藥物合成反應教學中基于反應機理的思維方式培養探討

韋 正，羅奉奉，蔣利榮

（河池學院化學與生物工程學院，廣西 宜州 546300）

藥物合成反應教學中基于反應機理的思維方式培養探討

韋 正，羅奉奉，蔣利榮

（河池學院化學與生物工程學院，廣西 宜州 546300）

從培養基于藥物合成反應機理的思維方式出發，在藥物合成反應教學中針對藥物合成實例，科學講授“反應機理與動力學決定藥物合成目標產物”這一思維模式，并整合教學內容，突出專業特點，注重師生交流與互動。實踐表明，該教學模式可提高學生創新意識和實踐能力，激發學生的學習興趣，同時有助于教師自身素質的提高，對促進藥物合成反應教學改革具有重要意義。

藥物合成反應；反應機理；思維方式

藥物合成反應是我院制藥工程、應用化學專業的基礎課程之一，以整體藥物或藥物中間體為合成目標，以合成路線設計的原理、方法及技巧介紹為起點，深入探討有關藥物及其中間體合成的反應機理、反應條件、影響因素及應用的一門學科[1~4]。隨著醫藥行業的發展，新藥研究和開發成為國內外科學研究的熱點，藥物合成反應在藥學本科教學中的作用與地位更加凸顯。

藥物合成反應課程涉及的反應類型復雜、人名反應繁多，且各大類型反應間缺乏邏輯性，極易混淆，系統性差，枯燥乏味；同時學生專業理論知識基礎薄弱，普遍反應該課程難學、難記、難掌握。曾有學者進行了藥物合成反應教學改革探索，并取得了寶貴經驗[5~8]，但教學改革需因地制宜，尋找適合本校的教學模式。因此，筆者結合自身教學實踐，從以下幾個方面就藥物合成反應課程的教學方法進行探討。

1 基于反應機理的思維方式在教學中的運用

有機合成研究的高級境界是對反應機理的認識。清晰認識反應機理，可以理想地控制反應的選擇性，進而理性地研究動力學過程。在藥物合成反應教學中，以培養建立在藥物合成反應機理與動力學基礎之上的思維方式為主線，針對藥物合成實例，科學講授“反應機理與動力學決定藥物合成目標產物”這一思維模式，會使學生學習起來更加容易，學習效果更好。

為強化基于反應機理的思維方式培養，我們在課堂教學、課后實驗探討中穿插了一些實際生產案例和科研案例，獲得了良好教學效果，現介紹如下。

1.1 以卡托普利的合成為例，理解不飽和烴的加成反應機理

在鹵化烴反應中，鹵化氫對不飽和烴的加成反應機理存在3種形態：離子對過渡態，三分子協同親電加成，自由基加成。而不飽和烴的加成反應容易發生重排的副反應，故我們以臨床上常用的藥物卡托普利的合成為例，整合這3種反應機理以便理解記憶。卡托普利是血管緊張素轉化酶抑制劑治療高血壓和充血性心力衰竭。以化合物（1）為原料，合成卡托普利（5）。在化合物（1）鹵化反應生成化合物（2）中，是不飽和烴的加成反應的三分子協同親電加成，得到對向加成產物（2）；而一般副反應產物中也有同向加成產物，即該過程是離子對過渡態的反應機理。而另一個鹵化氫對不飽和烴的加成反應中的自由基加成，主要是溴化氫對烯烴進行自由基加成反應，其中溴加成的傾向符合馬氏規則。弄清楚反應機理，就很容易理解反應為什么進行，也會明確合成產物的目標。為使學生連貫了解整個合成路徑，我們完善了合成過程，如圖1所示。

