有機合成的定義精選(九篇)

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第1篇：有機合成的定義范文

【關(guān)鍵詞】說課 有機反應(yīng)重要類型

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）06-0192-02

一、教材分析

（一）教學(xué)目標

[知識與技能目標]結(jié)合學(xué)生已經(jīng)學(xué)習過的有機化學(xué)反應(yīng)，認識加成、取代和消去、氧化、還原反應(yīng)的特點，并能根據(jù)有機化合物結(jié)構(gòu)特點，分析具備何種官能團的有機化合物與何種試劑能發(fā)生何種反應(yīng)，生成何種產(chǎn)物。

[過程與方法]使學(xué)生能夠判斷給定化學(xué)方程式的反應(yīng)的類型，也能書寫給定反應(yīng)物和反應(yīng)類型的反應(yīng)的化學(xué)方程式。

[情感態(tài)度與價值觀]通過對有機化學(xué)反應(yīng)主要類型的學(xué)習，體會有機化學(xué)在生產(chǎn)和生活中的巨大作用。使學(xué)生在學(xué)習的過程中更加關(guān)注有機化學(xué)的發(fā)展，增強學(xué)習無機化學(xué)的興趣。

（二）本節(jié)課在教材中的地位及作用

本節(jié)的理論知識和思想方法是在學(xué)習了必修二常見有機化合物的基本有機知識之后，對有機化學(xué)反應(yīng)類型進行整合提升，并且從理論的角度讓學(xué)生更深的理解這些反應(yīng)類型，為后面烴的衍生物性質(zhì)的學(xué)習提供了很好的理論和方法平臺。學(xué)生值此平臺可以形成預(yù)測具有一定結(jié)構(gòu)的有機化合物可能與什么樣的試劑發(fā)生什么類型的反應(yīng)、生成什么樣的物質(zhì)的能力，使學(xué)生對有機化合物性質(zhì)和反應(yīng)知識學(xué)習的難度大大降低。為后面有機合成的學(xué)習奠定了堅實的基礎(chǔ)。本節(jié)課分兩課時。

（三）教學(xué)重點和難點

1.有機化學(xué)反應(yīng)的類型。

2.學(xué)會利用“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的方法預(yù)測有機物的主要性質(zhì)。

3.有機化學(xué)反應(yīng)的理論解釋。

二、說教學(xué)方法

本節(jié)課主要采用引導(dǎo)探究式教學(xué)方法，要在“導(dǎo)”字上下功夫。即創(chuàng)設(shè)情境探究討論歸納小結(jié)反饋糾正，使學(xué)生在獲得知識的同時能夠掌握方法，提升能力。

三、說學(xué)法指導(dǎo)

本節(jié)課的教學(xué)過程中，通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景，通過學(xué)生自主學(xué)習，討論、交流、反饋所遇到的問題，培養(yǎng)學(xué)生觀察、理解、表達、分析、交流等多種能力。

四、說教學(xué)過程

課堂引入：

（一）有機化學(xué)反應(yīng)的重要類型

1.加成反應(yīng)

（1）定義：有機化合物分子中的不飽和鍵兩端的原子與其他原子或原子團結(jié)合，生成新化合物的反應(yīng)。

（2）特點：只上不下。

（3）與碳碳雙鍵加成的試劑有鹵素單質(zhì)（X2）、氫鹵酸（HX）、硫酸（H―SO3H）；與碳氧雙鍵、碳氮叁鍵加成的試劑有氫氰酸（H―CN）、氨（H―NH2）；碳碳三鍵能與以上所有試劑加成。

（4）作用：在發(fā)生加成反應(yīng)時，原有機物中的不飽和鍵發(fā)生了變化，生成了具有另一種官能團的有機物。

（5）機理：以下列實例進行分析：

（6）加成反應(yīng)的規(guī)律：

①一般規(guī)律：

2.取代反應(yīng)

