天然藥物化學(xué)中化學(xué)結(jié)構(gòu)教學(xué)的探討

趙素容，霍 強(qiáng)

（蚌埠醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系，安徽蚌埠 233030）

天然藥物化學(xué)中化學(xué)結(jié)構(gòu)教學(xué)的探討

趙素容，霍 強(qiáng)

（蚌埠醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系，安徽蚌埠 233030）

針對(duì)天然藥物化學(xué)中化學(xué)結(jié)構(gòu)種類繁多、不易掌握的特點(diǎn)，通過不斷探索和總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)實(shí)踐中采用多種方法和手段提高化學(xué)結(jié)構(gòu)的教學(xué)效果。

天然藥物化學(xué)；化學(xué)結(jié)構(gòu)；教學(xué)方法

天然藥物化學(xué)是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論與方法研究天然藥物中化學(xué)成分的一門學(xué)科，是高等醫(yī)藥院校藥學(xué)專業(yè)的一門必修課，在整個(gè)藥學(xué)教育體系中具有十分重要的作用和地位。其研究內(nèi)容主要包括各類天然藥物的化學(xué)成分（主要是生理活性成分或藥效成分）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、理化性質(zhì)、提取分離方法、主要類型化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)鑒定和生物合成途徑等[1]。其中，化合物的結(jié)構(gòu)起著主導(dǎo)作用，即結(jié)構(gòu)決定理化性質(zhì)，從而決定化合物的提取分離方法，而提取分離的結(jié)果又需要闡明其化學(xué)結(jié)構(gòu)。天然藥物化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型繁多，目前已分離鑒定的化合物數(shù)以萬計(jì)，大多數(shù)學(xué)生在面對(duì)紛繁復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)產(chǎn)生畏懼感，容易導(dǎo)致厭學(xué)情緒，將難以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。為此，筆者在教學(xué)過程中做了以下嘗試，取得了較好的教學(xué)效果。

1 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

天然藥物化學(xué)是一門理論性較強(qiáng)的自然學(xué)科，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難免會(huì)感到枯燥無味，學(xué)習(xí)興趣不高。因此，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)更新教育觀念，改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)思路，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。在總論部分，以天然藥物的發(fā)展歷史和成功開發(fā)的天然藥物新藥為實(shí)例來講解這門課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)和內(nèi)容，讓學(xué)生了解天然藥物化學(xué)的特有魅力；通過國內(nèi)外創(chuàng)新藥物研發(fā)現(xiàn)狀的介紹來激發(fā)學(xué)生的使命感和責(zé)任感，同時(shí)通過介紹我國的動(dòng)植物資源特別是中草藥的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)讓學(xué)生對(duì)我國天然藥物發(fā)展的未來充滿希望和信心。在每章節(jié)的學(xué)習(xí)中，以學(xué)生熟悉的藥物或現(xiàn)象為導(dǎo)入點(diǎn)，循序漸進(jìn)引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。如講生物堿時(shí)向?qū)W生介紹印第安人曾利用最毒的生物堿烏頭堿涂抹在箭頭上用于戰(zhàn)爭以及魯濱遜等先驅(qū)研究嗎啡等生物堿的過程[2]；講鞣質(zhì)時(shí)以“削好的蘋果在空氣中放置后為什么會(huì)變色”為問題而引入。

2 重視基本雜環(huán)和官能團(tuán)的核心作用

天然藥物中的化學(xué)成分就其化學(xué)本質(zhì)而言是由一些化學(xué)元素組成的化學(xué)品。在這點(diǎn)上，有機(jī)化學(xué)的知識(shí)尤為重要[3]。因此，要求學(xué)生在課前對(duì)有機(jī)化學(xué)的知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)，特別是有關(guān)雜環(huán)化合物的知識(shí)，記住常見雜環(huán)化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)及雜環(huán)的編號(hào)，如吡喃、吡咯、喹啉、吲哚等；同時(shí)復(fù)習(xí)常見取代基或官能團(tuán)的寫法和名稱。有了這些基礎(chǔ)知識(shí)的儲(chǔ)備，在上課時(shí)學(xué)生才能跟上教學(xué)進(jìn)度，對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)不再有陌生感和畏懼感。

3 不同記憶方法的應(yīng)用

天然藥物化學(xué)成分常根據(jù)基本母核進(jìn)行分類。根據(jù)不同類型化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用與之相應(yīng)的記憶方法，能避免學(xué)生對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生混淆，?？墒盏绞掳牍Ρ兜男Ч?/p>

3.1 對(duì)照比較法

對(duì)照比較法是一種常用、有效的方法。它是將兩個(gè)或兩個(gè)以上具有可比性的對(duì)象放在同一條件或同一標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行聯(lián)系比較，通過識(shí)同辨異，確定其屬性的異同，從而進(jìn)一步認(rèn)識(shí)比較對(duì)象的本質(zhì)特征和內(nèi)在聯(lián)系，使所學(xué)知識(shí)掌握得更為牢固[4]。如香豆素類化合物的基本母核為苯駢α-吡喃酮，黃酮類化合物基本母核的色原酮部分為苯駢γ-吡喃酮，其差異僅在于吡喃環(huán)上酮基（羰基）的位置，一個(gè)在雜原子的α位（鄰位），另一個(gè)在雜原子的γ位（對(duì)位）。而黃酮和異黃酮也僅是B環(huán)的連接位置不同，學(xué)生很容易掌握經(jīng)典黃酮類化合物的基本母核2-苯基色原酮，如果B環(huán)連在γ-吡喃酮環(huán)的3位即為異黃酮（3-苯基色原酮）。此外，個(gè)別特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)與一般的化學(xué)結(jié)構(gòu)相比較亦能加深記憶。

