第一篇:药物化学课程的建设与改革总结材料
药物化学课程的建设与改革总结材料
《药物化学》课程为沈阳药科大学各专业学生必修的专业基础课和专业课。药物化学学科1996年被评为省级重点学科,长期以来,我们十分重视课程建设,在教学实践中不断探索、总结经验,收到了良好的效果。《药物化学》课程于2001年被评为校级优秀课程,2004年被评为省级和校级精品课程。
《药物化学》肩负着新药研究与开发的重任,以往我国新药研究与开发,主要以仿制为主,因此本课程主要以化学为基础。鉴于我国在知识产权上的国际化,我国的新药研究与开发面临极大的挑战,因此本课程教学组根据学科发展和国际药学人才培养的趋势,重点开展与新药发现和研究的过程相关的教学内容和教学实践的改革研究,其主要目标为培养学生的创新能力。同时由于《药物化学》课程也是学习药物分析、药理学和药物制剂等课程的化学基础。因此学生对药物化学知识掌握的程度对其他课程的学习和理解起到很大的影响。为此我们于2001年就药物化学课程的建设与改革进行立项,并进行深入地研究工作。
主要研究内容:
1.将以化学为主的课程体系转为以化学和生物学为主的课程体系,全面提高学生的创新能力
药物化学课的授课对象涵盖了沈阳药科大学的各个专业的本科生层次,由于各个专业的培养目标不同,因此其药物化学课的讲授内容也应有所区别。于是针对不同专业的特点,为各个专业制订了不同的教学大纲,围绕着教学大纲,针对不同的专业在教学内容的组织、教材选用、理论课与实验课的学时比例,以及授课人员的选配等诸多方面都做出了相应的调整。
“药物化学I”的教学对象为药学类各专业本科生,为此专业的专业基础课和专业课,在教学活动中,注重将化学知识和生物学知识紧密结合在一起,重点讲述各类典型药物的结构、性质、稳定性、代谢途径、构效关系以及药物结构修饰的基本知识和新药开发的理论与方法,特别是以研究者在新药研究中的思路和理论为思路的出发点和归属,通过反复多次有关新药创新的教育,使学生创新药物研究的思想不断地得到充实,其创新能力得到不断的提高。药物化学实验课以典型药物的性质实验和合成实验为主,使学生掌握药物合成的基本操作技能,为从事药学各专业的研究奠定药物化学的工作基础。
“药物化学II”的教学对象为制药工程专业本科生,为该专业的专业课。基于该专业学生的化学类课程基础比较深厚特点,结合本专业的培养目标,在教学活动中,注重化学知识和生物学知识的结合,特别是详细阐述生物学知识在创新药物研究中的重要性,重点讲述药物化学的基本理论和基本知识,注重创新性药物的设计、开发能力的培养。为此,在教学内容安排上侧重于讲授主要药物的结构、作用机理、合成路线与方法、药物构效关系和结构改造、寻找新药的基本理论与途径等,同时要对新药研究和开发的国内外最新理论和进展有所了解。在实验课教学注重中基本技能的训练,通过从基本的化工原料出发,经过一系列反应合成药物。并且为该专业学生开设30学时的创新性的综合药物化学试验,培养了学生的创新药物设计和开发能力,为将来从事新药物研究与开发和药物的工艺研究工作打下坚实的基础。
“药物化学III”为外语药学类各专业本科生的专业基础课,根据专业培养目标的要求,培养创新性研究人才,我们选用国外近期出版的原版教材为主,辅以中文版教材。授课教师选聘近期从国外留学归来,外语水平较高,责任心较强的教师担任,课堂教学采用外语讲授、外文板书为主。在教学活动中,注重将化学知识和生物学知识紧密结合在一起,重点讲述各类典型药物的结构、性质、稳定性与代谢途径、构效关系以及对药物改造基本知识,特别是以研究者在新药研究中的思路和理论为思路的出发点和归属,通过反复多次的教育,使学生创新药物研究的思想不断地得到充实,其创新能力得到不断的提高。鼓励学生在大量阅读外文期刊的同时,获取大量新的知识。
“药物化学IV” 为药学理科基地班学生的专业基础课,根据“培养具有宽厚的药学基础理论知识和专业知识,具备深造的潜能和独立从事药学基础研究的高级药学专门人才”的培养目标的要求,为该专业的药物化学课选派了业务能力强、外语水平较高、责任心强的骨干教师。教学内容的安排时刻围绕着培养的科学作风和较强的实验操作能力,为将来打下良好的理论基础和扎实的实验技术基础这一基本思路进行。在教学活动中,将化学知识和生物学知识紧密结合在一起,重点介绍药物作用的化学基础、设计新药的基本原理和方法、各类药物的发现和发展以及现有临床应用的药物、新药研究的动向、最新理论和技术,着重讲解药物的衍化过程、特别是研究者在新药研究中的思路和理论为考虑的出发点和归属,通过反复多次的教育,使学生创新药物研究的思想不断地得到充实,其创新能力得到不断的提高。药学基地班的学生越来越多的乐于投身药物化学的专业的研究中。在教学过程中,将新药研究的理论和国内外创新药物的研究实例结合在一起加以讲解,一方面通过讲解加深学生对原理的理解,另一方面启发学生开拓思路,加以总结和概括。同时组织学生进行研究式课堂讨论,培养和增强学生综合素质和能力。
实验课通过对典型药物的合成实验掌握药物化学研究的基本操作技能,同时开设了多个开放性实验,以提高学生的分析问题、解决问题的能力,为从事药物化学的研究工作奠定基础。对实验课内容安排上做了较大的调整,由过去的认知性试验改为认识性试验加创新实验。将原有的40学时的认知性实验,调整到30学时,为其开设 “肾上腺素受体拮抗剂的的设计” 开放性实验,学生根据所学的药物结构与活性的知识,从查阅文献开始,自行设计药物、制备工艺路线、质量检验方法和药理活性评价方法,效果与反映很好,极大的激发了学生的创新积极性,具有良好的示范作用。
“药物化学V” 的教学对象主要是管理类各专业本科生,为专业基础课,教学重点与难点主要放在各类典型药物的结构、性质、稳定性与代谢途径、构效关系和结构改造基本知识等。为在医药市场经营中奠定药物化学的基础。
以往的药物化学考试多以药物的化学命名、药物化学结构、药物的理化性质、药物合成路线及问答题为主,虽然多为主观题,但基本上属于死记硬背性,试题缺少对学生的分析问题和解决问题能力的考核,特别是缺少对学生创新能力的考核。我们保留少数对学生的基本药物结构掌握的试题,重点放在让学生通过已经掌握的药物结构与活性的关系,判断给出药物结构应有的药效,使学生对于药物化学的重点内容构效关系有了深刻理解。提高了学生的分析问题和解决问题能力,为考核学生创新能力,我们设计新的试题类型,依据药物化学的基本原理,给出相关的条件,让学生设计出药物的化学结构,考核了学生的创新能力。
2.注重素质教育,培养品学兼优的药学人才
全面提高素质教育,一方面可以使知识和能力更好地发挥作用,另一方面可以促进知识和能力的进一步扩展和增强。因此,要培养跨世纪的优秀人才,必须注重人才素质的培养。
1.在教学过程中,我们除了按照教学大纲要求组织教学外,还向学生介绍药物化学的发展历史、现状及未来,介绍药物化学与人类日常生活的密切关系,使学生对药物化学产生浓厚的学习兴趣。
2.注重向学生介绍药物化学的发展前沿,使学生及时了解药物化学领域新思想、新发现及新的技术增长点等。
3.在理论教学中对学生能力和素质的培养外,特别注重通过实验教学培养学生的动手能力,通过实验方案的自行设计,培养学生的独立分析问题、解决问题及创新能力。
4.向学生介绍药物化学领域科学家的故事,培养学生为科学献身精神。通过知识的积累和能力的培养,使学生素质大大提高。
3.加强教材建设,为创新创新人才培养奠定基础
教材是教学内容的载体,教材质量直接体现着高等教育和科学研究的发展水平。也直接影响本科教学质量。几年来我们积极提高在全国高等医药院校规划教材编写中的地位,不断提高其影响和知名度,现已经完成出版教材和著作有17部:主编的有国家十五规划教材《化学制药工艺学》、(中国医药科技出版社)《医药伦理学》(中国医药科技出版社)、《药物化学》(科学出版社)、国家执业资格药师考试应试习题集《药物化学》(中国医药科技出版社)、执业药师资格考试考前辅导丛书药学专业二(中国医药科技出版社)。参编教材有面向21世纪课程教材《药物化学》(高等教育出版社)、卫生部第四轮规划教材《药物化学》(人民卫生出版社)、卫生部成人专科规划教材《药物化学》(人民卫生出版社)、卫生部第五轮规划教材《药物化学》(人民卫生出版社)、国家执业资格药师考试应试指南《药物化学》(中国中医药出版社)、《药物化学应试指南》(北京大学医学出版社)、国家十五规划教材《药物化学》(化学工业出版社)、《药物化学学习指导》(人民卫生出版社)、《生物利用度控制----药物化学原理,方法和应用》(化学工业出版社)、职业医师职称药剂师考试习题集《药物化学》部分和职业医师职称药剂士考试习题集《药物化学》部分(中国医药科技出版社)。
4.本科生参与国家课题研究,为创新人才的培养提供充分条件
本科生在毕业实习阶段参加 “十五”国家重大科技专项、863计划几种重大疾病的创新药研究、国家自然科学基金等科研项目研究工作,学生在本科阶段进入高水平课题的研究工作,使学生的科学研究能力和创新能力得到提高,为其成才打下良好的基础。
第二篇:药物化学课程的建设与改革总结材料
药物化学课程的建设与改革总结材料
《药物化学》课程为沈阳药科大学各专业学生必修的专业基础课和专业课。药物化学学科1996年被评为省级重点学科,长期以来,我们十分重视课程建设,在教学实践中不断探索、总结经验,收到了良好的效果。《药物化学》课程于2001年被评为校级优秀课程,2004年被评为省级和校级精品课程。
《药物化学》肩负着新药研究与开发的重任,以往我国新药研究与开发,主要以仿制为主,因此本课程主要以化学为基础。鉴于我国在知识产权上的国际化,我国的新药研究与开发面临极大的挑战,因此本课程教学组根据学科发展和国际药学人才培养的趋势,重点开展与新药发现和研究的过程相关的教学内容和教学实践的改革研究,其主要目标为培养学生的创新能力。同时由于《药物化学》课程也是学习药物分析、药理学和药物制剂等课程的化学基础。因此学生对药物化学知识掌握的程度对其他课程的学习和理解起到很大的影响。为此我们于2001年就药物化学课程的建设与改革进行立项,并进行深入地研究工作。主要研究内容:
1.将以化学为主的课程体系转为以化学和生物学为主的课程体系,全面提高学生的创新能力
药物化学课的授课对象涵盖了沈阳药科大学的各个专业的本科生层次,由于各个专业的培养目标不同,因此其药物化学课的讲授内容也应有所区别。于是针对不同专业的特点,为各个专业制订了不同的教学大纲,围绕着教学大纲,针对不同的专业在教学内容的组织、教材选用、理论课与实验课的学时比例,以及授课人员的选配等诸多方面都做出了相应的调整。
“药物化学I”的教学对象为药学类各专业本科生,为此专业的专业基础课和专业课,在教学活动中,注重将化学知识和生物学知识紧密结合在一起,重点讲述各类典型药物的结构、性质、稳定性、代谢途径、构效关系以及药物结构修饰的基本知识和新药开发的理论与方法,特别是以研究者在新药研究中的思路和理论为思路的出发点和归属,通过反复多次有关新药创新的教育,使学生创新药物研究的思想不断地得到充实,其创新能力得到不断的提高。药物化学实验课以典型药物的性质实验和合成实验为主,使学生掌握药物合成的基本操作技能,为从事药学各专业的研究奠定药物化学的工作基础。
“药物化学II”的教学对象为制药工程专业本科生,为该专业的专业课。基于该专业学生的化学类课程基础比较深厚特点,结合本专业的培养目标,在教学活动中,注重化学知识和生物学知识的结合,特别是详细阐述生物学知识在创新药物研究中的重要性,重点讲述药物化学的基本理论和基本知识,注重创新性药物的设计、开发能力的培养。为此,在教学内容安排上侧重于讲授主要药物的结构、作用机理、合成路线与方法、药物构效关系和结构改造、寻找新药的基本理论与途径等,同时要对新药研究和开发的国内外最新理论和进展有所了解。在实验课教学注重中基本技能的训练,通过从基本的化工原料出发,经过一系列反应合成药物。并且为该专业学生开设30学时的创新性的综合药物化学试验,培养了学生的创新药物设计和开发能力,为将来从事新药物研究与开发和药物的工艺研究工作打下坚实的基础。