（1）定義：有機化合物分子中的某些原子或原子團被其他原子或原子團代替的反應(yīng)。

（2）特點：有上有下。

（3）烷烴、苯發(fā)生取代反應(yīng)時是碳氫鍵上的氫原子被取代；與碳原子相連的鹵素原子、羥基等也能被取代。

烯烴、炔烴、醛、酮、羧酸分子中α―C 上H被取代。

（4）取代反應(yīng)作用：容易實現(xiàn)官能團的轉(zhuǎn)化，在有機合成中具有重要作用。

（5）機理：

（6）取代反應(yīng)的規(guī)律

①一般規(guī)律：

新課引入：乙烯的產(chǎn)量是衡量一個國家石油化工水平的重要標志。工業(yè)上，通過石油裂解來制乙烯。

①藥品：無水乙醇和濃硫酸[實驗室制備乙烯]（體積比約為1：3，共取約20mL）、酸性高錳酸鉀溶液、溴水。

②儀器：鐵架臺（帶鐵圈）、燒瓶夾、石棉網(wǎng)、圓底燒瓶、溫度計（量程200℃）、玻璃導(dǎo)管、橡膠管、集氣瓶、水槽等。

③無水乙醇與濃硫酸的混合：先加無水乙醇，再加濃硫酸。

④碎瓷片的作用：避免混合液在受熱時暴沸。

⑤溫度計液泡的位置：插入混合液中。

⑥為什么要使混合液溫度迅速上升到170℃？減少副反應(yīng)發(fā)生，提高乙烯的純度。

實驗室中是這樣制備乙烯的反應(yīng)原理：

我們把這種類型的有機反應(yīng)稱為消去反應(yīng)。

3.消去反應(yīng)

（1）定義：在一定條件下，有機化合物脫去小分子物質(zhì)（如H2O、HBr等）生成分子中有雙鍵或叁鍵的化合物的反應(yīng)。

（2）特點：只下不上。

（3）醇類的消去反應(yīng)：反應(yīng)條件：濃硫酸、加熱。

消去條件：與羥基相連的碳的鄰碳上有氫。

消去的小分子：H2O。

（4）消去反應(yīng)作用：利用醇或鹵代烴等的消去反應(yīng)可以在碳鏈上引入雙鍵、叁鍵等不飽和鍵。

4.課本53頁遷移應(yīng)用。

（二）有機化學(xué)中的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)

（3）用氧化數(shù)來討論氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)：

自主學(xué)習教材54頁拓展視野“氧化數(shù)的計算”。

結(jié)論：碳原子氧化數(shù)升高，為氧化反應(yīng)；碳原子氧化數(shù)降低，為還原反應(yīng)。

討論練習：從氧化數(shù)角度認識氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)。

2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O

五、效果分析

第2篇：有機合成的定義范文

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.025

美國伯克利大學(xué)對于學(xué)生的培養(yǎng)目標中有兩條令人震撼：一是培養(yǎng)學(xué)生具備完成大型復(fù)雜項目所需的系統(tǒng)思考能力；二是培養(yǎng)學(xué)生在日后生活中妥善處理模糊狀態(tài)、靈活思考、實現(xiàn)智力成長的能力[1]。要實現(xiàn)這些能力的培養(yǎng)，我們化學(xué)教師能做些什么呢？學(xué)生在高中階段所學(xué)的化學(xué)知識可能被遺忘，但在學(xué)習過程中提升的化學(xué)核心素養(yǎng)將使他們受益終身，而化學(xué)課堂是促進學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要載體。

在課堂教學(xué)設(shè)計時，該如何設(shè)置探究實驗，合理布置有邏輯性、啟發(fā)性的問題線索，讓能力提升過程變成生成型的、自然的問題解決過程，并在該過程中培養(yǎng)宏微結(jié)合、證據(jù)推理能力，提升創(chuàng)新意識和科學(xué)精神？現(xiàn)以蘇教版化學(xué)2“乙醛”為例，探析如何在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

一、教材解讀與思考

1. 教學(xué)價值

（1）學(xué)科知識的建構(gòu)價值

《化學(xué)2》專題3是高中化學(xué)必修教材中概述有機化合物知識的專題，第二單元從食品中最熟知的幾種有機化合物入手設(shè)計了乙醇、乙酸、酯、糖類、蛋白質(zhì)和氨基酸五個主題，而乙醛則是從乙醇這一專題中延伸出來的，在課本中主要以資料卡的形式呈現(xiàn)，所占的篇幅雖不大，但它在有機知識體系中起到了不可或缺的紐帶作用。它的出現(xiàn)可以完善有機物知識體系，豐富學(xué)生對有機物的認知，建立常見有機物之間的相互聯(lián)系，實現(xiàn)化學(xué)學(xué)科知識的系統(tǒng)化。

