药物合成实验教学思路和方法探讨

2021-07-02 20:49谢文娜
科学与财富 2021年8期
关键词:实验创新实验教学

谢文娜

摘 要:药物合成反应主要研究药物合成过程中的有机反应,包括反应原理、反应发生的条件、反应后产物、反应方向等。其中,药物合成实验是考验基础实验操作、知识水平的实践活动,也是药学专业的重点教学内容,需要多次开展教学实验,使每位学生提高综合应用与实践能力。本文主要分析药物反应实验中所需的基础安全教育、仪器使用方法与实验各阶段需要注意的问题,并提出实验教学的创新思路与方向,帮助专业学生掌握该实验的基础知识与操作实践。

关键词:药物合成;实验教学;教学思路与方法;实验创新

药物合成反应实验是有机反应实验,该实验与基本反应实验的特点相似,结合有机合成实验理论知识体系。药物反应实验要求学生掌握熟练的药物反应实验操作方法,培养基本实践技能,可独立完成实验操作并具备研究药物和制作药物的能力。因此,在开展药物反应实验教学中需要注重培养学生的实践操作技能,并使其具备创新思考的能力。

一、药物实验的安全教育

药物反应合成实验过程中需要使用多种化学试剂与金属物质,不乏存在危险性较高的化学试剂与原料,具有较高腐蚀性、易燃易爆、毒性较强等特点,为了保护实验室人员的安全,降低发生事故的概率,需要从以下几方面进行药物实验安全指导。

首先,需要严禁实验室内带入火源,实验室中危险物品较多,其中易燃易爆物品遇到火源极易引发火灾,造成重大安全事故。还应禁止将食品带入实验室,禁止在实验过程中饮食。进入实验室需要穿着专业服装和防护用具,即实验服、防护手套、护目镜等。

其次,熟悉实验室中危险物质与化学试剂的种类及其特点,如强酸强碱类试剂,强酸具有极高的腐蚀性,浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸;强碱同样具有极高腐蚀性,氢氧化钠、氢氧化钾等,强酸强碱不可直接接触,同时在使用过程中需佩戴口罩。易燃有机试剂具有较低燃点,遇明火容易引发火灾,因此此类试剂需要严格远离火源,并防止其与空气、水接触,主要包括乙醇、甲醇、乙酸乙酯等。

二、基本仪器的功能和使用教育

(一)熟悉药物合成实验所用基本仪器

药物合成实验所用的化学仪器与有机反应类似,在实验操作前需要掌握各类仪器的基本操作方法,使学生熟悉仪器的主要功能。本文主要分析常见的三种仪器功能及操作方法:第一,通风柜,主要用于排气抽气,在实验过程中将反应产出的有害气体排出,防止其扩散危机人体生命安全。药物合成实验的绝大部分操作需要在通风柜中完成。第二,称量仪器,药物反应实验需要称量极为精确的原料质量来进行调配反应,因此涉及大量称量工作,常用电子天平完成。根据不同实验要求的称量重量选择适宜量程的天平。第三,玻璃仪器,药物合成反应常用的玻璃仪器有烧杯、冷凝管、分液漏斗等,需要掌握不同玻璃仪器的操作方法与功能,在实验过程中严格执行。

(二)试验实施阶段

在进行实验的过程中,需要根据实验点危险程度做好防护措施,如佩戴口罩、护目镜、防腐蚀手套等,再根据实验步骤进行原材料称量,使用化学仪器完成实验,并根据每阶段的实验变化进行记录。

(三)实验检测阶段

为了检验实验反应是否彻底,可在实验进行过程中或结束反应后进行检测,先判断该反应是否为新反应,若为已知反应,可直接参照实验案例或有关文献资料中的检测方法执行,若为新反应,需要采用色谱法和质谱法进行组合检测。

(四)实验后处理阶段

药物合成反应的处理阶段需要先判断该反应是否为新反应,若为已知反应,可以直接参照实验案例或有关文献资料中的处理方法。若为新反应,则需要根据产物的熔点沸点、密度、溶解度等理化特性采取相应处理方法。

(五)产物分离纯化阶段

药物合成反应实验目的是获得一定质量和纯度较高的有机中间体或反应产物,通过反应后得到的初产物还需要经过精细加工达到所需纯度。根据化合物的物理性质、化学性质进行分析,主要包括化合物熔点沸点、温度、酸碱度、渗透壓等,一般使用的纯化方法有柱色谱法、重结晶法以及蒸馏法。柱色谱法也称为层析法,是以平衡分配产物为原理的分离纯化方法,可用于分离纯化大多数物质。重结晶法主要用来分离纯化固体产物,选择适宜的溶剂进行加热,使溶液达到饱和,在冷却溶液点过程中析出晶体达到分离纯化效果。蒸馏法是根据产物的不同沸点在不同温度的条件下进行蒸馏,得到纯化分离后的物质。

三、药物合成实验创新教育

(一)实验思路的创新

可引导学生通过药物分离纯化后的反应物来思考同功效的药物合成的新方式,来规划设计药物合成方案,并阐述主要合成路线,通过实际操作来评价新合成方式是否具有操作简便、成本较低、合成效果较好、环保等优点,来提升学生的实践能力与创新水平。

(二)实验方法的创新

在掌握基础的药物合成反应实验理论体系与实验安全操作规范后,需要从实践技能方面提高学生的创新能力。药物合成反应的主要目的是以较高的反应速率得到目标反应产物,可在实验操作过程中使用新操作方法或思路,在保证产物功效和组成成分不变的情况下,研究更加简便、高效的操作方法。

结语:

药物反应合成实验教学是考察学生理论知识的掌握程度与实践能力水平,在操作过程中达到理论与实践的统一,学以致用,具备独立研究药物的能力,对于毕业后从事药物研究或生产工作有着重要作用。因此,需要着重针对药物反应实验进行教学,采取科学合理的教学方法,在实验过程中鼓励学生思考创新。本文主要通过阐述实验的基本安全知识、基础仪器知识与实验四个阶段,并提出基于实验方法和思路的创新理念,希望为药物合成反应实验教学提供一定参考。

参考文献:

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