“药物化学III”为外语药学类各专业本科生的专业基础课,根据专业培养目标的要求,培养创新性研究人才,我们选用国外近期出版的原版教材为主,辅以中文版教材。授课教师选聘近期从国外留学归来,外语水平较高,责任心较强的教师担任,课堂教学采用外语讲授、外文板书为主。在教学活动中,注重将化学知识和生物学知识紧密结合在一起,重点讲述各类典型药物的结构、性质、稳定性与代谢途径、构效关系以及对药物改造基本知识,特别是以研究者在新药研究中的思路和理论为思路的出发点和归属,通过反复多次的教育,使学生创新药物研究的思想不断地得到充实,其创新能力得到不断的提高。鼓励学生在大量阅读外文期刊的同时,获取大量新的知识。
“药物化学IV” 为药学理科基地班学生的专业基础课,根据“培养具有宽厚的药学基础理论知识和专业知识,具备深造的潜能和独立从事药学基础研究的高级药学专门人才”的培养目标的要求,为该专业的药物化学课选派了业务能力强、外语水平较高、责任心强的骨干教师。教学内容的安排时刻围绕着培养的科学作风和较强的实验操作能力,为将来打下良好的理论基础和扎实的实验技术基础这一基本思路进行。在教学活动中,将化学知识和生物学知识紧密结合在一起,重点介绍药物作用的化学基础、设计新药的基本原理和方法、各类药物的发现和发展以及现有临床应用的药物、新药研究的动向、最新理论和技术,着
重讲解药物的衍化过程、特别是研究者在新药研究中的思路和理论为考虑的出发点和归属,通过反复多次的教育,使学生创新药物研究的思想不断地得到充实,其创新能力得到不断的提高。药学基地班的学生越来越多的乐于投身药物化学的专业的研究中。在教学过程中,将新药研究的理论和国内外创新药物的研究实例结合在一起加以讲解,一方面通过讲解加深学生对原理的理解,另一方面启发学生开拓思路,加以总结和概括。同时组织学生进行研究式课堂讨论,培养和增强学生综合素质和能力。
实验课通过对典型药物的合成实验掌握药物化学研究的基本操作技能,同时开设了多个开放性实验,以提高学生的分析问题、解决问题的能力,为从事药物化学的研究工作奠定基础。对实验课内容安排上做了较大的调整,由过去的认知性试验改为认识性试验加创新实验。将原有的40学时的认知性实验,调整到30学时,为其开设 “肾上腺素受体拮抗剂的的设计” 开放性实验,学生根据所学的药物结构与活性的知识,从查阅文献开始,自行设计药物、制备工艺路线、质量检验方法和药理活性评价方法,效果与反映很好,极大的激发了学生的创新积极性,具有良好的示范作用。
“药物化学V” 的教学对象主要是管理类各专业本科生,为专业基础课,教学重点与难点主要放在各类典型药物的结构、性质、稳定性与代谢途径、构效关系和结构改造基本知识等。为在医药市场经营中奠定药物化学的基础。
以往的药物化学考试多以药物的化学命名、药物化学结构、药物的理化性质、药物合成路线及问答题为主,虽然多为主观题,但基本上属于死记硬背性,试题缺少对学生的分析问题和解决问题能力的考核,特别是缺少对学生创新能力的考核。我们保留少数对学生的基本药物结构掌握的试题,重点放在让学生通过已经掌握的药物结构与活性的关系,判断给出药物结构应有的药效,使学生对于药物化学的重点内容构效关系有了深刻理解。提高了学生的分析问题和解决问题能力,为考核学生创新能力,我们设计新的试题类型,依据药物化学的基本原理,给出相关的条件,让学生设计出药物的化学结构,考核了学生的创新能力。
2.注重素质教育,培养品学兼优的药学人才
全面提高素质教育,一方面可以使知识和能力更好地发挥作用,另一方面可以促进知识和能力的进一步扩展和增强。因此,要培养跨世纪的优秀人才,必须注重人才素质的培养。
1.在教学过程中,我们除了按照教学大纲要求组织教学外,还向学生介绍药物化学的发展历史、现状及未来,介绍药物化学与人类日常生活的密切关系,使学生对药物化学产生浓厚的学习兴趣。
2.注重向学生介绍药物化学的发展前沿,使学生及时了解药物化学领域新思想、新发现及新的技术增长点等。
3.在理论教学中对学生能力和素质的培养外,特别注重通过实验教学培养学生的动手能力,通过实验方案的自行设计,培养学生的独立分析问题、解决问题及创新能力。
4.向学生介绍药物化学领域科学家的故事,培养学生为科学献身精神。通过知识的积累和能力的培养,使学生素质大大提高。
3.加强教材建设,为创新创新人才培养奠定基础
教材是教学内容的载体,教材质量直接体现着高等教育和科学研究的发展水平。也直接影响本科教学质量。几年来我们积极提高在全国高等医药院校规划教材编写中的地位,不断提高其影响和知名度,现已经完成出版教材和著作有17部:主编的有国家十五规划教材《化学制药工艺学》、(中国医药科技出版社)《医药伦理学》(中国医药科技出版社)、《药物化学》(科学出版社)、国家执业资格药师考试应试习题集《药物化学》(中国医药科技出版社)、执业药师资格考试考前辅导丛书药学专业二(中国医药科技出版社)。参编教材有面向21世纪课程教材《药物化学》(高等教育出版社)、卫生部第四轮规划教材《药物化学》(人民卫生出版社)、卫生部成人专科规划教材《药物化学》(人民卫生出版社)、卫生部第五轮规划教材《药物化学》(人民卫生出版社)、国家执业资格药师考试应试指南《药物化学》(中国中医药出版社)、《药物化学应试指南》(北京大学医学出版社)、国家十五规划教材《药物化学》(化学工业出版社)、《药物化学学习指导》(人民卫生出版社)、《生物利用度控制----药物化学原理,方法和应用》(化学工业出版社)、职业医师职称药剂师考试习题集《药物化学》部分和职业医师职称药剂士考试习题
集《药物化学》部分(中国医药科技出版社)。
4.本科生参与国家课题研究,为创新人才的培养提供充分条件
本科生在毕业实习阶段参加 “十五”国家重大科技专项、863计划几种重大疾病的创新药研究、国家自然科学基金等科研项目研究工作,学生在本科阶段进入高水平课题的研究工作,使学生的科学研究能力和创新能力得到提高,为其成才打下良好的基础。
主要研究成果
1.学生的创新意识得到大幅度的提高
通过几年的实践,学生的新药创新意识得到了培养和提高,激发学生的思考问题的能力,而且其思路不断的扩展和深入,特别是我们在考试中增加的药物设计问题,学生们取得成绩越来越高,其设计合理性和创新性越来越高,越来越多的学生立志创新药物研究,药物化学学科每年招收研究生达80余名报考药物化学研究生的学生越来越多,尽管药物化学学科每年招收研究生达80余名,但仍有大量符合录取标准的学生不能被录取,且考取药物化学研究生的总分数数次在我校名列第一,不仅要学理科基地班和外语药学办和制药工程专业学生考取药物化学专业研究生,而且药剂专业和管理专业的学生考取药物化学专业研究生逐年增多,同时,一些优秀毕业生被保送到北京大学、上海药物研究所、军事科学医学研究院、中国医学科学研究院协和药物研究所的国内著名药物研究机构中的药物化学专业研究生。
国内的药物研究机构和大型医药企业每年招收大量的具有药物化学背景的学生,现在已经连续多年出现供不应求的局面。
2.学科地位在全国药学教育中不断提高,良好的课程体系受到同行的好评并起到示范作用
我们立项的药物化学课程改革体系,受到了国内同行们的关注,我们多次与北京大学、中国药科大学、上海复旦大学、四川大学的同行们讨论药物化学课程体系的建设问题,我们的思路和做法得到同横门的赞誉。同时,我们的成果也在许多医药院校产生示范作用,吉林大学(原白求恩医科大学)等院校先后派人来我教研室进修和取经,每年前来进修教师约有8~10名。
主要措施保障
1.加强组织管理和师资队伍建设,努力建立一支高素质、结构合理的教师队伍
为了确保课程体系的教学质量,加强了教学管理工作,定期召开教研室会议,检查教学工作的进行情况,讨论教学大纲及授课计划。每周进行教学组的集体备课,按照教学大纲讨论授课内容及实验课的具体操作内容,不断进行教学研究与改革,将教研、改革成果及时总结发表论文。任课教师在开课前,根据大纲和授课对象制定好授课计划,由教研室工作会议讨论及室主任审定后,发给上课学生。由教研室秘书负责管理教学大纲、教学计划、教学日历、教学文件、各学期的教学进度表、教学总结材料、考试试卷,教师完成工作量情况以及教学研究论文等业务档案。
提高本科教学质量,必须把加强师资队伍建设,特别是加强中青年师资队伍建设放在首要位置。药物化学教研室始终把师资队伍建设作为头等大事来抓,常抓不懈。有师资队伍建设计划,措施具体,队伍稳定。每年制定一次师资队伍建设计划,主要采取措施如下:
1.教师必须具有博士学位,50岁以下教师在3~5年内必须取得博士学位。
2.注重在教学培养中青年教师。坚持采取以老带新的方法,进行传帮带。每个青年教师都由一位老教师负责具体指导和帮助。青年教师坚持进行试讲制度,除了参加教学工作外,还要求他们必须听2~3轮老教师的课和助课后,才能上讲台。并且教研室主任常以听课的方式,检查他们的教学情况,对教学中的问题和不足随时指出,促使其成长进步。几年中所有的青年教师都掌握教学技巧和规律,较好地完成各项教学任务,得到了学生和督导的好评。
3.坚持教授在教学第一线工作,药物化学教研室为学校本科、研究生、成人教育本科、专科等层次学生讲授药物化学课程,每年教授、副教授为本科生的授课率为100%。
2.加强师德风范教育,坚持教书育人
教师除具备渊博的知识、过硬的教学技能外,还必须具有高尚的道德情操,要为人师表,成为学生的楷模。我们始终把师德教育放在首位,在教师中开展爱事业、爱学校、爱岗位、爱学生的教育,并坚持以
老带新,用老教师的模范行为去影响带动中青年教师,在教研室内,形成了人人爱岗敬业、教书育人、为人师表和团结互助的良好风气,收到了明显的效果。先后有十余人次荣获学校和教育部、省、市级的各种嘉奖。
3.坚持教学、科研两手抓,提高教师的学术水平
我们始终坚持教学、科研并重的原则,以科研促教学,提高教师的学术水平和教学质量,并将科研最新成果融入教学中。近5年来,完成和正在承担国家、省、市重大科研课题十余项,横向合作课题数十项。
4.坚持学术交流,不断提高教师学术水平
为了促进教学水平的提高,教研室一贯坚持学术交流活动,每年都不定期地开展学术活动。经常邀请国内外专家介绍国外教学、科研的动态,以及开展科研工作的情况汇报。请老教授为全体教师开展专题学术讲座。近几年,与北京大学、中国药科大学、复旦大学、四川大学联合组织轮流主持药物化学教学研讨会,探讨药物化学教学工作,不仅提高了教研室在全国药物化学教育的地位和知名度,也使教师的教学水平得以提高。
第三篇:药物化学总结
术语解释
1.生物烷化剂 也称烷化剂,属于细胞毒类药物,在体内能形成缺电子活泼中间体或其他具有活泼的亲电性基团的化合物,进而与生物大分子(如DNA、RNA或某些重要的酶类)中含有丰富电子的基团(如氨基、巯基、羟基、羧基、磷酸基等)进行亲电反应和共价结合,使生物大分子丧失活性或使DNA分子发生断裂。生物烷化剂是抗肿瘤药物中使用最早,也是非常重要的一类药物。2.抗代谢药物 是一类重要的抗肿瘤药物,通过抑制DNA合成中所需的叶酸、嘌呤、嘧啶及嘧啶核苷途径,从而抑制肿瘤细胞的生存和复制所必需的代谢途径,导致肿瘤细胞死亡。
3.生物电子等排体(bioisosteres)具有相似的物理及化学性质的基团或分子会产生大致相似、相关或相反的生物活性。分子或基团的外电子层相似,或电子密度有相似分布,而且分子的形状或大小相似时,都可以认为是生物电子等排体。
4.潜效化(1atentiation)就是将具有生物活性而毒性较大的化合物,利用化学方法把结构作适当改造;变为体外括性小或无活性的化合物,进入体内后,通过特殊酶的作用使其产生活性作用,从而提高选择性。增强疗效、降低毒性。是前药的同义词。
按化学结构可将目前临床使用的生物烷化剂分为:①氮芥类;②乙撑亚胺类;③磺酸酯及多元醇类;④亚硝基脲类;⑤金属铂类配合物。这些药物都具有在体内能形成缺电子的活泼中间体的化学结构。
