官能團在藥物理化性質教學中的應用

邵曰鳳 胡粉青

【摘要】藥物化學是一門專業核心基礎課，其主要闡述合成藥物的名稱、理化性質、構效關系、體內代謝、臨床用途等，學好藥物化學對藥學專業學生掌握專業基礎知識和專業核心技能都非常重要，而掌握藥物化學的難點之一是學好合成藥物理化性質，藥物理化性質主要由官能團體現，因此，為了讓學生能較好的掌握好藥物化學合成藥物理化性質內容。建議結合藥學專業就業核心崗位核心技能，整合有機、無機、藥物化學三個學科，優化教學內容，使教學過程中形成銜接，從而提高課程建設水平，提高學生學習積極性和提升教師藥化教學質量水平。

【關鍵詞】官能團 藥物理化性質 教學 應用

【基金項目】云南省教育廳科學研究基金指導性項目（2017ZDX063）；云南省教育廳教師項目（2018JS685）。

【中圖分類號】R914 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）08-0178-02

藥物化學是一門以化學、生物學、醫學、藥學為基礎，以化學合成藥物為主要講授對象的綜合性學科。也是藥學專業、醫學專業的基礎性學科，對于本科、高職高專藥學專業來說，藥物化學還是一門學好藥物分析、藥物制劑技術、天然藥物化學、醫院藥學、藥理學、藥品貯存管理等學科的專業基礎課，因此，學好藥物化學對于系統性地掌握藥學專業基礎知識和藥品生產、檢驗、使用藥物乃至藥品銷售等核心技能都顯得很重要，而要學好藥物化學這門課，掌握好化學合成藥物的理化性質很關鍵，因為理化性質是藥物化學學科學習的重點，也是學習的難點，同時也是藥品生產、檢驗、分析、管理、應用的基礎，而要全面、準確、系統的掌握每個藥物的理化性質，熟練的應用到實踐中，最關鍵的是掌握好每種藥物化學結構的官能團，通過對官能團的性質、分類、特點、原理的學習，才能融會貫通，掌握好藥物理化性質，也才能更好為藥物在生產、儲存管理、臨床用藥過程中提供科學的理論指導。本文結合個人教學經驗，以鹽酸普魯卡因為例，淺談一些官能團在藥物理化性質教學中的應用，以便于為藥物化學教學提供一些參考。[1]

一、鹽酸普魯卡因理化性質

化學名：4-氨基苯甲酸-2-（二一氨基）-乙酯鹽酸鹽，又名鹽酸奴佛卡因，為局部麻醉藥。理化性質有：本品水溶液加NaOH溶液，析出白色沉淀。加熱，水解產生二一氨基乙醇（蒸汽使潤濕的紅色石蕊試紙變藍）和對氨基苯甲酸鈉，加鹽酸析出白色沉淀，此沉淀能在過量鹽酸中溶解。光照易氧化變色。還具有水解性，還原性，可用生物堿沉淀試劑顯色呈氯化物鑒別反應。本品局部麻醉作用強，毒性低，無成癮性，但穿透力弱，不做表面麻醉。臨床用于浸潤麻醉、腰麻和局部封閉療法。

二、以鹽酸普魯卡因化學結構中官能團為例，分析其作用

1.分析分割結構中官能團。根據圖一：鹽酸普魯卡因化學結構，其官能團主要有芳伯胺基、酯基、二乙氨基和鹽酸鹽。

2.分析官能團化學性質。根據結構中含有的官能團，結合有機化學課程中各類型化合物所具有的性質進行分析。芳伯胺：因氮原子上有未共用電子對，電子云密度大，具有還原性，容易發生氧化反應，特別是在有氧條件、光照、紫外線、重金屬、加熱等條件下，其氧化反應加快。酯基：在酯基中，碳原子受到羰基上和領位氧原子雙重誘導效應作用，使得酯基碳原子極度缺電子，易受到親核試劑的進攻斷裂，發生水解反應，生成可逆產物二乙氨基乙醇和對氨基苯甲酸。特別是在酸、堿性和酶等條件下，水解速度加速。二乙氨基：是叔氮類化合物，因氮原子上有未共用電子對，具有堿性，可與生物堿沉淀試劑生成有色沉淀。鹽酸鹽：水溶性較大，易溶于水和親水性溶劑，難溶于親脂性溶劑。因含氯離子，可與銀離子反應生成氯化銀白色沉淀，可用于改藥物定性鑒別反應。