圖1 卡托普利的合成路線

1.2 以鹽酸西替利嗪為例，基于反應機理完成合成設計

在合成設計原理這一章節教學中，首先對前面學過的章節進行復習，讓學生弄清各個反應的機理，然后布置作業：請以氯苯（1）和苯甲酰氯（2）為原料，合成鹽酸西替利嗪（8）。其中以鹽酸西替利嗪為例，讓學生通過查閱文獻，熟知鹽酸西替利嗪化學名為2-[2-[4-[（4-氯苯基）苯甲基]-1-哌嗪基]乙氧基]乙酸二鹽酸鹽，結構如圖2所示的化合物（8），是H1受體拮抗劑，臨床上用于治療呼吸系統、皮膚和眼部過敏性疾病，如過敏性皮膚病、蕁麻疹、過敏性鼻炎、眼瘙癢、眼結膜炎和哮喘等，總結其國內外研究現狀，并以PPT形式講解。這樣既鍛煉了學生思維，也對學過的知識予以掌握和鞏固，大大提高了學生的認知水平和學習積極性。

圖2 鹽酸西替利嗪的合成路線

2 整合教學內容，突出專業特點

教學內容主要反映學與教相互作用過程中有意傳遞的信息，體現教學活動中傳授知識與技能的范圍和性質，是開展教學活動的主要依據。藥物合成反應課程內容龐雜、涵蓋知識面寬，學時少，各類反應機理極易混淆，使學生的學習枯燥乏味。因此，要整合教學內容，突出專業特點。在以培養建立在藥物合成反應機理與動力學基礎之上的思維方式為教學主線的同時，我們也嘗試采用以下措施來提高教學質量：教學內容要因材施教，基礎與拓展兼顧；關注學科發展動態，及時傳授新知識；結合專業需求，完善教學內容。

2.1 因材施教，基礎與拓展兼顧，突出教學重點

目前，我校藥物合成反應課程使用的教材是由聞韌主編，化學工業出版社出版的《藥物合成反應》，具體包括鹵化反應、烴化反應、酰化反應、縮合反應、重排反應、氧化反應、還原反應和合成設計原理8部分內容，每個反應內容按照“反應通式”“反應機理”“影響因素”和“應用特點”排列。結合我校學生的知識背景及實際，并基于反應機理的思維方式培養，對教材內容進行相應取舍。對內容淺顯、不能滿足本科教學需求的給予補充，對內容龐雜、難度偏大、不利于因材施教的則舍去。在講述重點反應機理時，列出典型反應詳實、確切的反應機理和可能具有較多副產物產生的反應機理，便于學生舉一反三，掌握教學內容。

2.2 關注學科發展動態，及時傳授新知識

藥物合成反應是一門技術性很強的課程，也是工藝方法革新和測試手段更新換代較快的學科。目前，藥物合成工藝技術發展快速，且合成工藝及方法亦有相應改進。因此，在教學中除介紹所應用的經典方法外，應盡可能把前沿知識及其發展趨勢介紹給學生，擴展學生視野。教師在授課時應結合最新研究成果和學科動態，使學生了解當前研究熱點，激發學習興趣。例如講授每一章節的案例時，引述生物360、丁香園、國家自然基金網報道的一些生物、生理、醫學領域的突破，讓學生有意識地了解藥物對機體的影響機制，這樣可加深學生印象。教師還可將課題研究融入課堂知識講解中，以文獻報道成果作為課堂的輔助實例，讓學生感覺到理論的應用性和貼近性，激發學生主動探索新知識的興趣。

2.3 結合專業需求，完善教學內容

藥物合成反應是專業基礎課，我校有兩個專業開設，教師可根據專業方向側重授課。同時，針對不同層次的學生適宜地在課后提供相關課題研究及資料，讓學生結合自己的專業以及自身特點，更好地理解藥物合成反應的科學內涵。藥學學科發展迅速，新領域不斷開拓，為使學生更好地了解本專業的社會需求，把握自己的發展方向，教師應完善教學內容，結合醫藥行業和學生專業給予適當的補充和引導。例如，在講授緒論部分時，教師要補充國內制藥行業發展現狀，國外制藥市場投資現狀，并對制藥行業未來發展趨勢進行預測，使學生知道就業前景樂觀，激發學生從事醫藥行業的熱情。

