謝文娜
摘 要:藥物合成反應主要研究藥物合成過程中的有機反應,包括反應原理、反應發生的條件、反應后產物、反應方向等。其中,藥物合成實驗是考驗基礎實驗操作、知識水平的實踐活動,也是藥學專業的重點教學內容,需要多次開展教學實驗,使每位學生提高綜合應用與實踐能力。本文主要分析藥物反應實驗中所需的基礎安全教育、儀器使用方法與實驗各階段需要注意的問題,并提出實驗教學的創新思路與方向,幫助專業學生掌握該實驗的基礎知識與操作實踐。
關鍵詞:藥物合成;實驗教學;教學思路與方法;實驗創新
藥物合成反應實驗是有機反應實驗,該實驗與基本反應實驗的特點相似,結合有機合成實驗理論知識體系。藥物反應實驗要求學生掌握熟練的藥物反應實驗操作方法,培養基本實踐技能,可獨立完成實驗操作并具備研究藥物和制作藥物的能力。因此,在開展藥物反應實驗教學中需要注重培養學生的實踐操作技能,并使其具備創新思考的能力。
一、藥物實驗的安全教育
藥物反應合成實驗過程中需要使用多種化學試劑與金屬物質,不乏存在危險性較高的化學試劑與原料,具有較高腐蝕性、易燃易爆、毒性較強等特點,為了保護實驗室人員的安全,降低發生事故的概率,需要從以下幾方面進行藥物實驗安全指導。
首先,需要嚴禁實驗室內帶入火源,實驗室中危險物品較多,其中易燃易爆物品遇到火源極易引發火災,造成重大安全事故。還應禁止將食品帶入實驗室,禁止在實驗過程中飲食。進入實驗室需要穿著專業服裝和防護用具,即實驗服、防護手套、護目鏡等。
其次,熟悉實驗室中危險物質與化學試劑的種類及其特點,如強酸強堿類試劑,強酸具有極高的腐蝕性,濃硫酸、濃鹽酸、濃硝酸;強堿同樣具有極高腐蝕性,氫氧化鈉、氫氧化鉀等,強酸強堿不可直接接觸,同時在使用過程中需佩戴口罩。易燃有機試劑具有較低燃點,遇明火容易引發火災,因此此類試劑需要嚴格遠離火源,并防止其與空氣、水接觸,主要包括乙醇、甲醇、乙酸乙酯等。
二、基本儀器的功能和使用教育
(一)熟悉藥物合成實驗所用基本儀器
藥物合成實驗所用的化學儀器與有機反應類似,在實驗操作前需要掌握各類儀器的基本操作方法,使學生熟悉儀器的主要功能。本文主要分析常見的三種儀器功能及操作方法:第一,通風柜,主要用于排氣抽氣,在實驗過程中將反應產出的有害氣體排出,防止其擴散危機人體生命安全。藥物合成實驗的絕大部分操作需要在通風柜中完成。第二,稱量儀器,藥物反應實驗需要稱量極為精確的原料質量來進行調配反應,因此涉及大量稱量工作,常用電子天平完成。根據不同實驗要求的稱量重量選擇適宜量程的天平。第三,玻璃儀器,藥物合成反應常用的玻璃儀器有燒杯、冷凝管、分液漏斗等,需要掌握不同玻璃儀器的操作方法與功能,在實驗過程中嚴格執行。
(二)試驗實施階段
在進行實驗的過程中,需要根據實驗點危險程度做好防護措施,如佩戴口罩、護目鏡、防腐蝕手套等,再根據實驗步驟進行原材料稱量,使用化學儀器完成實驗,并根據每階段的實驗變化進行記錄。
(三)實驗檢測階段
為了檢驗實驗反應是否徹底,可在實驗進行過程中或結束反應后進行檢測,先判斷該反應是否為新反應,若為已知反應,可直接參照實驗案例或有關文獻資料中的檢測方法執行,若為新反應,需要采用色譜法和質譜法進行組合檢測。
(四)實驗后處理階段
藥物合成反應的處理階段需要先判斷該反應是否為新反應,若為已知反應,可以直接參照實驗案例或有關文獻資料中的處理方法。若為新反應,則需要根據產物的熔點沸點、密度、溶解度等理化特性采取相應處理方法。
(五)產物分離純化階段
藥物合成反應實驗目的是獲得一定質量和純度較高的有機中間體或反應產物,通過反應后得到的初產物還需要經過精細加工達到所需純度。根據化合物的物理性質、化學性質進行分析,主要包括化合物熔點沸點、溫度、酸堿度、滲透壓等,一般使用的純化方法有柱色譜法、重結晶法以及蒸餾法。柱色譜法也稱為層析法,是以平衡分配產物為原理的分離純化方法,可用于分離純化大多數物質。重結晶法主要用來分離純化固體產物,選擇適宜的溶劑進行加熱,使溶液達到飽和,在冷卻溶液點過程中析出晶體達到分離純化效果。蒸餾法是根據產物的不同沸點在不同溫度的條件下進行蒸餾,得到純化分離后的物質。
三、藥物合成實驗創新教育
(一)實驗思路的創新
可引導學生通過藥物分離純化后的反應物來思考同功效的藥物合成的新方式,來規劃設計藥物合成方案,并闡述主要合成路線,通過實際操作來評價新合成方式是否具有操作簡便、成本較低、合成效果較好、環保等優點,來提升學生的實踐能力與創新水平。
(二)實驗方法的創新
在掌握基礎的藥物合成反應實驗理論體系與實驗安全操作規范后,需要從實踐技能方面提高學生的創新能力。藥物合成反應的主要目的是以較高的反應速率得到目標反應產物,可在實驗操作過程中使用新操作方法或思路,在保證產物功效和組成成分不變的情況下,研究更加簡便、高效的操作方法。
結語:
藥物反應合成實驗教學是考察學生理論知識的掌握程度與實踐能力水平,在操作過程中達到理論與實踐的統一,學以致用,具備獨立研究藥物的能力,對于畢業后從事藥物研究或生產工作有著重要作用。因此,需要著重針對藥物反應實驗進行教學,采取科學合理的教學方法,在實驗過程中鼓勵學生思考創新。本文主要通過闡述實驗的基本安全知識、基礎儀器知識與實驗四個階段,并提出基于實驗方法和思路的創新理念,希望為藥物合成反應實驗教學提供一定參考。
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