氮芥类药物的结构由两部分组成:通式中的双-β-氯乙胺部分(氮芥基)称为烷基化部分,是抗肿瘤活性的功能基;R为载体部分,主要影响药物在体内的吸收分布等药代动力学性质,也会影响药物的选择性、抗肿瘤活性及毒性,因此通过选择不同的载体可以达到提高药物的选择性和疗效、降低毒性的目的,对氮芥类药物的设计具有重要的意义。
当载体R为脂肪烃基时,称为脂肪氮芥,如盐酸氮芥、氧氮芥等;当载体R为芳香基时,称为芳香氮芥,如苯丁酸氮芥等;当载体R为氨基酸时,称为氨基酸氮芥,如美法伦、氮甲等;当载体R为杂环时,称为杂环氮芥,如环磷酰胺、异环磷酰胺等。
芳香氮芥中氮原子上的孤对电子和苯环产生共轭作用,减弱了氮原子的碱性,其作用机制也发生了改变;不像脂肪氮芥那样很快形成稳定的环状乙撑亚胺离子,而是先失去氯原子生成碳正离子中间体,再与亲核中心作用。其烷化历程为单分子亲核取代反应(SN1)。
与脂肪氮芥相比,芳香氮芥的氮原子碱性较弱,烷基化能力也比较低,因此抗肿瘤活性比脂肪氮芥弱,毒性也比脂肪氮芥低。
载体部分 烷基化部分 1.氮芥类烷化剂的代表药物有盐酸氮芥和环磷酰胺。
盐酸氮芥(chlormethine hydrochloride)是最早用于临床的抗肿瘤药物,只对淋巴瘤有效,且毒性大(特别是对造血器官),对其他肿瘤如肺癌、肝癌、胃癌等无效,不能口 服,选择性差。为了减低毒副作用,人们以氮芥为先导化合物进行结构修饰,主要通过减少氮原子上的电子云密度来降低氮芥的反应性,达到降低其毒性的作用,但这样的修饰也降低了氮芥的抗瘤活性。
环磷酰胺含有一个结晶水时为白色结晶或结晶性粉末,失去结
晶水后即液化。其水溶液(2%)在pH 4.0~6.0时,磷酰氨基不稳定,加热时更易分解,而失去生物烷化作用。本品的抗瘤谱较广,毒性比其他氮芥类药物小,已经成为临床上普遍使用的抗肿瘤药物,广泛用于恶性淋巴瘤、急性淋巴细胞白血病、多发性骨髓瘤、肺癌、神经母细胞瘤等的治疗。
环磷酰胺是运用潜效化概念设计的药物。在环磷酰胺的分子中氮芥基连在吸电子的磷酰基上,降低了氮原子的亲核性,因此在体外几乎元抗肿瘤活性。进入体内后,在正常组织中的代谢产物是无毒的 酮基环磷酰胺和羧基化合物,而在肿瘤组织中的代谢产物有丙烯醛、磷酰氮芥及去甲氮芥,三者都是较强的烷化剂。因此环磷酰胺对正常组织的影响较小,其毒性比其他氮芥类药物小。2.亚硝基脲类烷化剂卡莫司汀(carmustine)具有广谱的抗肿瘤活性,其结构中的β-氯乙基具有较强的亲脂性,易通过血一脑脊液屏障进入脑脊液中,因此适用于脑瘤、转移性脑瘤及其他中枢神经系统肿瘤、恶性淋巴瘤等治疗。与其他抗肿瘤药物合用时可增强疗效。其主要副作用为迟发性和累积性骨髓抑制。
在亚硝基脲的结构中,由于N-亚硝基的存在,使得连有亚硝基的氮原子与相邻的羰基之间的键变得不稳定,在生理pH环境下易发生分解,生成亲核性试剂与DNA的组分产生烷基化,达到治疗的作用。
3.金属铂类配合物顺铂(cisplatin)为顺式异构体,其反式异构体无效。临床用于治疗膀胱癌、前列腺癌、肺癌、头颈部癌、乳腺癌、恶性淋巴癌和白血病等。目前已成为治疗睾丸癌和卵巢癌的一线药物。
在室温条件下对光和空气稳定、可长期贮存。本品加热至l70。C即转化为反式异构体,继续加热至27℃,熔融同时分解成金属铂。本品的水溶液不稳定,临床药用的是含有甘露醇和氯化钠的冷冻干燥粉。
第二节抗代谢药物
抗代谢药物在肿瘤的化学治疗上占有较大的比重,约为40%。这类药物的结构与正常代谢物很相似,且太多数抗代谢物是将代谢物的结构作细微的改变而得。例如利用生物电子等排原理,以F或CH3、代替H,S或CH2代替O,NH2或SH代替OH等。
用的抗代谢药物有三类:①嘧啶拮抗物;②嘌呤拮抗物;③叶酸拮抗物。氟尿嘧啶用氟原予取代尿嘧啶中的5位氢原子后,由于氟的原子半径和氢的原子半径相近,氟化物的体积与原化合物几乎相等,加之C—F键特别稳定,在代谢过程中不易分解,分子水平代替正常代谢物,因而是胸腺嘧啶合成酶的抑制剂。
在体内首先转变成氟尿嘧啶脱氧核苷酸(FUDRP),与胸腺嘧啶合成酶结合,再与辅酶5,10-次甲基四氢叶酸作用,由于C-F键稳定,导致不能有效地合成胸腺嘧啶脱氧核苷酸(TDRP),使胸腺嘧啶合成酶失活。从而抑制DNA的合成,最后导致肿瘤细胞死亡
2.呤拮抗物的代表药物有巯嘌呤和磺巯嘌呤钠。
巯嘌呤 本品是次黄嘌呤的衍生物,在体内经酶促转变为有活性的6-硫代次黄嘌呤核苷酸(即硫代肌苷酸),抑制腺酰琥珀酸合成酶,阻止次黄嘌呤核苷酸(肌苷酸)转变为腺苷酸;还可抑制肌苷酸脱氢酶,阻止肌苷酸氧化为黄嘌呤核苷酸,从而抑制DNA和RNA的合成。
_磺巯嘌呤钠(溶癌呤,sulfomercapririe sodium)是巯嘌呤的衍生物,其结构中引入了磺酸钠基,增加了药物的水溶性,对肿瘤组织有一定的选择性,毒性较低。
3.叶酸拮抗物甲氨蝶呤(methotrexate)本品为叶酸的拈抗剂,和二氢叶酸还原酶的亲和力比二氢叶酸强l000倍,几乎是不可逆地和二氢叶酸还原酶结合,使二氢叶酸不能转化为四氢叶酸,从而影响辅酶F的生成,进而抑制DNA和RNA的合成,阻碍肿瘤细胞的生长。
本品在强酸性溶液中不稳定,酰胺键会水解,生成谷氨酸及蝶呤酸而失去活性。
第三节抗肿瘤抗生素 Anficancer Antibiotics 抗肿瘤抗生素分为两类:①多肽类抗生素;②蒽醌类抗生素。
多柔比星(doxorubicin)和柔红霉素edaunorubicJn)属蒽醌类抗生素。多柔比星又
称阿霉素,主要通过作用于DNA而达到抗肿瘤目的。柔红霉素为多柔比星的结构类似物。
盐酸米托蒽醌(mitoxantrone hydrochloride)是人们通过研究某些天然和合成的抗肿瘤药物的构效关系而新设计的一个具有蒽醌母核的全合成药物,用有氨基(或烃氨基)的侧链代替多柔比星结构中的氨基糖,有可能保持活性而减小心脏毒性。
盐酸米托蒽醌的抗肿瘤作用是多柔比星的5倍,心脏毒性较小。用于治疗晚期乳
腺癌、非霍奇金病淋巴瘤和成八急性非淋巴细胞白血病复发。第四节抗肿瘤的植物药有效成分及其衍生物
术语解释
1.抗生素(antibiotics)是微生物的代谢产物或合成的类似物,在体外能抑制微生物的生长和存活,而对宿主不会产生严重的毒副作用。多数抗生素用于治疗细菌感染性疾病,某些抗生素还具有抗肿瘤、免疫抑制和刺激植物生长作用。
2.半合成抗生素(semi-synthetic antibiotics)在天然抗生素的基础上发展起来,针对天然抗生素的化学稳定性、毒副作用、抗菌谱等方面存在的问题,通过对天然抗生素进行结构改造,旨在增加稳定性、降低毒副作用、扩大抗菌谱、减少耐药性、改善生物利用度、提高治疗效力及改变用药途径。半合成抗生素已取得较大的发展,如半合成青霉素和半合成头孢菌素。因合成的原料来自天然产物,故名。
3.黏肽转肽酶(peptidoglycan transpeptidase)是细菌细胞壁合成过程中的一种酶。在细菌细胞壁的合成中,首先由N-乙酰胞壁酸、N-乙酰葡萄糖胺和多肽形成线型高聚物,然后在黏肽转肽酶的催化下,经转肽(交联)反应形成网状的细胞壁。β-内酰胺类抗生素的作用部位主要是抑制黏肽转肽酶,使其催化的转肽反应不能进行,从而阻碍细胞壁的形成,导致细菌死亡。
4.抗菌活性(antibacterial activity)是指药物抑制或杀灭微生物的能力,可用体外抗菌试验来测定。能够抑制培养基内细菌生长的最低浓度称之为最低抑菌浓度(minimal inhibitory,concentration,MIC),能够杀灭培养基内细菌或使菌数减少99.9%的最低浓度称之为最低杀菌浓度(minimal bactericidal concentration,MBC)。5.抗菌谱(antibacterial spectrum)每种抗菌药物都有一定的抑制或杀菌范围,称为抗菌谱,包括杀灭或抑菌的种类及浓度。某些抗菌药物仅作用于单一菌种或局限于某一属细菌,其抗菌谱窄。另一些药物的抗菌范围广泛,称为广谱抗菌药。
6.β-内酰胺酶抑制剂(13-1actamase inhibitor)是针对细菌对β-内酰胺抗生素产生耐药机制,研究发现的一类药物。β-内酰胺酶是细菌产生的保护性酶,使某些β-内酰胺抗生素在未到达细菌作用部位之前将其水解开环失活,这是细菌对β-内酰胺抗生素产生耐药性的主要机制。β-内酰胺酶抑制剂对β-内酰胺酶有很强的抑制作用,本身又具有抗菌活性,通常和不耐酶的β-内酰胺抗生素联合应用以提高疗效,是一类抗菌增效剂。
7.细菌的耐药性(resistance of bacteria)又称抗药性,一般是指细菌与药物多次接触后,对药物的敏感性下降甚至消失,致使药物对耐药菌的疗效降低或无效。细菌对抗生素(包括抗菌药物)的耐药机制主要有四种:①使抗生素分解或失去活性;②使抗菌药物作用的靶点发生改变;③细菌细胞膜渗透性的改变或其他特性的改变使抗菌药物无法进入细胞内;④细菌产生药泵将已进入细胞的抗菌药物泵出细胞。主要内容
第一节β-内酰胺抗生素
β-内酰胺抗生素是指分子中含有由四个原子组成的β-内酰胺环的抗生素。β-内酰胺环是该类抗生素发挥生物活性的必需基团,在和细菌作用时开环,与细菌发生酰化作用,抑制细菌的生长。而同时由于四元环的分子张力比较大,化学性质不稳定,易开环导致失活。根据β-内酰胺环是否并有其他杂环以及并环的化学结构,β-内酰胺抗生素又可被分为青霉素类(penicillins)、头孢菌素类(cephalosporins)以及非典型的β-内酰胺抗生素类。非典型的β-内酰胺抗生素主要有碳青霉烯(carbapenem)、青霉烯(penem)、氧青霉烷(oxypenam)和单环的β-内酰胺(monobactam)。
除单环类之外的β-内酰胺抗生素具有共同的结构特征:①都具有一个四元的β-内酰胺环,通过氮原子和邻近的第三碳原子与第二个杂环相稠合,在β-内酰胺环羰基的邻位有一个酰氨基,在与氮相邻的碳原子上(2或3位)连有一个羧基;②稠合环都不共平面,青霉素和头孢菌素分别沿着C-5和N-1或C-6和N-1轴折叠:③分子中环上有2或3个不对称碳原子。
青霉素及所有β-内酰胺抗生素的作用机制认为是抑制细菌细胞壁的合成。
在细菌细胞壁的合成中,线型高聚物在黏肽转肽酶的催化下,经转肽(交联)反应形成网状的细胞壁。β-内酰胺类抗生素的作用部位主要是抑制黏肽转肽酶,使其催化的转肽反应不能进行,从而阻碍细胞壁的形成,导致细菌死亡。
β-内酰胺类抗生素的结构和黏肽的末端结构类似,具有相似的构象,因而能取代黏肽的D-Ala-D-Ala,竞争性地和酶活性中心以共价键结合,构成不可逆的抑制作用。
1.青霉素(benzylpenicillin)是第一个用于临床的抗生素,从青霉菌的培养液中分离而得,临床上常用其钠盐。本品临床上主要用于革兰阳性菌如链球菌、葡萄球菌、肺炎球菌等所引起的全身或严重的局部感染。但是本品在临床使用时,对某些病人中易引起过敏反应,严重时会导致死亡。
青霉素的母核是由β-内酰胺环和五元的氢化噻唑环并合而成,两个环的张力都比较大,另外β-内酰胺环中羰基和氮原子的孤对电子不能共轭,易受到亲核性或亲电性试剂的进攻,使β-内酰胺环破裂,当进攻试剂来自细菌则产生药效,当进攻试剂来自其他情况则导致青霉素失效。
在强酸条件下或氯化高汞的作用下,发生裂解,生成青霉酸和青霉醛酸,后者不稳定,释放出二氧化碳,生成青霉醛。
在稀酸溶液中(pH 4.0)室温条件下,发生重排生成青霉二酸,青霉二酸可经进一步分解生成青霉胺和青霉醛。
在碱性条件下,或在某些酶(例如β-内酰胺酶)的作用下,生成青霉酸,青霉酸加热时易失去二氧化碳,生成青霉噻唑酸,遇氯化高汞青霉噻唑酸进一步分解生成青霉胺和青霉醛。遇到胺和醇时,胺和醇也同样会向β-内酰胺环进攻,生成青霉酰胺和青霉酸酯。