3 注重師生交流與互動

教與學是互動的。教師在教的過程中，應當注意學生學的動態；學生在學的基礎上，也可以對教師的教提出意見和建議。除教師與學生的努力外，在教學中，可以通過旁聽的方式與學生進行交流，收集學生的反饋信息，改進教學中的不足，達到教學雙贏的目的。

3.1 課堂教學注重師生交流互動

在教學中適時提問并引導學生討論，注重師生交流互動。在實際教學中，針對教學難點和重點，引導、啟發學生積極思考，勇于提出問題、分析問題，促進師生交流與互動。教學是教師教與學生學的有機統一體，是溝通與合作，是師生之間、生生之間交往、互動、共同成長的過程，因此，教師教得出彩離不開互動的課堂。

在教學中培養思維方式很重要，要讓學生獨立思考，主動地融入課堂，營造出相互討論、交流的情境，并在此過程中教師適時提問并引導學生討論，豐富教學內容，有效激發學生主動參與、樂于探索的興趣。此外，師生間的交流使學生及時獲得指導和幫助，同時也使教師及時得到教學效果的反饋。

3.2 激發學生興趣，提高學習自主性

注重師生的交流與互動，是教學活動不可或缺的部分。教師要提出有針對性的問題以滿足學生學習需求，培養學生的批判性思維與創新性思維，做到有效的課堂教學，建立良性的師生關系，同時要激發學生自主學習的興趣。例如臨床用藥青霉素鉀的合成工藝講解，通過引導學生學習青霉素鉀合成工藝，理解每一步的反應機理，然后讓學生舉相應合成工藝的例子，以豐富課堂內容。在課外實驗中，以2，4-二氯乙酰苯胺的制備為例，讓學生對氯化反應的原理、氯化劑的選擇及特點等知識點進行鞏固，調動學生探索知識的積極性和主動性，并從中獲得滿足感和成就感，發揮學生學習的自主性和創造性。

4 結語

本次對藥物合成反應教學模式的嘗試，取得了較好的效果，學生的積極性、主動性、創新和科研意識均得到提高，為我校藥學創新人才培養與教學改革積累了寶貴的經驗，同時也為其他相關專業實驗教學改革提供了思路。但是，本次嘗試亦有不足之處，如課程學時較少，講解的實驗例子較少；師生互動溝通不夠；學生課前沒有好好預習等。在今后的教學中我們將采取有力措施，不斷提高藥物合成反應課程的教學效果。

參考文獻：

[1]聞韌.藥物合成反應[M].北京：化學工業出版社，2012.

[2]顏范勇，王兵，王東華.藥物合成反應教學研究探討[J].化工高等教育，2010（2）：81-83.

[3]王美怡.民族院校《藥物合成反應》教學方法探討[J].廣州化工，2013，41（17）：219-221.

[4]馮菊紅，巨修練，葛燕麗，等.藥物合成反應的教學體會[J].廣州化工，2010，38（10）：235-236.

[5]劉瑋煒，周杰興，唐麗娟，等.《藥物合成反應》課程考試改革初探[J].時珍國醫國藥，2008，19（5）：1089-1090.

[6]劉丹，孟艷秋，楊桂秋，等.《藥物合成反應》課程教學探討[J].今日藥學，2010，20（12）：60-62.

[7]彭月，劉友平，銀玲，等.基于開放設計性的《中藥綜合性與設計性實驗》教學探索[J].成都中醫藥大學學報：教育科學版，2012，14（4）：14-15.

[8]冀亞飛，朱維平，鄭玉林，等.制藥工藝學中培養基于反應機理和動力學的學習思維方式[J].化工高等教育，2013（5）：36-40.

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1671-1246（2014）17-0040-03