3.2 會(huì)意法

化學(xué)結(jié)構(gòu)名稱的記憶并不難，如果能根據(jù)名稱推出結(jié)構(gòu)，那么化學(xué)結(jié)構(gòu)的記憶就變得相對(duì)簡單了。這在黃酮類化合物主要結(jié)構(gòu)類型的學(xué)習(xí)和記憶中體現(xiàn)較明顯，名稱中含“酮”的其化學(xué)結(jié)構(gòu)中必然有酮基存在，名稱中含“醇”的必然在C環(huán)上有羥基存在，名稱中含“二氫”或“烷”的必然是C環(huán)的2、3位雙鍵被氫化飽和。例如，二氫黃酮醇化學(xué)結(jié)構(gòu)的推演，其黃酮的基本母核不變，“二氫”即黃酮母核C環(huán)的2、3位雙鍵被氫化飽和（A、B環(huán)若被氫化就不再是苯環(huán)了，C環(huán)的1、4位是飽和的，雙鍵只能存在于C環(huán)的2、3位上），“醇”即結(jié)構(gòu)中含有羥基且只能在C環(huán)的3位（若連在A、B環(huán)上即為酚而非醇，C環(huán)的1、4位已飽和且2位上已有B環(huán)連接），由此不難推出二氫黃酮醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)。

3.3 形象記憶法

將抽象的化學(xué)結(jié)構(gòu)與直觀形象相結(jié)合，可活躍課堂教學(xué)，使學(xué)生對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的記憶變得容易和牢固。甾體化合物的“甾”字很形象地表示了這類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，即含4個(gè)環(huán)的稠環(huán)（環(huán)戊烷駢多氫菲）上面連有3個(gè)支鏈（10、13位各有1個(gè)角甲基，17位有側(cè)鏈）。

3.4 加合法

天然藥物化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，有時(shí)可根據(jù)母核的碳原子總數(shù)進(jìn)行記憶。根據(jù)定義四環(huán)三萜分子中應(yīng)含有30個(gè)碳原子，其母核為甾體母核（17個(gè)碳原子），固定的取代基有4位的偕二甲基（2個(gè)碳原子）、14位甲基（1個(gè)碳原子）和17位八碳側(cè)鏈（8個(gè)碳原子），由碳原子總數(shù)可知還存在2個(gè)碳原子，而這2個(gè)碳原子則為學(xué)生熟知的角甲基，正是由于這2個(gè)角甲基的位置不同[10（9）位或13（8）]可以將四環(huán)三萜分成不同的結(jié)構(gòu)類型。

3.5 生物合成途徑法

生物合成途徑?jīng)Q定了化合物結(jié)構(gòu)的基本骨架特點(diǎn)，根據(jù)生物合成的前體物能快速掌握由其衍生的化學(xué)結(jié)構(gòu)。例如萜類是由甲戊二羥酸衍生的化合物，由不同數(shù)目甲戊二羥酸單位構(gòu)成不同的萜類，盡管其結(jié)構(gòu)骨架變化多端，但其分子中多能找到C5單位的影子，只是有的被環(huán)合、氧化、還原、縮合或接上不同類型的取代基。

以上為筆者在天然藥物化學(xué)成分基本母核的教學(xué)中常用到的方法，而對(duì)于需要掌握的重要單體化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，在掌握了其所屬類型化合物母核結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，分清取代基的種類、數(shù)目和連接位置即可快速掌握。再復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)也是由簡單的結(jié)構(gòu)拼合而成的，因此鼓勵(lì)學(xué)生多寫多畫，不斷總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，加深對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的理解和掌握。

4 注重教與學(xué)的交流

教學(xué)活動(dòng)是一個(gè)師生互動(dòng)的過程，學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用必須相互促進(jìn)，協(xié)調(diào)發(fā)展[5]。教師只有在充分了解學(xué)生的具體情況之后才能有的放矢地開展教學(xué)，學(xué)生對(duì)教師認(rèn)可之后則會(huì)促進(jìn)他們對(duì)該課程的興趣和關(guān)注。改變學(xué)生被動(dòng)聽課的局面，創(chuàng)造主動(dòng)參與的氛圍，從而更好地促進(jìn)教學(xué)工作[6]。

總之，教師在教學(xué)過程中應(yīng)不斷思考和總結(jié)，根據(jù)學(xué)生的具體情況采用多種方法和手段來加強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的理解和掌握，從而為學(xué)好天然藥物化學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]吳立軍.天然藥物化學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2008:1.

[2]史清文,李力更,霍長虹,等.天然藥物化學(xué)理論課教學(xué)的改革[J].藥學(xué)教育,2008,24(1):34-36.

[3]李榮星.淺談藥物化學(xué)中的化學(xué)結(jié)構(gòu)教學(xué)[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),2008,(3):104.

[4]雷敬衛(wèi),丁曉醫(yī),白雁.天然藥物化學(xué)學(xué)習(xí)方法探索[J].光明中醫(yī),2008,23(8):1221-1222.

[5]姜茹,李曉曄,劉雪英,等.天然藥物化學(xué)教學(xué)模式探討[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào):基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版,2008,10(1):35-36.

[6]舒曉宏,刁云鵬,甄宇紅,等.天然藥物化學(xué)教學(xué)方法的探討[J].大連醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2006,28(6):511.

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