2.在青霉素长期临床应用中,发现其对酸不稳定,不能口服,只能注射给药;抗菌谱比较狭窄,对革兰阳性菌效果比对革兰阴性菌的效果好:在使用过程中,细菌逐渐产生一些分解酶(如β-内酰胺酶)使细菌产生耐药性;有严重的过敏性反应。为了克服青霉素的缺点,人们对青霉素进行结构修饰,以6-APA为原料,在其6位上引入不同的侧链,合成出数以万计的半合成青霉素衍生物,找到了一些临床效果较好的可口服的广谱和耐酶青霉素。
耐酸青霉素的侧链上大都具有吸电子基团,这是通过对含苯氧乙酰基的天然青霉素V耐酸可以口服的研究而得的。
耐酶青霉素的侧链上都有较大体积的基团取代,阻止了化合物与酶活性中心的结合。又由于空间阻碍限制酰胺侧链R与羧基间的单键旋转,从而降低了青霉素分子与酶活性中心作用的适应性。广谱青霉素的侧链中都具有亲水性的基团(如氨基,羧基或磺酸基等),这类抗生素的发现来源于对天然青霉素N的研究。
利用青霉素G为原料,经青霉素酰化酶水解,可得到6.氨基青霉烷酸(6-APA).是半合成青霉素的原料。
6-APA与相应侧链酸的缩合即得半合成青霉素,缩合方法通常是将侧链酸做成酰氯、酸酐或以DCC作为缩合剂直接与6-APA缩合。3.天然头孢菌素有头孢菌素C,一般不直接作为药用。
因此,对天然头孢菌素进行结构改造,得到半合成头孢菌素,如头孢噻吩、头孢拉定、头孢氨苄、头孢噻肟、头孢他啶等。半合成头孢菌素的原料7-ACA是由头孢菌素C水解而制得,另一原料7-ADCA是由青霉素扩环而得到。
头孢菌素的母核是四元的β-内酰胺环与六元的氢化噻嗪环并合而成,这种稠合体系的环张力比青霉素母核的环张力小,另外头孢菌素结构中C-2和C-3的双键可与N-1的未共用电子对共轭,因此头孢菌素比青霉素稳定。但是由于C-3位的乙酰氧基是一个较好的离去基团,且和C-2与C-3间的双键以及β-内酰胺环形成一个较大的共轭体系,易接受亲核试剂对β-内酰胺羰基的进攻,最后C-3位乙酰氧基带着负电荷离去,导致β-内酰胺环开环,这是引起头孢菌素活性降低的最主要原因。头孢菌素进入体内后C-3位的乙酰氧基易被体内的酶水解而失活。
4.按上市的先后和抗菌性能的不同,临床上将头孢菌素类药物划分为一、二、三、四代。
5.半合成头孢菌素的代表药物
头孢氨苄(cefalexin)是将青霉素结构改造的经验用于半合成头孢菌素的研究中而得到的,将氨苄西林的侧链——苯甘氨酸引入到头孢菌素中,同时将C-3位的乙酰氧基甲基换成甲基。本品对革兰阳性菌效果较好,对革兰阴性菌效果较差,临床上主要用于敏感菌所致的呼吸道、泌尿道、皮肤和软组织、生殖器官等部位感染的治疗,口服吸收较好。
头孢噻肟钠(cefotaxime sodium)属于第三代头孢菌素衍生物,在其7位侧链上,α位是顺式的甲氧肟基,同时连有一个2-氨基噻唑的基团,甲氧肟基对β-内酰胺酶有高度的稳定作用,而2-氨基噻唑基团可以增加药物与细菌青霉素结合蛋白的亲和力,这两个有效基团的结合使该药物具有耐酶和广谱的特点。本品结构中的甲氧肟基通常是顺式构型(cis),顺式异构体的抗菌活性是反式异构体(trans)的40~100倍。在光照的情况下,顺式异构体会向反式异构体转化,其钠盐水溶液在紫外光照射下45min,有50%转化为反式异构体,4h后,可达到95%的损失。因此,本品通常需避光保存,在临用前加注射水溶解后立即使用。
6.β-内酰胺酶抑制剂属于非经典β-内酰胺抗生素,是针对细菌对β-内酰胺抗生素产生耐药机制而研究发现的一类药物,它们对β-内酰胺酶有很强的抑制作用,本身又具有抗菌活性。
代表药物克拉维酸钾(clavulanate potassium),其环张力比青霉素大得多,因此易接受β-内酰胺酶结构中亲核基团的进攻,是有效的β-内酰胺酶抑制剂。本品的抗菌活性微弱,单独使用无效,常与青霉素类药物联合应用以提高疗效。例如:克拉维酸和阿莫西林组成复方制剂称为奥格门汀,可用于治疗耐阿莫西林细菌所引起的感染。
7.氨曲南(aztreonam)是第一个全合成单环β-内酰胺抗生素。第二节四环素类抗生素
四环素类抗生素是指由放线菌产生的具有并四苯结构的广谱抗生素,代表药物有金霉素、土霉素、四环素及半合成衍生物。
四环素类抗生素在干燥条件下都比较稳定,但遇日光可变色。在酸性及碱性溶液
中都不够稳定,易发生水解。
在酸性条件下,四环素类抗生素C-6上的羟基和C-5a上的氢发生消除反应,生成无活性橙黄色脱水物。另外,在pH 2~6条件下,C-4二甲氨基很易发生可逆的差向异构化,生成差向异构体。这些脱水产物及差向异构体的抗菌活性均减弱或消失。
在碱性条件下,由于OH-的作用,C-6上的羟基形成氧负离子,向C-11发生分子内亲核进攻。经电子转移,C环破裂,生成具有内酯结构的降解物。
四环素类药物中含有许多羟基、烯醇羟基及羰基,在近中性条件下能与多种金属离子形成不溶性螯合物。
第三节氨基糖苷类抗生素
氨基糖苷类抗生素是由链霉菌、小单孢菌和细菌所产生的具有氨基糖苷结构的抗生素,代表药物有链霉素、卡那霉素、庆大霉素等。
第四节大环内酯类抗生素
大环内酯类抗生素的结构特征为分子中都含有一个内酯结构的14元或l6元大环,通过内酯环上的羟基和去氧氨基糖或6-去氧糖缩合成碱性苷。该类药物对酸、碱不稳定,在体内也易被酶分解,不论苷键水解、内酯环开环或脱去酰基,都可丧失或降低抗菌活性。其作用机制主要是抑制细菌蛋白质的合成。由于红霉素的结构中多个羟基以及9位上羰基的存在,因此在酸性条件下不稳定,易发生分子内脱水环合。
对红霉素的C-6羟基和C-9羰基进行保护,得到一系列新药,这是近一、二十年来半合成抗生素中最新的进展。
罗红霉素(roxithromycin)是红霉素C-9肟的衍生物,具有较好的化学稳定性,抗菌作用比红霉素强6倍,在组织中分布广,特别在肺组织中的浓度比较高。
阿奇霉素(azithromycin)是第一个环内含氮的15元环的大环内酯红霉素衍生物,具有更强的碱性,对许多革兰阴性杆菌有较大活性,在组织中浓度较高,体内半衰期比较长,有良好的药代动力学性质,可用于多种病原微生物所致的感染,特别是性传染疾病,如淋球菌等的感染。
第五节氯霉素类抗生素
氯霉素含有两个手性碳原子,有四个旋光异构体。其中仅1R,2R(-)即D(-)苏阿糖型(threo)有抗菌活性,为临床使用的药物。合霉素是氯霉素的外消旋体,疗效是氯霉素的一半,现已不用。化学治疗药 术语解释
1.喹诺酮类抗菌药作用的靶点
喹诺酮类抗菌药通过抑制细菌DNA的合成起到抗菌作用,最终导致细胞的死亡。喹诺酮类抗菌药物通过抑制细菌DNA螺旋酶(DNA gyrase)抑制DNA的合成,DNA螺旋酶特异性催化改变DNA拓扑学反应。喹诺酮类抗菌药的另一个靶点为拓扑异构酶Ⅳ。2.伍德菲尔德学说(wood-fields theory)该学说认为磺胺类药物能与细菌生长所必需的对氨基苯甲酸(p-aminobenzoic acid,PABA)产生竞争性拮抗,干扰了细菌的酶系统对PABA的利用。PABA是叶酸(folic acid)的组成部分,folic Acid为微生物生长中必要物质,也是构成体内叶酸辅酶的基本原料。PABA在二氢叶酸合成酶的催化下,与二氢蝶啶焦磷酸酯及谷氨酸或二氢蝶啶焦磷酸酯与对氨基苯甲酰谷氨酸合成二氢叶酸。再在二氢叶酸还原酶的作用下还原成四氢叶酸,为细菌合成核酸提供叶酸辅酶。
3.喹诺酮类药物均具两个并合的六元环,按母核结构可分类为:①萘啶酸类(naphthyridinic acids);②噌啉羧酸类(einnolinie acids);③吡啶并嘧啶羧酸类(pyridopy. fimidinic acids);④喹啉羧酸类(quinolinic acids)。常用药物除norfloxacin、ciprofloxacin外,还有左氟沙星(1evofloxacin)、氧氟沙星(ofloxaein)等。
4.Norfloxacin具有6位氟原子,7位哌嗪基团,使得此类药物具有良好的组织渗透性,抗菌谱广,对革兰阴性菌和阳性菌都有明显的抑制作用,特别是对包括绿脓杆菌在内的革兰阴性菌的作用比庆大霉素等氨基糖苷类抗生素还强。
喹诺酮类药物的结构和药物代谢显示一定规律性。7位取代基的体积增大时,可以使其半衰期增加。将8位以氮取代时,生物利用度提高。1位大的取代基存在可使分布容积增加。大多数喹诺酮类抗菌药的代谢物是3位羧基和葡萄糖醛酸的结合物。哌嗪环很容易被代谢,其代谢物活性生减少,而且其代谢物的结构差别较大。
5.此类药物的另一代表药物为ciprofloxacin,虽然抗菌谱与norfloxacin相似,但对肠杆菌、绿脓杆菌、流感嗜血杆菌、淋球菌、链球菌、军团菌、金黄色葡萄球菌、脆弱拟杆菌等的最低抑菌浓度(MIC90)为0.008~2μg/ml,为此类药物中抗菌活性最强的一个。以ciprofloxacin为先导化合物,在三个方面对其优化。
1)增加对革兰阴性菌的高度活性。主要为5.氨基-8-氟基取代的斯帕沙星(spar— floxacin)、5-甲基-8-氟基取代的洛美沙星(lomefloxacin),它们在对革兰阴性菌活性上比 ciprofloxacin强2~4倍。
2)改善对革兰阳性菌的活性。代表药物有sparfloxacin、莫西沙星(moxifloxacin)(除去5-氟基及8-甲氧基取代外,7位的哌嗪基被更复杂的双环碱基取代),它们的活性比ciprofloxacin强4~10倍。
3)增加抗厌氧菌的活性。如吉米沙星(gemifloxacin)不但在8位以N替代C变成杂环,而且7位碱基也被具有更多碱基的吡咯替代哌嗪环,其抗氧活性增加了2~4倍。5.喹诺酮类药物通常的毒性为:①与金属离子(Fe3+、Al3+、Mg2+、Ca2+)络合;②光毒性;③药物相互反应(与P450)。另有少数药物还有中枢毒性(与GABA受体结合)、胃肠道反应和心脏毒性。这些毒性都与其化学结构相关。
第二节抗结核药物 Tuberculostatics 抗结核药物根据化学结构和来源分为合成抗结核药和抗结核抗生素。合成抗结核药主要包括异烟肼(isoniazid)、对氨基水杨酸(para—aminosalicylic acid)、乙胺丁醇(ethambutol)等。第三节磺胺类药物及抗菌增效剂
2. 甲氧苄啶(trimethoprim)的5.取代苄基.2,4-二氨基嘧啶类化合物对二1.磺胺类药物的母体为对氨基苯磺酰胺(sulfanilamide)氢叶酸还原酶具有抑制作用,它对革兰阳性菌和革兰阴性菌具有广泛的抑制作用。其作用机制为可逆性抑N-氢叶酸还原酶,使二氢叶酸还原为四氢叶酸的过程受阻,影响辅酶F的形成,从而影响微生物DNA、RNA及蛋白质的合成,使其生长繁殖受到抑制。与磺胺类药物联用,使细菌的叶酸代谢受到双重阻断,从而使其抗菌作用增强数倍至数十倍,同时使细菌的耐药性减少。第四节抗真菌药物 Antifungal Drugs 临床上使用的抗真菌药物按结构和来源不同可分为抗真菌抗生素、唑类抗真菌药物和其他抗真菌药物。
唑类抗真菌药物以咪康唑、氟康唑、克霉唑、益康唑等为代表,此类药物不仅可用于治疗浅表性真菌感染,而且用于全身性真菌感染。
唑类抗真菌药物通过抑制真菌细胞色素P-450,抑制真菌细胞内麦角甾醇的生物合成而起作用。
Fluconazole是根据咪唑类抗真菌药物构效关系研究结果,以三氮唑替换咪唑环后,得到的药物。它与蛋白结合率较低,且生物利用度高并具有易进入中枢的特点。
第五节抗病毒药物 Antiviral Agents 抗病毒药物分为四类:三环胺类(金刚烷胺)、核苷类、多肽类和其他类。第六节抗寄生虫药 Antiparasitic Drugs 抗寄生虫药可分为抗肠虫药、抗血吸虫药和抗疟原虫药。
1.驱肠虫药按化学结构可分为哌嗪类、咪唑类、嘧啶类、三萜类和酚类。但目前临床使用的驱虫药物几乎都为咪唑类药物。
阿苯达唑(albendazole)为苯并咪唑化合物。Albendazole是以四咪唑衍生物为先导化合物。
2.抗疟药抗疟药物多为天然产物及其合成衍生物,奎宁(quinine)为最早应用于临床上的抗疟药物。口服使用硫酸奎宁(quinine sulfate),注射用其二盐酸盐。Quinine为从金鸡纳树皮中提取得到,从该植物中还得到了奎尼丁(quinidine)、辛可宁(cincho nine)和辛可尼定(einehonidine)。