3.根據官能團理化性質，從而推導出藥物在生成、檢驗、儲存、應用環節，應注意事項，從而增強技術技能水平。芳伯胺，由于有還原性，由此推導出鹽酸普魯卡因在儲存管理過程中注意遮光、密閉保存，在生產過程中，要排除加速氧化反應的條件，如檢測安珀中是否含有重金屬，生產過程中向安珀中充入比氧氣重的氮氣，以趕走氧氣等，從而保證生產和管理過程中制劑的質量。另外芳伯胺基具有還原性，從制劑配伍禁忌來說，避免與有氧化性較強的制劑配伍，避免效價降低，副產物增加，過敏等副作用增加。酯基具有水解性，因此，在生產過程中，要控制好生產各環節的PH值，否則，副產物增加，制劑不良反應也增加，特別是過敏反應。藥品生產過程中，還要檢測是否含有副產物等。二乙氨基：易與生物堿沉淀試劑如：碘化鉍鉀反應生成有顏色沉淀，可用于該藥物鑒別，此外，也為生產中制成鹽酸鹽和做成水制劑提供依據。

三、小結

1.常見合成藥物官能團。藥物化學結構看起來特別復雜，難于記憶，掌握，特別是對于中學化學基礎掌握得不夠牢靠的理科生，三校生和沒有接觸或接觸較少的文科生，更是如此，但是，實際上，合成藥物化學結構也是由原子和基團通過化學鍵相連接組成，要熟練掌握藥物的化學結構，首先要熟悉常見藥物化學結構的基團，常見藥物結構基團如圖二：合成藥物化學結構常見官能團。

2.水解性。常見的容易發生水解的官能團有酯基、酰胺基、苷類、酰肼基、酰脲基、縮氨基、鹽類、多肽、多聚糖、蛋白質等，其中，酯基、酰胺基、苷鍵、鹽類在水的參與下，最容易發生水解反應，形成水解產物，代表藥物有異煙肼、對氨基水楊酸鈉、？茁-內酰胺類抗生素及其鈉鹽、大環內脂類抗生素、氨基糖苷類抗生素、氯霉素、苯二氮卓類、巴比妥類中樞鎮靜藥、抗癲癇藥、鎮痛藥哌替啶、硝酸毛果蕓香堿、硫酸阿托品、局麻藥普魯卡因、利多卡因等。因此含有水解性官能團的藥物在生產過程中要注意水解破壞其結構，降低產率，成品在儲存管理過程中要避光密閉保存，以免副產物增多，效價降低，副作用增多。

3.還原性。常見的易發生還原反應的官能團有：碳碳雙鍵、酚羥基、芳香伯胺基、烯醇羥基、？琢-羥基？茁-氨基、巰基、醛基、含吡啶、呋喃、吡唑、吡唑酮、吩噻嗪吲哚雜環等官能團藥物。（1）含雙鍵藥物容易與空氣中的氧氣反生氧化反應生成環氧類化合物，而失去作用，例如：維生素A。（2）酚羥基由于氧原子上帶有未共用電子對，具有還原性，容易發生氧化反應，形成有顏色的醌類化合物。其反應快慢和程度與酚羥基數目的多少、芳環上取代基的類型有關，一般羥基數目越多，越容易發生反應，芳環上取代基為給電子基，容易發生反應，反之，如果為吸電子基，則難發生反應。如：具有兒茶酚結構的？琢，？茁-受體激動藥腎上腺素、多巴胺，中樞鎮痛藥嗎啡等。（3）芳香伯氨因氮原子上含有未共用電子對，具有還原性，易發生氧化反應，形成有顏色的醌式產物，如合成抗菌藥磺胺類藥物、局麻藥普魯卡因等。（4）巰基電負性小于氧原子，易給出電子，更易發生氧化反應，生成二硫化物，如：血管緊張素轉化酶抑制劑卡托普利、抗甲狀腺激素藥丙硫氧嘧啶等。（5）其他官能團，如：醛類藥物、？琢-羥基？茁-氨基、聯烯醇類藥物等易發生氧化反應，如麻黃素、維生素C等。當然藥物的氧化反應還受氧、光照、金屬離子、溫度、PH等因素的影響。

4.其他。酚羥基、羧基、磺酰胺基具有酸性，伯氮、仲氮、叔氮具有堿性。鑒別反應，如：芳伯氨，用重氮偶合反應鑒別，酚羥基用氯化金屬化合物鑒別等。

為了增強藥物化學教學效果，應根據藥學專業核心崗位核心技能要求，整合有機化學、無機化學、藥物化學三個學科，精簡教學內容，使內容形成一體，從而改善課程體系建設，提高學生對藥物化學的學習積極性，改善教師在教學過程中的教學水平。

參考文獻：

[1]侯娜.化學官能團與有機化學的學習[J].高等函授學報，2006（1）.