天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中環(huán)保理念的培養(yǎng)

【摘 要】基于綠色化學(xué)的環(huán)保理念，針對天然藥物化學(xué)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的廢液排放等問題，本文將從教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，對減少源頭污染，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和回收利用“三廢”等方面提出了建議。

【關(guān)鍵詞】環(huán)保 天然藥物化學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）13-0026-02

近年來，環(huán)保問題已是世界各國大力研究的重要課題之一，霧霾、PM2.5更是成了公眾關(guān)注的熱點(diǎn)話題。經(jīng)濟(jì)和科學(xué)發(fā)展不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)，要實(shí)現(xiàn)環(huán)境、資源、人口的可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展，必須以綠色環(huán)保為前提。天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是藥學(xué)專業(yè)大學(xué)生的必修課，有著較強(qiáng)的實(shí)踐性。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是對“天然產(chǎn)物”進(jìn)行提取、分離、純化和結(jié)構(gòu)鑒定，但是整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程并不“天然”，常用的藥品大多是具有揮發(fā)性和毒性的有機(jī)溶劑，如氯仿、甲醇、乙醚等等。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是分小組進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)規(guī)模較小，藥品和試劑的用量看似很少，所以溶劑的后續(xù)處理往往被忽略。而國家目前還沒有專門針對實(shí)驗(yàn)室污染控制方面的法規(guī)和條例，實(shí)驗(yàn)室污染也未納入環(huán)保部門的檢測范圍，處在法律監(jiān)控之外，致使這些有機(jī)溶劑和酸堿溶液被隨意地處理甚至直接排放，造成污染。因此，在天然產(chǎn)物化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)該采取一些切實(shí)有效的辦法解決實(shí)驗(yàn)造成的環(huán)境污染問題，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的同時(shí)，增強(qiáng)他們綠色化學(xué)、環(huán)境保護(hù)的觀念。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，依據(jù)自身體驗(yàn)，提出以下建議：

一 整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，體現(xiàn)環(huán)保理念

教學(xué)內(nèi)容和課程體系直接反映了教學(xué)目的和人才培養(yǎng)目標(biāo)，是教育創(chuàng)新的核心。根據(jù)天然藥物化學(xué)內(nèi)容豐富、理論深刻、實(shí)踐性強(qiáng)、與生藥學(xué)和藥理學(xué)等多門學(xué)科互相交叉滲透的特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇、內(nèi)容的設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)施上進(jìn)行精心策劃，選擇一些有代表性、綜合性強(qiáng)、毒性小的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如大黃蒽醌類成分的分離提取實(shí)驗(yàn)，不僅貫穿了很多基本實(shí)驗(yàn)操作技能，如薄層色譜、索氏提取、萃取以及柱色譜操作等，還是采用策略性方法分離特殊物質(zhì)的經(jīng)典例子。學(xué)生在一次實(shí)驗(yàn)課上就可以學(xué)習(xí)到進(jìn)行現(xiàn)代天然產(chǎn)物研究的多項(xiàng)操作技能，達(dá)到利用有限教學(xué)資源和教學(xué)課時(shí)來完成較多教學(xué)內(nèi)容的效果。這種低耗高效的教學(xué)方法，正體現(xiàn)了綠色環(huán)保理念。

二 半量或小量實(shí)驗(yàn)代替常量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程滲透環(huán)保意識

由于天然產(chǎn)物化學(xué)不太適合微型化實(shí)驗(yàn)，所以在保證實(shí)驗(yàn)科學(xué)合理、安全簡便的基礎(chǔ)上，再從保護(hù)環(huán)境著手，采用藥品投放量少、試劑毒性小、實(shí)驗(yàn)效果好的原則。同時(shí)在整個(gè)過程中努力做到零排放和零污染，以此降低實(shí)驗(yàn)污染，提高學(xué)生的環(huán)保意識。如大黃蒽醌類化合物提取分離實(shí)驗(yàn)中，對于提取物大黃稱取量可以采用一半量，這樣后續(xù)整個(gè)pH梯度萃取溶劑的使用量也都相應(yīng)縮小一半，分離到大黃酸、大黃素、大黃酚以及蘆薈大黃素，進(jìn)行重結(jié)晶和柱層析時(shí)，每兩組合并相同組分，一組做前兩種化合物的純化，另一組做后兩種化合物的純化，如果一個(gè)小組做四個(gè)化合物的純化，由于課時(shí)有限，時(shí)間無法保證，也就難以保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。通過這樣的安排，每組實(shí)驗(yàn)樣品的總量在沒有減少的情況下，四種化合物都能夠得到有效地分離提純，保證了實(shí)驗(yàn)效果。另外，還可以嘗試保留大黃進(jìn)行酸化處理后的酸洗液，經(jīng)過對其進(jìn)行過濾處理后，用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)中堿性溶液萃取后的pH值調(diào)節(jié)，這樣可以避免酸液的排放，降低了廢物對環(huán)境的污染程度，同時(shí)減少了藥品的使用量，以上這些在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中都潛移默化地向?qū)W生滲透了環(huán)保意識，可謂一舉多得。