Quinine的分子由两部分组成,喹啉及通过醇与喹核碱相连。分子中有四个手性碳,即C-
3、C-
4、C-
8、C-9,其光学立体异构活性各不相同。在金鸡纳生物碱间立体化学的差别可导致药效不同。Quinidine对氯喹(chloroquine)敏感的耐药恶性疟原虫物种的活性比quinine大2~3倍,在体内也有相同的结果,只是quinidine比quinine有更大的心脏副作用和降血压作用。
将quinine的仲醇基与氯甲酸乙酯反应,生成quinine的前药称为优奎宁(euquinine),又称无味奎宁,适于儿童患者服用。
青蒿素(artemisinin)是我国科学家从菊科植物黄花蒿(Artemisia annua Linn)分离出的新型结构的倍半萜内酯,具有十分优良的抗疟作用,包括对ehloroquine有耐药性的恶性疟原虫感染。但具有口服活性低、溶解度小、复发率高等缺点。
将c—l0羰基还原得到二氢青蒿素(dihydroartemisinin),抗疟比artemisinin强一倍,它为artemisinin在体内的还原代谢物。Dihydroanemisinin经醚化得蒿甲醚(artemether)、蒿乙醚(ar— teether),其构型均为β-构型。Dihydroartemisinin进行酯化得artemisinin琥珀酸酯——青蒿琥酯(artesunate),其结构为α-构型,虽然其钠盐水溶液不稳定,但制成粉针后可以静注。Artemisinin的结构与活性关系研究表明:内过氧化物对活性存在是必需的,脱氧青蒿素(双氧桥被还原为单氧)完全失去抗疟活性。Artemisinin抗疟活性的存在归于内过氧化物.缩酮一乙缩醛一内酯的结构。疏水基因的存在和过氧化的位置对其活性至关重要。激 素 术语解释
1.激素(hormone)指由内分泌腺上皮细胞直接分泌进入血液或淋巴液的一种化学信使物质。
2.甾类激素(steroid hormones)指激素中含有甾核的一类物质,其生理活性极为广泛。可分为性激素(雌激素、孕激素和雄激素)和皮质激素。3.抗激素(antihormone)指可以和激素受体结合,但不发生激素效应的药物。临床用于治疗内源性激素作用过强的疾病。
4.甾体雌激素(steroid estrogens)由雌性动物卵巢所分泌的能促进雌性动物第二性征的发育和性器官成熟的物质。
5.雄性激素(androgens)由雄性动物睾丸所分泌的用于维持雄性生殖器官发育和促进第二性征发育的物质。
6.蛋白同化作用(protein assimilation)雄激素通过拮抗糖皮质激素对蛋白质的分解,直接刺激蛋白质的合成,增加红细胞产生,促进中枢神经的功能,促进肌肉生长的作用。
7.肾上腺皮质激素(adrenocortical hormones)它是肾上腺皮质受到脑腺垂体分泌的促肾上腺激素的刺激所产生的一类激素。可分为糖代谢激素和矿质代谢激素两类。8.孕激素(progestogens)雌性动物卵泡排卵后形成的黄体所分泌的激素。
第三节甾体激素
甾体激素具有多种生理活性。
将甾体激素按结构分类是从有机化学角度出发,常用于化学方面的研究。而按药理作用分类对使用更为方便,甾体激素按药理作用可分为:性激素与皮质激素。(一)雌激素
雌激素按结构类型可分为:甾体雌激素和非甾体雌激素。
雌甾烷具有环戊烷多氢菲的母核,其中A环芳香化,在c一13上有甲基取代。天然雌激素有三种:雌二醇(estradi01),雌酚酮(estrone),雌三醇(estri01),活性比为1:0.3:0.1。
雌二醇是一种天然的甾体雌激素,由于结构中包含有苯酚结构,具有一定酸性,可溶于碱水。雌二醇的生理活性很强,但17位羟基易被氧化,成为羰基后活性下降。为了提高雌二醇的稳定性及延长其作用时问,常在17位进行修饰:如在雌二醇的l7位引入乙炔基即得炔雌醇,17乙炔基阻碍了人体对该雌激素的氧化代谢,从而提高了其活性(约为雌二醇的l0~20倍);将l7位羟基酯化,或将3位羟基醚化,则可因药物脂溶性加大,可在体内脂肪小球中储存,缓慢水解后而起作用,因而成为长效药物。l7位羟基被氧化后成为雌酚酮其活性降低,做成硫酸酯单钠盐后也作为雌激素替代治疗用药,是结合雌激素的主要成分。
(二)非甾体雌激素及抗雌激素
在雌激素来源困难的时期,非甾体雌激素成为其代用品。己烯雌酚具有二苯乙烯结构,反式有效,顺式无效。分子中含两个苯酚结构,故具有酸性,也能被FeCl3,显色。它虽无甾体结构,但活性较雌二醇强,这揭示雌激素的结构特异性较差,其结构中两个酚羟基既是活性官能基,也可用于制备各种衍生物,常做成酯及酯的钠盐,以改善药动学特性。
枸橼酸他莫昔芬具有三苯乙烯结构,它是氯米芬的衍生物,两者均是抗雌激素药物。
(三)雄性激素和蛋白同化激素
雄性激素具有两种主要活性:雄性活性和蛋白同化活性。药用除了雄激素还发展出了用于促进蛋白质合成的蛋白同化激素。为了减少副反应,人们通过对雄性激素的结构修饰希望尽可能保留蛋白同化活性,减少雄性活性,一般经l9去甲或A环取代或 A环并环后,其雄激素活性有所减弱,但是要将雄激素作用和蛋白同化作用完全分开的目标至今未能达到。
人体内雄性激素的活性形式是二氢睾酮,贮存形式是睾酮,而将睾酮的17β羟基用丙酸酯化得到丙酸睾酮,三者的活性依次降低,而丙酸睾酮是一种酯,最为稳定,脂溶性生较好,从而达到使用方便和长效的目的。(四)孕激素
孕激素(progestronesprogestogens)主要由卵巢黄体分泌,目前,孕激素主要与雌激素配伍用作口服避孕药,也用在雌激素的替补治疗中,减少副作用。由于黄体酮口服无效,因此第一个成为口服有效药物的是睾酮衍牛物——炔孕酮(ethisterone)。
孕酮类化合物失活的主要途径是6位羟基化,16位和17位氧化,或3、20位二酮被还原成二醇。因而结构修饰主要是在C-6及c-16位上进行。
另一类作为孕激素药物的是雄激素结构改造的产物,如炔孕酮和炔诺酮。(五)肾上腺皮质激素
肾上腺皮质激素可分为盐皮质激素(mineralocorticoids)及糖皮质激素(glucocorti— coids)。盐皮质激素主要调节机体的水、盐代谢和维持电解质平衡,因只限于治疗慢性肾上腺皮质功能不全,临床用途很少,未开发成药物。糖皮质激素主要与糖、脂肪、蛋白质代谢和生长发育等有密切关系,是一类重要药物。糖皮质激素化学结构修饰的主要目的集中在如何将糖、盐两种活性分开,以减少副作用。经过不懈努力,人们已经找到了活性强、副作用小的药物。
氢化可的松是急慢性肾上腺皮质功能不全和失盐型先天性肾上腺皮质增生症替代治疗的首选药物。
醋酸地塞米松在孕甾烷的母核上,几乎在可能被取代的位置上都引入了取代基。它是目前临床上已经使用的最强的糖皮质激素,而盐皮质激素活性的副作用大为减弱。其中尤以C-9F的引入最重要,这也是现在提高作用强度的不可缺少的手段。而在C-9引入氟的同时再在C-16上引入基团(如甲基)可消除钠潴留作用。在C-6位引入氟原子后可阻滞C-6氧化失活,如醋酸氟轻松,其抗炎及钠潴留活性均大幅增加,而后者增加得更多,因而只能用于外用,治疗皮肤过敏症。维 生 素 学习要求
1.熟悉维生素A、维生素D和维生素E的化学结构、理化性质、活性形式及用途。
2.熟悉维生素C的化学结构、理化性质、活性形式及用途。了解维生素H的结构特点及用途。术语解释
维生素(vitamin):维生素是维持人类机体正常代谢功能所必需的微量营养物质,主要作用于机体的能量转移和代谢调节,人体自己不能合成或合成量很少,必须由食物中供给。主要内容
第一节脂溶性维生素 第二节水溶性维生素
第四篇:天然药物化学 总结归纳
天然药物化学 总结归纳
第一节 总论
一、绪论
1.天然药物化学研究内容:结构特点、理化性质、提取分离方法及结构鉴定 ⑴有效部位:具有生理活性的多种成分的组合物。⑵有效成分:具有生理活性、能够防病治病的单体物质。2.天然药物来源:植物、动物、矿物和微生物,并以植物为主。3.天然药物化学在药学事业中的地位: ⑴提供化学药物的先导化合物; ⑵探讨中药治病的物质基础;
⑶为中药炮制的现代科学研究奠定基础; ⑷为中药、中药制剂的质量控制提供依据; ⑸开辟药源、创制新药。
二、中草药有效成分的提取方法
1.溶剂提取法:据天然产物中各成分的溶解性能,选用对需要的成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂, ⑴常用的提取溶剂:
各种极性由小到大的顺序如下:
石油醚﹤苯﹤氯仿﹤乙醚﹤二氯甲烷﹤乙酸乙酯﹤正丁醇﹤丙酮﹤乙醇﹤甲醇﹤水亲脂性有机溶剂⑵各类溶剂所能溶解的成分:
1)水:氨基酸、蛋白质、糖类、生物碱盐、有机酸盐、无机盐等 2)甲醇、乙醇、丙酮:苷类、生物碱、鞣质等极性化合物
3)氯仿、乙酸乙酯:游离生物碱、有机酸、蒽醌、黄酮、香豆素的苷元等中等极性化合物
石油醚:脱脂,溶解油脂、蜡、叶绿素等小极性成分;正丁醇:苷类化合物。⑶溶剂提取的操作方法:
1)浸渍法:遇热不稳定有效成分,出膏率低,(水为溶剂需加入适当的防腐剂)2)渗漉法:
3)煎煮法:不宜提取挥发性成分或热敏性成分。(水为溶剂)4)回流提取法:不适合热敏成分;(乙醇、氯仿为溶剂)5)连续回流提取法:不适合热敏性成分。
6)超临界流体萃取技术:适于热敏性成分的提取。超临界流体:二氧化碳;夹带剂:乙醇;
7)超声波提取技术:适用于各种溶剂的提取,也适用于遇热不稳定成分的提取 2.水蒸气蒸馏法:挥发性、能随水蒸气蒸馏且不被破坏的成分。(挥发油的提取。)3.升华法:具有升华性的成分(茶叶中的咖啡因、樟木中的樟脑)
三、中草药有效成分的分离与精制 1.溶剂萃取法: ⑴正丁醇-水萃取法使皂苷转移至正丁醇层(人参皂苷溶在正丁醇层,水溶性杂质在水层)。⑵乙酸乙酯-水萃取法使黄酮苷元转移至乙酸乙酯层 2.沉淀法: ⑴溶剂沉淀法:
1)水/醇法:多糖、蛋白质等水溶性大分子被沉淀; 2)醇/水法:除去树脂、叶绿素等脂溶性杂质。⑵酸碱沉淀法:
1)碱提取酸沉淀法:黄酮、蒽醌、有机酸等酸性成分。2)酸提取碱沉淀法:生物碱。
⑶盐析法:三颗针中提取小檗碱就是加入氯化钠促使其生成盐酸小檗碱而析出沉淀的。
第二节 苷类
1.定义:苷类(又称配糖体):是指糖或糖的衍生物端基碳原子上的羟基与非糖物质脱水缩合而形成的一类化合物。
亲水性有机溶剂苷键:苷元与糖的连接键;苷键原子:苷键上的原子;苷元:非糖部分
一、苷的分类与典型的代表化合物 1.分类:
①按苷在植物体内的存在状况分类:
⑴原生苷:原存在于植物体内的苷;如苦杏仁苷;
⑵次生苷:提取分离过程水解失去部分糖的苷。如苦杏仁苷水解后失去一分子葡萄糖而形成的野樱苷。
②按成苷键的原子分类:O-苷、S-苷、N-苷和C-苷,其中最常见的是O-苷 ⑴氧苷:苷键原子为氧,包括醇苷、酚苷、氰苷、酯苷和吲哚苷
1)醇苷:是通过醇羟基与糖端基羟基脱水缩合而成的苷。(可以改善心脏功能,治疗老年冠心病有良效的红景天苷)2)酚苷:通过酚羟基而成的苷,(天麻苷具有镇静催眠、镇痛作用,治疗眩晕症、神经性头痛、面瘫症有显)3)氰苷:是指一类α-羟腈的苷,易水解,尤其在酸和酶催化时水解更快,(苦杏仁苷)4)酯苷:以羧基和糖的端基碳相连接。(具有抗真菌活性的山慈菇苷A)⑵硫苷:苷键原子为硫。(黑芥子苷具有抗炎、止痛作用)
⑶氮苷:苷元氮原子与糖或糖的衍生物的端基碳直接连接而成的苷。(巴豆苷、鸟苷、腺苷)⑷碳苷:苷元碳原子与糖或糖的衍生物端基碳直接连接而成的苷。(具有泻下作用的芦荟苷、芒果苷)
二、苷的理化性质
1.性状:有苦味,如龙胆苦苷;也有非常甜的,如甜菊苷。
2.旋光性:多数苷类呈左旋,但水解后,由于生成的糖常是右旋,因而使混合物呈右旋。3.溶解性:
⑴苷类:可溶于甲醇、乙醇、含水的丁醇中; ⑵大分子单糖苷:可溶于低极性有机溶剂;⑶苷元:一般易溶于亲脂性有机溶剂; 4.苷键的裂解:
