogen）與指示氫（indicated Hydrogen）是復雜環系藥物化學命名中常用的，可更清楚的標示環系的結構。藥物的化學命名是以中國化學會有機化學命名原則來命名，對于藥學本科生已經先修過有機化學，基本的命名方法已經掌握，但是沒有涉及到更為復雜的添加氫、指示氫的知識點，筆者在教學中經常遇到學生使用“指示氫”和“添加氫”命名藥物時相互混淆，概念不清。以下筆者結合“添加氫”和“指示氫”的定義對比二者的異同，并梳理這2個難點的教學思路。

一、相同點

二者都是在稠環或雜環等環系中使用的命名方法。

二、不同點

1.概念不同。添加氫：在環系上為了提供結構特征而添加的兩個氫中的一個，不是結構位置上的那一個。如異戊巴比妥在命名中采用芳雜環嘧啶作母體。為了提供嘧啶環的結構特征而添加了6個氫，飽和了3根雙鍵，分別為1、2位，3、4位，5、6位之間的雙鍵。按照命名規則，應把最能表明結構性質的官能團酮基放在母體上。為了表示酮基（=O）的結構，在環上碳2，4，6均應有連接兩個鍵的位置，故采用添加氫（1H，3H，5H）的表示方法。所謂添加氫，實際上是在原母核上增加一對氫（即減少一個雙鍵）。本例的結構特征為酮基，因有三個，即表示為2，4，6-（1H，3H，5H）嘧啶三酮。2，4，6是三個酮基的位置，1，3，5是酮基的鄰位。見圖1。

指示氫：又稱為定位氫，是指已經達到了最大不飽和程度的環，由于飽和的原子位置發生變化，而導致了雙鍵位置異構。這樣為了區分環內雙鍵位置異構體，就用指示氫指示出飽和原子的位置。主要用來表示環上飽和元素的位置或用來指示主要功能基。如吡咯環為五元環，最大不飽和程度為環內2根雙鍵，由于飽和原子位置不同，可出現3個異構體，用指示氫來表示以示不同。1H-吡咯表示吡咯環上飽和元素在1位氮原子上，2H-吡咯表示吡咯環上飽和元素在2位碳原子上，3H-吡咯表示吡咯環上飽和元素在3位碳原子上，2H-卓酮表示卓環上2位為飽和元素，且2位酮基為主要功能基。見圖2。

2.表示方法不同。添加氫：由定位號和斜體大寫字母H，加上圓括號組成。如異戊巴比妥化學命名為：5-乙基-5-（3-甲基丁基）-2，4，6-（1H，3H，5H）嘧啶三酮。見圖1。

指示氫：由定位號和斜體大寫字母H組成。如地西泮化學命名為：1-甲基-5-苯基-7-氯-1，3-二氫-2H-1，4-苯并二氮雜卓-2-酮。見圖3。

3.置放位置不同。

添加氫：置于結構特征定位號的后面。

指示氫：置于環系前面。

三、總結

藥物化學教材中具有添加氫的藥物有：異戊巴比妥、毛果蕓香堿、咪唑斯汀、鹽酸地爾硫卓、氯吡格雷、昂丹司瓊、氟尿嘧啶、鹽酸阿糖胞苷、青蒿素。

藥物化學教材中具有定位氫的藥物有：地西泮、卡馬西平、鹽酸氯丙嗪、氯氮平、鹽酸丙咪嗪、咖啡因、毛果蕓香堿、鹽酸多奈哌齊、溴丙胺太林、哌侖西平、氯雷他定、咪唑斯汀、氯沙坦、洛伐他汀、華法林鈉、多潘立酮、西咪替丁、奧美拉唑、吲哚美辛、吡羅昔康、塞來昔布、泰利霉素、氟康唑、利巴韋林、阿苯達唑、青蒿素、氫氯噻嗪、生物素。

綜合以上所述，添加氫和指示氫均是在環系中用來對藥物化學結構命名的，二者很容易混淆，在教學中如果給學生系統詳細的講述清楚二者的不同，學生就能牢記在心，對于后續藥物化學名稱的學習中如果遇到了，可反復復習鞏固，比如可在第一次給學生講授添加氫、指示氫時就讓學生注意積累總結，把教材中看到的添加氫和指示氫分別記錄下來，作為平時作業。平時上課時間也可以邀請同學上臺講解某個藥物的命名，如此一來，課程結束時候學生就能徹底掌握并熟練運用添加氫和指示氫對藥物進行化學命名了。

參考文獻：

[1]尤啟東.藥物化學[M].第7版.北京：人民衛生出版社，2012：5.

[2]解懷寧.《美國化學文摘》中怎樣使用“指示氫”和“添加氫”[J].大學化學，1990，5（8）：50-52.

作者簡介：曾紅（1982-），女，湖南益陽人，井岡山大學醫學院，講師，理學碩士，研究方向：藥物化學教學與科研工作。