三 通過對“三廢”的回收利用，強(qiáng)化學(xué)生的環(huán)保意識

天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)會產(chǎn)生大量的廢棄物，如廢液、廢渣和廢瓶等，若不妥善處理，既會影響實(shí)驗(yàn)室設(shè)施，還會嚴(yán)重污染水、空氣和土壤，惡化我們生存的空間。如果進(jìn)行有效處理，不僅可以重復(fù)使用實(shí)驗(yàn)材料，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，還可以降低有機(jī)溶劑的日排量。對于實(shí)驗(yàn)中使用的有機(jī)溶劑可以采用分類、分體系回收原則，在不影響實(shí)驗(yàn)效果的前提下，通過回收處理達(dá)到再利用的目的。如在從秦皮中分離七葉內(nèi)酯和七葉苷的實(shí)驗(yàn)中，采用了乙醇提取，提取液蒸餾濃縮，得到回收的乙醇，通過干燥處理可以用于下一次使用。一組乙醇回收量如果是300ml，一個(gè)班12組就是3600ml，醫(yī)藥學(xué)院2008級學(xué)生一共有5個(gè)班，總計(jì)18L。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組看似溶劑用量不大，但整體用量并不少。另外，實(shí)驗(yàn)過程中提取溶劑不單單是采用毒性相對較小的乙醇，還有乙酸乙酯、乙醚或氯仿，如果隨意排放，都會帶來污染環(huán)境的惡性循環(huán)。有道是：“勿以惡小而為之，勿以善小而不為?！睂τ谏傻膹U液統(tǒng)一回收，鼓勵并帶動學(xué)生在休息日，利用學(xué)過的化學(xué)知識進(jìn)行處理，既可以提高學(xué)生的環(huán)保意識，又鞏固了學(xué)過的知識。實(shí)驗(yàn)剩下的廢瓶，可以送交廢品回收公司，既有收入又保護(hù)了環(huán)境。而實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)品，既可留作下一級學(xué)生的對照品，亦可用于教師和學(xué)生的課題實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品鏈?zhǔn)降牧夹岳醚h(huán)。

四 大力開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是以真實(shí)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過配置、連接、調(diào)節(jié)和使用虛擬實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過計(jì)算機(jī)的可視化過程實(shí)施假想的實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)可以反復(fù)進(jìn)行，整個(gè)過程都不涉及化學(xué)試劑，沒有廢液排放，避免火災(zāi)、爆炸等隱患?？梢哉f，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)既節(jié)省了資源又沒有環(huán)境污染問題，極大地保證了實(shí)驗(yàn)的“綠色、安全”。

總之，在天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入綠色化學(xué)理念，加強(qiáng)

學(xué)生的環(huán)保意識是非常有益的工作。但是目前一些高校由于缺乏對實(shí)驗(yàn)室污染控制的經(jīng)費(fèi)投入，缺乏對實(shí)驗(yàn)室廢棄藥品的組織回收和管理，如果教師能在實(shí)驗(yàn)過程中堅(jiān)持統(tǒng)籌兼顧、適當(dāng)安排，合理利用，不僅能變廢為寶，變害為利，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，還能增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識，進(jìn)而不斷為全社會的環(huán)境保護(hù)事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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[2]鄒敏、周中振、周春瓊等.加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化教育 培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識[J].藥學(xué)教育，2009（1）：56～57

〔責(zé)任編輯：高照