⑴酸催化水解:苷键具有缩醛结构;水或稀醇溶液中进行;常用盐酸作催化剂 酸水解的易难顺序为:N-苷>O-苷>S-苷>C-苷。⑵酶催化水解:
①转化糖酶水解:β-果糖苷键; ②麦芽糖酶水解:α-葡萄糖苷键; ③杏仁苷酶水解: β-葡萄糖苷键; ④纤维素酶水解:β-葡萄糖苷键。⑶碱催化水解:酯苷、酚苷
5.苷的检识:Molisch反应:α-萘酚乙醇+浓硫酸=紫色环。[糖类]
三、提取
1.原生苷的提取:抑制或破坏酶的活性,采用水、甲醇、70%以上乙醇提取,尽量勿接触酸和碱,以免苷键被水解。2.次生苷的提取:利用酶活性,有水,30~40℃发酵的办法,根据苷类的极性大小,选择合适的溶剂进行提取。
第三节 香豆素类
1.香豆素定义:具有苯骈α-吡喃酮母核的天然产物的总称
2.香豆素结构特征:是顺式邻羟基桂皮酸分子内脱水而成的内酯。.一、香豆素的分类与典型的代表化合物
1.简单香豆素类:苯环上有取代基;C-7位有含氧基团,故伞形花内酯常可视为香豆素类的母体。(有抗菌、消炎、止咳、平喘作用的七叶内酯和七叶苷,是治疗痢疾的主要有效成分)2.呋喃香豆素类:异戊烯基与邻位酚羟基环合成呋喃环,(光敏物质补骨脂素,以其与长波紫外线联合使用可以治疗银屑病和白癜风)
3.吡喃香豆素类:C-6或C-8位上异戊烯基与邻位酚羟基环合成2,2-二甲基-α-吡喃环结构,(花椒内酯具有细胞毒和抗菌和解痉作用)
二、香豆素理化性质 1.性状:
⑴游离香豆素:完好结晶,多具香味;
⑵小分子香豆素:挥发性,随水蒸气蒸馏,能升华; ⑶香豆素苷:多数无香味和挥发性,也不能升华。2.溶解性:
⑴游离香豆素:可溶于沸水,⑵香豆素苷:极性增大能溶于水、甲醇、乙醇,难溶于乙醚、苯等极性小的有机溶剂。
3.与碱的作用:具有内酯结构,稀碱液→顺式邻羟基桂皮酸盐→溶于水,酸化→游离香豆素→难溶于水
三、香豆素显色反应 1.荧光性质:
⑴紫外光下大多具有荧光 ⑵碱液中荧光增强 ⑶香豆素母核无荧光 ⑷C-7-OH呈强烈的蓝色荧光
2.异羟肟酸铁反应:内酯结构→碱性+盐酸羟胺→异羟肟酸→酸性+三价铁离子→显红色。
四、香豆素的提取 1.溶剂提取法:
⑴游离香豆素:乙醚、醋酸乙酯等提取; ⑵香豆素苷:水、醇等加热提取。
2.碱溶酸沉法:具有内酯环,不宜用此法提取的香豆素:8-酰基的香豆素、5-羟基的香豆素 3.水蒸气蒸馏法:小分子游离香豆素具有挥发性
第四节 蒽醌类化合物
1.蒽醌类:是一类比较重要的活性成分,天然蒽醌类的基本母核是蒽的中位羰基衍生物。
一、蒽醌的分类及典型的代表化合物 1.羟基蒽醌类:(大黄和虎杖中具有抗菌作用的大黄素、大黄酸、大黄酚、大黄素甲醚、芦荟大黄素均属于该类型; 茜草中的有效成分为茜草素)2.蒽酚或蒽酮类:蒽醌在酸性下易被还原的互变异构体。(杀灭真菌作用的柯桠素,是治疗疥癣等皮肤病有效的外用药)3.二蒽酮类:以苷的形式存在;
(二蒽酮类成分番泻苷A、B、C、D等为大黄及番泻叶中致泻的有效成分)
二、蒽醌类理化性质
1.一般性状:黄色至橙红色固体,游离蒽醌:完好的结晶形状;蒽醌苷:多是粉末状。2.升华性: ⑴游离蒽醌具有升华性,蒽醌苷类无升华性。⑵升华物常具一定的晶型,可用做蒽醌的鉴别,(大黄蒽醌的升华物为羽毛状结晶)3.溶解性: ⑴游离蒽醌:亲脂性强;微溶或不溶于水。
⑵蒽醌苷:极性增大,易溶于乙醇、甲醇中,热水中溶解度增大;几乎不溶于亲脂性有机溶剂。⑶羟基蒽醌苷及苷元:有酚羟基,溶于碱性溶液中,酸化后又可析出沉淀,该性质可用于提取分离。4.酸性:有羧基、酚羟基; 酸性强弱有以下规律:
⑴羧基酸性较强:具有芳香酸的通性,能溶于碳酸氢钠溶液中。⑵蒽醌苯环上β-OH酸性>α-OH酸性 ⑶酚羟基数目增多则酸性增强:
羟基蒽醌类酸性强弱顺序及可以溶的碱液如下:用于提取分离羟基蒽醌类化合物
5.碱性:羰基上的氧原子有微弱的碱性+浓硫酸=盐→阳碳离子
⑴大黄酚为暗黄色,溶于浓硫酸转为红色,⑵大黄素为橙红色,溶于浓硫酸变为红色,⑶其他羟基蒽醌在浓硫酸中一般呈红至红紫色。
三、蒽醌类化合物的显色反应 1.菲格尔反应 2.碱色呈色反应
四、蒽醌类化合物的提取
1.有机溶剂提取法:游离蒽醌,可用极性较小的有机溶剂(氯仿、苯),提取
第五节 黄酮类化合物
1.黄酮类化合物:泛指两个苯环(A-环与B-环)通过中央三碳链相互连接而成的一系列化合物。2.黄酮类结构特征:具有C6-C3-C6的基本骨架,多数黄酮类化合物以2-苯基色原酮为基本母核。
一、黄酮的结构分类及典型代表化合物
分类依据:中央三碳链的氧化程度、B环连接位置(C-2或C-3位)、三碳链是否成环。1.黄酮类:2-苯基色原酮为基本母核,C-3位无氧取代基。
(黄芩苷是黄芩中主要抗菌、消炎有效成分,双黄连注射液的主要活性成分。2.黄酮醇类:2-苯基色原酮为基本母核,C-3位有含氧取代基。
(槐米中的槲皮素及其苷(芦丁),后者具有维生素P样作用,用作高血压的辅助治疗剂)(银杏叶中的山柰酚、槲皮素是黄酮醇类,具有扩张冠状血管和增加脑血流量作用)3.二氢黄酮(醇)类:C-
2、C-3位双键被还原物质。
(陈皮中的橙皮苷,有维生素P样作用,用于治疗冠心病)(水飞蓟宾具有保肝、提高肝脏解毒能力的作用)4.异黄酮类:B环连接在C-3位上
⑴葛根总异黄酮有增加冠状动脉血流量及降低心肌耗氧量等作用;
⑵葛根主要成分大豆素、大豆苷及葛根素等,均能缓解高血压患者的头痛症状,大豆素具有雌激素样作用。5.查耳酮类:两个苯环之间的三碳链为开链结构(红花中红花黄色素,具有治疗心血管疾病的作用)6.花色素类(花青素):水溶性色素,多以苷的形式存在。7.黄烷醇类(儿茶素):儿茶的主要成分(+)儿茶素。
二、黄酮类化合物的理化性质 1.旋光性:二氢黄酮、黄烷醇
黄酮呈色原因:分子有交叉共轭体系及助色团(OH、OCH3等)。各类黄酮的颜色特点:
①黄酮、黄酮醇及其苷:灰黄至黄色,②查耳酮:黄至橙黄色,③二氢黄酮不显色 ④异黄酮类显微黄色 2.溶解性: ⑴游离苷元:易溶于有机溶剂及稀碱水溶液中。1)黄酮、黄酮醇、查耳酮:平面性分子,难溶于水;
2)二氢黄酮及二氢黄酮醇:非平面分子,有利于水分子进入,水溶度稍大。3)花色素苷元(花青素):离子形式存在,具有盐的通性,水溶度较大。⑵黄酮苷:水溶性相应加大,易溶于甲醇、乙醇,难溶于亲脂性有机溶剂 3.酸性:有酚羟基;
酸性强弱顺序依次为:(黄酮为例——7,4’-二OH > 7或4’-OH > 一般酚OH > 5-OH)
三、黄酮类化合物显色反应 1.盐酸-镁粉(或锌粉)反应:
⑴黄酮、黄酮醇、二氢黄酮(醇):橙红至紫红色; ⑵查耳酮、儿茶素:不显色反应; ⑶异黄酮类:除少数例外,也不显色。2.四氢硼钠(钾)反应:
⑴二氢黄酮(醇)类:显红色至紫色 ⑵其他黄酮类化合物:均不显色。3.三氯化铝反应:显黄色并有荧光。
四、黄酮类化合物提取
1.溶剂提取法:提取溶剂为乙醇和甲醇。2.碱提酸沉法:芦丁、橙皮苷、黄芩苷均用此法
第六节 萜类与挥发油
1.萜类化合物的定义:是概括所有异戊二烯聚合物及其含氧衍生物的总称。
2.挥发油:是存在于植物中的一类具有芳香气味、可随水蒸气蒸馏出来,与水不相混溶的挥发性油状成分的总称。
一、萜类化合物
1.单萜:由两个异戊二烯单元聚合而成的化合物及其衍生物,是挥发油的主要组分; ⑴薄荷油具有镇痛、止痒、局部麻醉作用的,其主要成分薄荷醇属于单环单萜;
⑵辣薄荷酮(胡椒酮)具有松弛平滑肌的作用,是治疗支气管哮喘的有效成分,也属于单环单萜; ⑶龙脑(俗名冰片)具有发汗、止痛、镇痉和防虫腐作用,为双环单萜; ⑷梓醇苷属于环烯醚萜类,是地黄中降血糖的有效成分。
2.倍半萜:3个异戊二烯单元聚合成的化合物及其衍生物,是挥发油的主要组分;
①青蒿素:单环倍半萜内酯,抗恶性疟疾;临床应用药物:青蒿素及其衍生物青蒿素琥珀单酯、蒿甲醚。②莪术醇:双环倍半萜,来源于莪术、郁金,具有抗肿瘤作用。③莪术油:具有抗病毒作用,其注射剂已经应用于临床。3.二萜:4个异戊二烯单元聚合而成的化合物及其衍生物。
①穿心莲内酯:双环二萜类,具有抗菌、抗炎作用上用于治疗感冒、流感病毒引起的上呼吸道感染、支气管炎症等。②银杏内酯:二环二萜,治疗心血管疾病银杏制剂的有效成分之一;
③紫杉醇:三环二萜类,具有抗癌活性的多种制剂已应用于临床,是目前临床上抗肿瘤效果最好的药物;
④甜菊苷:四环二萜类,其甜度为蔗糖的300倍,广泛应用于医药与食品行业,作为糖尿病患者用药与食品添加剂。
二、挥发油
1.挥发油化学组成:
⑴萜类成分:主要是单萜和倍半萜类。氧衍生物是挥发油芳香气味的主要组成成分。
(樟脑油中樟脑(50%),桉叶油中桉油精(70%))⑵芳香族化合物:挥发油中芳香族化合物多为苯丙素类含氧衍生物,(丁香油中抑菌、镇静作用的丁香酚,桂皮油中的桂皮醛)⑶脂肪族成分:挥发油中的脂肪族成分多为一些小分子化合物;(鱼腥草挥发油中的癸酰乙醛,亦称鱼腥草素,具有抗菌活性)2.挥发油的一般性质(通性)⑴性状:
1)颜色:挥发油大多为无色或淡黄色液体,有些挥发油溶有色素因而显特殊颜色。
2)液体:常温下为透明液体,挥发油所含主要成分可析出结晶,习称为“脑”;滤去析出物的油称为“脱脑油”。3)气味:挥发油大多为香味。少数挥发油具有异味,(鱼腥草挥发油有鱼腥味)⑵挥发性:均具有挥发性,可随水蒸气蒸馏,该性质可用于区别脂肪油和提取。
⑶溶解性:溶于高浓度乙醇,易溶于乙醚、二硫化碳、石油醚亲脂性有机溶剂,难溶于水 ⑷物理常数:挥发油的物理常数有以下几种
1)比重:多数挥发油比水轻,习称为“轻油”;少数挥发油比水重,习称为“重油”。(丁香油、桂皮油均为“重油”)2)折光性:一般在1.43~1.61之间。3)旋光性:比旋度一般在+97°~+117°的范围内。4)沸点:一般在70~300℃之间。
⑸不稳定性:应置入棕色瓶内,密塞,低温保存。
3.挥发油的检识:气味、挥发性、物理常数均可作为挥发油质量检查的指标。⑴一般检查:挥发性(如油斑能挥散,可能含有挥发油;如油斑不消失,可能含油脂)⑵物理常数测定:折光率、比旋度、相对密度是鉴定挥发油常用的物理常数。
⑶薄层层析检识:香草醛-浓硫酸试剂、香草醛-浓盐酸试剂+105℃加热→显示不同颜色。4.挥发油的提取:(1)水蒸气蒸馏法
(2)超临界流体萃取法:用CO2超临界流体提取植物的挥发油;
第七节 甾体及其苷类
1.强心苷定义:是生物界中存在的一类对心脏具有显著生物活性的甾体苷类。
2.皂苷:是一类结构比较复杂的苷类化合物。因其水溶液振摇后能产生大量持久似肥皂样的泡沫,故而得名。
一、强心苷类
1.强心苷的结构及典型代表化合物: ⑴强心苷元的取代基特点:
①甾体母核中C3、C14位常各有一个羟基 ②C3位羟基与糖结合成苷。
③甾核C10、C13、C17位上有三个侧链; ④C17位侧链为不饱和内酯环。
根据内酯环的不同,强心苷苷元有甲型、乙型强心苷元两类:
1)甲型强心苷元:C17侧链为五元不饱和内酯环的称为甲型强心苷元,又称强心甾烯型。(洋地黄毒苷元)2)乙型强心苷元:C17侧链为六元不饱和内酯环的称乙型强心苷元,又称海葱甾烯型或蟾酥甾烯型 ⑵强心苷中常见的糖:葡萄糖,6-去氧糖,2,6-去氧糖,(D-洋地黄毒糖、D-加拿大麻糖、D-地芰糖)⑶强心苷分类及典型代表化合物:
1)按苷元结构特点分类:甲型强心苷;乙型强心苷。2)按糖的种类及与苷元的连接方式分类:
Ⅰ型:(2,6二去氧糖),毛花洋地黄苷C(毛花苷C)。Ⅱ型:(6-去氧糖),真地吉他林。Ⅲ型:(D-葡萄糖),如绿海葱苷。
毛花洋地黄与紫花洋地黄强心苷来源与作用特点: 1)洋地黄苷C为一级苷,其他强心苷多为次级苷。2)洋地黄毒苷为次级苷
3)羟基洋地黄毒苷由于C16-OH,亲脂性低 4)异羟基洋地黄毒苷由于C12-OH,亲脂性降低,5)去乙酰毛花洋地黄苷C比一级苷毛花洋地黄苷C少一个乙酰基,为一种速效强心苷。2.强心苷的理化性质:
⑴性状:强心苷大多是无色结晶或无定形粉末,具有旋光性,味苦,对黏膜有刺激性。⑵溶解性:
原生苷:含糖多且有葡萄糖,可溶于水、醇等; 次生苷:亲水性减弱可溶于乙酸乙酯、含水氯仿等; ⑶水解性:强心苷苷键被酶、酸、碱水解。1)强碱水解:使强心苷内酯环而水解或裂解。
2)稀碱水解:(碳酸氢钠(钾)、稀氢氧化钙)溶液等可使酰基脱去而内酯环不受影响。(毛花洋地黄苷丙c→西地兰)3)酶(水)解:30~40℃的条件能水解糖链末端的葡萄糖,生成次生苷。
4)酸水解:由于糖结构不同,水解条件、水解程度、所得产物也有差异。(西地兰→地高辛)3.强心苷的显色反应:苷元甾体母核、C17侧链五元不饱和内酯环及2,6-二去氧糖反应进行的。⑴甾体母核的显色反应: 1)醋酐浓硫酸反应 2)三氯醋酸反应 3)三氯化锑反应
⑵五元不饱和内酯环显色反应(甲型强心苷):亚硝酰铁氰化钠反应:吡啶+亚硝酰铁氰化钠+氢氧化钠→深红色 ⑶2-去氧糖的鉴别反应:三氯化铁-冰醋酸反应:冰醋酸溶解+三氯化铁+浓硫酸→冰醋酸层为蓝色,界面处呈红棕色 4.强心苷的提取
二、皂苷类
1.皂苷的结构及典型化合物生物活性与用途: ⑴甾体皂苷:甾体皂苷属于甾体化合物;
(薯蓣皂苷与原薯蓣皂苷:二者是地奥心血康的主要成分,用以治疗冠心病、心绞痛)⑵三萜皂苷:三萜皂苷是三萜类衍生物; 1)人参皂苷Rg1有中枢神经兴奋及抗疲劳作用
2)甘草酸、甘草次酸有促肾上腺皮质激素(ACTH)样活性;甘草酸单铵、甘草酸二铵(甘利欣)临床作为抗肝炎药
如:菝葜皂苷具显著的抗真菌作用;蜘蛛抱蛋皂苷具有较强的杀螺活性;心脑舒通为蒺藜果实中提取的总皂苷制剂,对扩冠、缓解心绞痛、改善心肌缺血有一定疗效。剑麻皂苷元:为甾体皂苷元,是合成激素原料。2.皂苷的理化性质:
⑴性状:具苦味和辛辣味;对人体黏膜有刺激性。
⑵溶解性:皂苷:极性大,可溶于水,易溶于热水、稀醇;次级皂苷:水中溶解度降低,易溶于醇、丙酮等;甾体皂苷元:易溶于石油醚、氯仿、乙醚等。
⑶表面活性:分子内亲水性的糖和亲脂性的苷元部分达到平衡状态,降低水溶液表面张力。⑷溶血性:
1)溶血指数:最低皂苷溶液浓度
2)溶血现象应用:含有皂苷的药物不能制作注射剂供静脉注射
3.呈色反应:醋酐浓硫酸反应:醋酐溶解+醋酐浓硫酸:甾体皂苷:污绿色 三萜皂苷:红紫色或蓝色 4.皂苷的提取:
1)酸性皂苷提取:碱提酸沉法(甘草酸)2)甾体皂苷元提取:酸水解有机溶剂提取法
第八节 生物碱
1.生物碱定义:含氮有机化合物+有较复杂的氮杂环结构+具碱性且能和酸结合生成盐+有较强的生物活性。
一、结构分类及典型化合物生物活性与用途 1.有机胺类:氮原子结合在侧链上
1)麻黄碱:平喘、收缩血管、兴奋中枢神经的作用;临床上有盐酸麻黄碱片、茶碱麻黄碱片,用于平喘; 2)秋水仙碱:氮原子在侧链成酰胺状态,治疗急性痛风,有抑制癌细胞生长的作用。2.茛菪烷(颠茄烷类)衍生物:是由吡咯啶和哌啶骈合而成的杂环化合物。
莨菪碱为左旋体,消旋化后成为阿托品,两者均有解痉镇痛和散瞳、解有机磷中毒作用;东莨菪碱防晕和镇静药物。3.异喹啉衍生物:
1)小檗碱:抗菌作用,2)吗啡碱:有强镇痛以及可待因属于此类型。4.喹啉类生物碱:
1)奎宁碱:具有抗疟作用;
2)喜树碱:有很强的抗肿瘤作用,其衍生物羟喜树碱注射剂临床上用于治疗多种肿瘤;
如:具有镇痛作用的乌头碱,具有抗癌作用的苦参碱,具有降压作用的利血平,具有中枢兴奋作用的咖啡因等。
二、生物碱的理化性质
1.性状:烟碱、槟榔碱:呈液态,麻黄碱:有挥发性,共轭体系及助色团:小檗碱呈黄色,苦参碱:苦味或辛辣感,甜菜碱:甜味 2.旋光性:多呈左旋,一般左旋体活性显著强于右旋体
3.碱性及表示方法:
⑴碱性来源:氮原子上有一孤对电子,能接受质子,表现出碱性,与酸结合成盐。⑵碱性的表示方法:pKa值越大,生物碱的碱性越强 ⑶生物碱的碱性强弱顺序: ①强碱:胍类、季铵碱类 ②中强碱:脂胺类、脂氮杂环类 ③弱碱:芳胺类、六元芳氮杂环类 ④近中性碱(极弱碱):酰胺类、五元芳氮杂环类 4.溶解性:
⑴脂溶性生物碱:难溶于水,易溶于亲脂性有机溶剂中,特别在氯仿中溶解度最大,在甲醇、乙醇、丙酮中亦能溶解。⑵水溶性生物碱:易溶于水,可溶于极性大有机溶剂,难溶于亲脂性有机溶剂。(季铵类)
⑶两性生物碱:碱性氮原子,又具有酸性的羧基或酚羟基。(两性生物碱吗啡:即溶于酸水和又溶于碱水)⑷生物碱盐:易溶于水,可溶于甲醇、乙醇,难溶于亲脂性有机溶剂。
无机酸盐水溶性>有机酸盐;无机含氧酸盐>不含氧酸盐;小檗碱生成盐酸盐后,水溶性明显减弱
三、生物碱的鉴别
1.生物碱沉淀试剂:最常用碘化铋钾试剂,产生橘红色沉淀。2.沉淀反应的条件:是在酸水溶液中进行的。
四、生物碱的提取
1.酸水提取法:有机溶剂萃取法处理水溶性杂质
2.醇类溶剂提取法:甲醇或乙醇为常用溶剂 3.亲脂性有机溶剂提取法:氯仿为常用溶剂
第九节 其他成分
一、鞣质(单宁)多元酚类化合物 1.结构与分类:
⑴可水解鞣质:酚酸与多元醇通过苷键和酯键形成的化合物。
组成基本单位:没食子酸。可被酸、碱和酶催化水解。(中药五倍子中五倍子鞣质)⑵缩合鞣质:组成单元:黄烷-3-醇类,常见儿茶素。(肉桂鞣质A)2.除鞣质的方法: ⑴热处理法:
⑵石灰沉淀法:鞣质+钙离子→不溶性沉淀 ⑶明胶沉淀法:
二、有机酸
1.结构与分类:芳香族有机酸、脂肪族有机酸和萜类有机酸。⑴芳香族有机酸:芳香酸主要是苯丙酸及其衍生物
1)绿原酸为3-咖啡酰奎宁酸:金银花抗菌和茵陈利胆有效成分。2)水杨酸:其二乙胺盐或镁盐作为消炎镇痛非甾体抗感染药应用于临床。
3)马兜铃酸存在广防己、青木香等药材,可导致急性肾衰竭、急性肾小管坏死等严重毒副作用,⑵脂肪族有机酸:柠檬酸、苹果酸、酒石酸、琥珀酸 ⑶萜类有机酸:甘草次酸、齐墩果酸 2.有机酸的提取: ⑴有机溶剂提取法 ⑵离子交换法
三、氨基酸、蛋白质 1.氨基酸:
⑴有效成分为氨基酸中药:天冬、玄参、棉根中的天门冬素具有镇咳和平喘作用;三七中的田七氨酸具有止血作用。⑵氨基酸性质:
1)为酸碱两性化合物,易溶于碱水和酸水; 2)能溶于水,难溶于亲脂性有机溶剂; 3)用茚三酮作为氨基酸检识的试剂。2.蛋白质:
⑴有生物活性的蛋白质中药:
天花粉中的天花粉蛋白,临床用于中期妊娠引产; 半夏鲜汁中的半夏蛋白具有抑制早期妊娠作用。
⑵蛋白质溶解特点:多溶于水形成胶体溶液,加热煮沸变性凝固沉淀析出;不溶于有机溶剂。⑶除去中药制剂中蛋白质:水提醇沉法
四、多糖
1.多糖:十个以上单糖基通过苷键连接而成的聚糖。2.作为有效成分的多糖:
1)黄芪多糖可增强机体的免疫功能;
2)香菇多糖、灵芝多糖等有抗肿瘤的作用;
3)昆布中的昆布素有治疗动脉粥样硬化的作用;
4)银耳多糖能有效地保护肝细胞。
3.多糖性质:无甜味,大多不溶于水、稀醇等有机溶剂。有的多糖可以溶于热水或碱水;多视为杂质除去。4.提取或除去多糖:水提醇沉法。
第五篇:化学课程改革的实践与思考
化学课程改革的实践与思考
-围绕新教材、课堂教学等方面对高一化学教学进行了反思与总结
启秀中学高二化学备课组
新课程给我们教师带来很大的冲击,也给我们带来新的机遇和挑战。一学年的新课程改革实验交织着得失成败,日夜奋战在课改第一线的我们也有不少心得体会。围绕新教材、课堂教学等方面对高一教学进行了反思与总结,现汇报如下:
一、关于教材
优点:
1.教材理念新, 整体思路很好, 增加了科学史话、科学视野、科学探究,资料卡片,学与问、思考与交流,实践活动等栏目,用问题把丰富的材料串联起来,注重提高学生的思维能力、发展学生的应用和探索意识。
2.教材编写结构新颖,内容紧扣时代脉络,更贴近学生的现实生活,学生深切地感觉到化学对人类社会的发展及对自己将来的作用,明确化学同我们生活息息相关,对学生的引导有积极的作用。
3.对知识的掌握由以前的重结论到重过程和方法、重科学素养的提高、重态度情感、重学科的现实应用、重知识的迁移能力、重基础知识的建构,不再片面强调知识体系的完整。如有机知识体系:烷烃-烯烃-炔烃-芳香烃,醇-醛-羧酸-酯,现教材:只介绍最简单的有机物甲烷,来自煤和石油的两种基本的化工原料乙烯和苯,生活中两种常见的有机物乙醇和乙酸。
4.体系构建人性化、素材选取生活化、语言文字通俗化、版式设计美观化。制版、内容、图片能吸引学生。如科学家的肖像、实物图、实验装置图、反应(或工作)原理图如火电站工作原理示意图、产品介绍和用途示意图、新科技新技术如C-14射线测定的装置图等等。
5.新教材的一大亮点是在课后给思考、运用、探究、拓展性的问题,在明确探究目标的前提下提出实践活动的建议。在学习内容上为学生的自主学习提供一个拓展、延伸的平台,使学生在掌握基本原理与基本知识的前提下进一步增长知识,开拓视野,深入思考,这就使得课程教学内容具有较大的开放度,是以往教材所不能比的。如计划建一座大桥,并研究防止钢桥生锈的方法。三个选择:a.涂上油漆 b.使用镀铬的钢 c.使用不锈钢。
问题:
1.一个模块的量太大,教材知识点太多,每个课时的内容也安排得太多,以至无法正常完成。如必修(一)、必修(二)模块包括的知识是原高
一、高二的全部内容,必须在一个半学期内完成。
2.教学课时紧张。对于新课标精神的贯彻、新的教学方式的运用、学生新的学习方式的实现都是十分不利的。新教材中大量材料、名词、理论观点都是教师以往教学没有接触到的,需要为他们补充知识提供一定的时间和空间。如选修(三)物质的结构教材中杂化轨道等理论和晶体结构密堆积和非密堆积等知识。
3.部分教学材料的典型性不强,教材中有些内容虽寓意深但显得不简洁,有的选材不太好。如选修(一)化学与生活教材中探索生活材料等知识。汽车的配件如电线芯、外壳、灯丝、发电机、排气管所用的是什么金属或合金? 4.教材中体系不是很完备,前后知识点间逻辑关系不是很好。化学教学中出现需要的数学基础知识但数学没学的现象,急需加强学科整合。如有机物、晶体结构等用到数学立体几何知识,但数学没学这部分的几何知识。
5.不配套:课本所述的知识比较基础,但课后的题目有的较少,教材中所配习题的题量还应大一些,以便于不同类型的学生选择。还有与教材配套的练习册,把高考原题照搬过来,对刚刚学习基础知识的学生来讲,其难度定是过大了,有的将以前的旧题、高考题等不管进度地拿来,难度大,对学生的适用性不好,不利于基础知识的掌握。
6.探究课的教学模式还应不断探索。探究课在以往教材中没有出现过,“怎么上?怎样上好?”没有可以参考的成功范例,完全靠教师摸索,有一定的难度,今后应加强交流,相 互学习借鉴,实现教学资源的最大化利用。
7.新教材的推出可能是时间太仓促缘故,有些地方出现了知识差错,勘误应及时更正。
二、关于课堂教学 优点:
1.新课程教学提倡自主、合作、探究的学习方式。即学习的主要目的不再是仅传授给学生结论性的东西,而是教给一些学习方法,培养学生自己获得知识的能力。
2.现在的课堂上,学生思维灵活了,发言踊跃了,学习气氛比以前活跃。老师的少讲精讲,带来的是学生更多的表达机会。
3.新课标赋予老师较大的教学自主权,也给予学生更大的主动学习空间,教学过程中的师生双向互动有利于改变过去课堂以教师讲授为主的教学方式。
4.新课程教学的四点转变(1)以学生为本,以能力为中心,以活动为重点。(2)集体备课,资源共享,师生合作。(3)实践性作业和探究性实验增多。(4)学生带着问题来,带着更多的问题走。
5.新课程下的备课改革:改变过去的单人单学科孤军奋斗的局面,让教师合作,集体研究,充分发挥教师个人才智,加以优化整合,并在课堂中实践操作,予以完善修补,反思总结,最终形成共性与个性有机结合的详案。
实施办法:
1.面对新课程改革,学校注重教师教育观念的更新,利用假期安排高一教师参加了省、市新课程的培训,组织教师外出听课,参加研讨,使教师更新观念,转变角色,在思想和理念上做好迎接新课程改革挑战的准备。学校为了便于高一年级更好地实施新教材还专门给我们高一年级组配备了电脑、便于我们集体备课和查阅资料。
2.我们高一备课组化学教师采用集体备课形式,同备同讲同一节课。用新课程理念共同商讨、解决教学中存在的问题。我们高一年级一共有十八个班,六位化学教师,先由每位教师把下周的课各备出一节,在备课过程中围绕知识与技能,过程与方法,情感、态度、价值观这几方面展开,然后在每周五集体备课时间先由备课人进行说课,然后大家共同钻研教材、研讨制定切实可行的教学方法、措施。备课人综合大家的意见修改教案,并打印出六份,每位教师一份。及时把上课中的得失反馈给大家,修改教案并写出教后记。在下次集体备课时先对本周所讲内容修改教案,然后再进行下周课的说课。
3.我们备课组年青教师比较多,为了能跟上新课程改革的步伐,我们高一化学组教师每周安排一节课、利用集体教研时间大家进行说课、评课。从中发现问题、优化教学,共同提高。我们还利用教研时间进行新课程理论的学习,为了能够做到理论联系实际,我们还进行了一些课题实验,如江琪上了一节《金属铝及其化合物的性质》探究课、施维上了一节《硫和氮的氧化物》网络课、凌晨上了一节《生活中两种常见的有机物-乙醇》课,三位教师上的课受到了听课教师和领导的一致好评。
教学中的经验:
1.注重化学与生活的联系,贴近高一学生的现实生活。传统教材的最大的弊端,就是过分注重知识的严密性、逻辑性。因而在内容的选择上,往往忽视学生的主体,忽视与生活的联系,因而显得比较枯燥,缺乏生动。而新教材比较注重新知识从现实生活中引入,将知识以情景教学的教学形式出现。将学生熟悉的生活情景展现在他们眼前,让学生感觉到化学并不陌生,就在自已的身边。如注重化学与生活的联系,在教学中带来大量的实物,给学生提供广阔的思维空间,使学生亲自动手,发展学生的动手操作能力。使学生在学习中既体会到化学就在身边,化学来源于生活、运用于生活,又发展了他们的动手实践能力、观察能力与相互合作的意识。
2.注重学生的探索过程,培养学生的创新意识。化学知识本身具有抽象性,而低年级学生主要特点是以具体形象为主要形式,同时还保留直观动作思维的形式。新课程要求我们提供给学生充分学习活动的时间与空间,在自主探索,亲身实践,合作交流的氛围中,认识化学,解决问题,理解和掌握基本的化学知识、技能和方法。使学生在自主探索与小组合作学习中发现解法的多样性,而不拘泥于单一的方法。
3.课堂开放,给学生提供大量观察、实验、活动的机会。营造和谐宽松的课堂气氛,给学生大胆发言的机会和勇气,使学生畅所欲言,积极表达自已的想法。课堂上提高学生发现问题和解决问题的能力。善于捕捉学生创造的火花,实现新教材中的“活”。在课堂教学中,多种教学手段并用,使学生在轻松愉快的环境中接受新知识。
4.注重发展学生的语言表达能力。在平时的教学中,比较注重培养学生的语言表达,鼓励学生完整地说出自已的意见和建议。学生的思想能上升到语言的高度,对培养学生的逻辑思维能力也很帮助。还经常选取一些课例,跟学生一块策划、设计教学过程,并鼓励学生当小老师,勇敢地走上讲台讲课。
5.用好书中的开放题。在教材中有大量的开放性题型,我们利用这些开放题型,挖掘学生潜能,发展学生思维,使学生呈现出思维的多样性和灵活性。培养学生思维的创造性,发展学生的想象能力,并在学习过程中注重学生语言表达能力和逻辑思维能力的培养和发展。培养学生乐于钻研、善于思考、勤于动手的习惯。
问题:
1.关于课时分配和课程安排。课时紧张,所学内容(3本书)却近乎是课改前的2倍,教师只能匆匆授课,蜻蜓点水,很少有时间复习反馈,强化训练,学生则疲于奔命,囫囵吞枣,浅尝辄止,其结果必然是不仅创新的精神、主体性意识未能培养起来,连传统教学中基础知识扎实、基本技能过硬的优势也要丢掉了。教材中的实验太多,没有时间做。课堂上让学生自主学习、讨论发言,一课时的教学任务两课时也完成不了等等。
2.课改的根本目标就是要规范学生的学习行为、转变学生的学习方式,因此,如何培养学生良好的学习习惯、养成自觉自主的学习方式也就成为教学的首要任务。研究性学习是高中课改的一大亮点,自然成了关注的焦点。由于缺乏其他资料来源,只能借助网络。而学生上网不是看图片就是偷着聊天,教师苦不堪言。不仅未能培养学习能力,反而助长了学生散漫的学习风气,实在是得不偿失呀。
3.自主探索、合作交流、动手实践的新颖的学习方式需要长时间的细致的用心地慢慢培养,新课标知识点太多,对基础薄弱的学生只能是走走过场。实践性很强的课的教学,在班级人数多,学生之间水平相差较大的情况下难以有效地进行。
4.基于新的教学理念,把课堂交给学生,于是出现了一种我们不愿意看到的现象:教师讲授少了,课堂上乱烘烘的讨论看似热烈但没有主题,学生海阔天空胡言乱语还受表扬说有创新;教师讲得少正好又可以掩盖部分教师知识储备的不足和课堂准备的不充分。结果是,学生从课堂上获得的知识,反而不如以前。以前虽然不怎么精彩,但好歹没有什么错,把教师讲的背下来,也不失为一种收获。
5.学习气氛空前活跃,主要发言者仍然只是部分活跃分子,而一部分沉默内向者仍然少有表达自己的机会。一节课发言的人次可能会有几十次,但发言的学生的面并不广。课改让部分学生更多的自我表现,这样他们自然也可能更努力地去学习,思考问题,以使自己表现更佳,赢得教师更多的青睐和同学更多的掌声;而另一部分学生在课堂上大多数时间是在看别人的“表演”,自己也就不用准备,不想思考。在这种情况下,他们在课堂上的收获反不如以前。这样下去就隐伏着一种危险:学生中能力好的更好,差的更差,走向两极分化,课程改革面向全体学生的目标可能就会落空。
三、实践与思考
1.传统的教学往往只重视教师的教,而忽视了学生的学,因而教学效果并未取得突破性的进展,究其原因是忽视了教学活动的主体—学生。新的课程下,教学过程应是师生交流、积极互动,共同发展的过程,即学生是课堂的主体,教师是学生学习活动的参与者、合作者、引导者、促进者,因此新课程下,应实施教师角色的转变,还课堂于学生,激发学生的主体参与意识,积极探讨,实现师生互动式的交流和合作。
2.对教材内容和课堂教法进行调整,打破授课的固定形式,根据各部分内容的难易程度和学生的接受能力灵活安排,削减部分易掌握知识点的课堂用时,少讲、精讲甚至不讲,提高课堂效率,培养学生自我学习的能力。与此同时,将与课本联系密切、学生生活中可以接触到的鲜活的问题引入到课堂中来,拓宽学生的视野,开发思维潜质,提高他们理论联系实际,认识问题、分析问题、解决问题的能力的一种综合的教学方法。减少学生在课堂上的无 效劳动,提高认知效率,缩短理论认知到实践应用的距离,争取以最少的投入取得最好的效果。对于少讲、精讲甚至不讲的部分教学中可根据不同的内容采取不同的教学方法如练习测验法、课下阅读题目设置、练习置疑法、分组讨论归纳提纲法等,可以收到良好效果。教学内容以课程标准为准,结合学科特点对于部分重点内容,它们是基础中的基础,不仅要展开详讲、细讲,而且要讲深、讲透、讲开。
3.自主探索、合作交流、操作实践和研究创新性的学习方式是新课程改革的培养目标之一,探究、合作、实践、创新的学习要求在新课程中的地位日益凸显。新课程倡导学生积极探究,获取信息,创新知识,培养分析、解决问题的能力。学生的作业面临更多的探究性活动,从作业的时空来看,课程的开放性,使大量的作业已不再是个人能独立完成的,而需要与社区、家庭以及他人协同合作。并且很多作业已不再是传统的问答式作业,而是逐步向创新型、设计型转变。目前,随着信息技术与课程整合的深入开展,学生搜集、发现、获取信息更快捷,分析、评价、优选并加工、利用信息的信息技术与能力将在学生的作业过程中得到体现。
4.改进学生的学习方式,紧密依托课堂主渠道。传统的学习方式把学习建立在人的客体性、受动性、依赖性的基础上,忽略了人的主动性、能动性和独立性。教师做实验得出结论直接灌输给学生,而新的理念要充分发挥学生能动性、充分相信学生的能力,课堂上要充分体现“自主、探究、合作”的学习方式,让学生参与合作交流。在抓知识与技能的同时重视过程与方法、情感态度价值观的培养,教师应成为学生学习的领路人、引导者,而不单纯是知识的授与者,教学过程中要认真研究:创设情境、自主提问、合作与探究、三维课标表现等环节的把握。
5.改进教学方法,保障课程改革的实施。在课改之初,我们手中只有教材与课标,而无现成教案及其它教辅资料。因此只好“摸着石头过河”去摸索、去尝试。为保证教学效果,备课组必须加强集体备课,每周至少一次集体备课,集体备课要有议题和中心发言人。现阶段备课组要重点对新课标进行研究,对教学内容的取舍要形成统一意见,讨论怎样在上课各环节有效地体现新课程的新理念,根据新课标的教学特点、形成学科特色方案,课后交流教学心得,不断改进教学方式。同时我们还注意在课堂教学中,关注不同能力层次的学生,针对不同层次的班级采用不同的教学方法,及时了解学生对课堂教学效果的反馈。提高教师在课堂上进行“二度备课”的能力。
6.坚持持久论。对学生能力培养不是一朝一夕一堂课能解决的,要持之以恒,因此课改还需不断的在实践中探索,才能形成较完备的体系。克服硬件决定论,要有因地制宜的思想,部分教师存在课改需要较高的硬件设施,目前的教具是以前教材的,条件差了课改不易成功的想法。其实不然,我们主要从教法领会课改精神,根据现有条件因地制宜体现课改。注意课改的实效性,在培养学生自主、探究、合作的学习方式的同时,千万不能忽略基础知识,基础知识是科学探究的基础。
7.以课标为目标,以教材为工具。我们应当明确地认识到课程标准是我们的目的地,而教材是达到这个目的地的交通工具,只要能够安全、快速地到达,使用哪一种交通工具都无关紧要。因此,我们应增强课标意识,不必死抠住教材不放。要用教材教,而不是教教材。更重要的是用好教材。应充分发挥教材的工具性能,让教材成为培养学生探究精神、引导他们进入知识殿堂的有效工具。新教材的工具性特点特别鲜明,内容丰富、材料广泛、图文并茂、信息量大。其中有些内容是为了培养兴趣,有些内容是为了积累材料,有些是供学生自学的,如果把这些信息都当作教学内容,给学生一一讲解,那课时肯定是不够用的。有效使用教材资源:(1)精选新教材中多而杂的图片。(2)充分利用新教材“栏目”。重点用于学生知识的掌握和技能的提高。
8.合理使用信息技术,恰当的使用多媒体素材和网络资源。好的资源用于课堂教学如同“画龙点睛”而违背教学规律则“画蛇添足”适得其反。资源的使用忌:一闪即逝、教师包办、只看不问、色彩强烈、动画过多、录像过长、幻灯片代替板书。总之以有效、恰当、合理、实用为原则。合理有效的设计学生活动,如:实验设计、现象描述、实验操作、文字表达、观看录像、问题讨论课堂习题、知识概括与整合等,调动学生动脑、动口、动手、动笔。
9.适当处理配套练习,有些科目要增加适合学生的作业,双基训练必须落实。对课后练习分类处理,个人完成与小组合作相结合,硬性作业与弹性作业相结合,书面呈现与讨论交流,如化学课把练习分为三类:“基础知识型题”要求人人过关,个人硬性书面作业,是测 试评价的主要题型。“情景型题”多在课堂讨论交流,师生共同完成,“实践活动型题”布置课后个人或小组合作完成,以小论文的形式呈现、交流。
10.学生自主学习的兴趣与能力培养起来了,教材与课时的矛盾也就迎刃而解了提倡学生自主学习是新课程的基本理念,而自主学习的兴趣和能力是需要引导和培养的。之所以现在有些教师觉得第一学段中自己摸爬滚打、用尽全力,还是效果不佳,落下了课程进度,其原因还是一个理念问题。只是讲教材赶进度,而没有在培养学生自主学习的兴趣和能力上下功夫,大多数学生还处于被动学习状态;被动就有阻力,有阻力就影响速度,自然也就影响了许多老师念念不忘的教学进度。化学课程目标要求学生通过不同形式的自主学习和探究活动,体验化学发现和创造的历程,提高学习化学的兴趣,树立学好化学的信心,具有一定的化学视野,逐步认识化学的科学价值、应用价值和文化价值等。纵览新课程标准,学科把培养能力和提高素养放在首位。
在新课改理念下的几点初步尝试和探索,取得了一些微薄的成绩。但我们觉得,在“怎样切实有效地减轻教师负担?只要我们能不断探索“自主、探究、合作”的新型教学方式,培养学生的创新精神、科学的思维能力以及终身学习的能力,我们的教育事业一定会取得新的成绩。
2006.10.18