（2）學(xué)科方法的發(fā)展價值

乙醛是由乙醇氧化來的，乙醛可進一步被氧化成乙酸，也可以被還原成乙醇，這不僅擴展和延伸了學(xué)生在無機化學(xué)中所學(xué)氧化還原反應(yīng)的定義和范圍，更重要的是，在乙醇、乙醛、乙酸相互轉(zhuǎn)化的性質(zhì)探究中，提高學(xué)生對官能團的認識，掌握官能團之間的轉(zhuǎn)變關(guān)系，形成了以官能團之間變化為主線的知識結(jié)構(gòu)，提升學(xué)生在以后有機合成學(xué)習中發(fā)散思維和邏輯推理的能力，這是乙醛教學(xué)的最大價值。

（3）學(xué)科認知的情感價值

由創(chuàng)新實驗構(gòu)建乙醇、乙醛、乙酸間的相互轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神；由對比實驗探究官能團的性質(zhì)差別，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力；由探究實驗拓展提升，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度。

“乙醛”的學(xué)習，不是簡單的知識傳遞，而是在原有認知基礎(chǔ)上生長出的新的知識。

2. 學(xué)情分析

知識基礎(chǔ)：學(xué)生已學(xué)乙醇，掌握了羥基的性質(zhì)。

能力基礎(chǔ)：學(xué)生已了解有機物學(xué)習的重要思想，結(jié)構(gòu)、性質(zhì)之間的關(guān)系，也初步具備了一定的實驗探究能力。

潛在困難：對結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的理解停留在表面，大部分同學(xué)對官能團之間相互轉(zhuǎn)化時斷鍵和成鍵方式不清楚；實驗方案設(shè)計能力和實驗操作技能比較薄弱。

3. 教學(xué)目標

（1）知識與技能

掌握乙醛的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，并能準確書寫相應(yīng)方程式；認識有機化學(xué)中的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)；掌握乙醇、乙醛、乙酸間的相互轉(zhuǎn)化。

（2）過程與方法

用實驗探究乙醛的性質(zhì)，從而深刻認識乙醛的結(jié)構(gòu)。應(yīng)用對比分析、類比遷移等方法，形成性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念；構(gòu)建有機物間的相互轉(zhuǎn)化，實質(zhì)是官能團間相互轉(zhuǎn)化的觀念。

（3）情感態(tài)度與價值觀

在自主、合作、探究的學(xué)習過程中，體會學(xué)習的樂趣，提高化學(xué)學(xué)習興趣；通過官能團間相互轉(zhuǎn)化的學(xué)習，樹立事物間相互聯(lián)系、相互依存、相互轉(zhuǎn)化是物質(zhì)世界普遍規(guī)律的辯證唯物主義觀念。

本課重點體現(xiàn)過程與方法目標，因為只有在一定的過程和方法中才能落實知識、鍛煉技能、提升情感、形成正確的價值觀。

4. 教學(xué)重點和難點

教學(xué)重點：羥基、醛基、羧基間的相互轉(zhuǎn)化。

教學(xué)難點：由結(jié)構(gòu)分析反應(yīng)的斷鍵規(guī)律。

5. 教法學(xué)法

教法：通過創(chuàng)設(shè)情境，問題引領(lǐng)，實驗探究等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生協(xié)作交流，幫助學(xué)生解決問題，從而促進學(xué)生完成知識的自我構(gòu)建。

學(xué)法：通過小組合作、實驗探究、對比分析等學(xué)習方法自主形成概念，構(gòu)建知識，發(fā)展觀念。

教法和學(xué)法的選擇，體現(xiàn)以學(xué)習者為中心的學(xué)習，學(xué)生才是學(xué)習的主體，是意義的主動建構(gòu)者，而教師則是幫助者、促進者。

二、教?W實踐與反思

1. 教學(xué)實踐

第一環(huán)節(jié)：創(chuàng)新實驗――激活思維

一個用于鼓入氣體的氣唧，連著裝有無水乙醇的平底燒瓶，導(dǎo)管長進短出，后接內(nèi)壁覆有黑色CuO覆蓋層的硬質(zhì)試管，產(chǎn)生的物質(zhì)通入新制Cu（OH）2懸濁液中（如圖1）?，F(xiàn)配新制Cu（OH）2懸濁液，往2mLNaOH溶液中滴4滴CuSO4溶液，水浴加熱無水乙醇促進其揮發(fā)，預(yù)熱CuO，用氣唧鼓入乙醇，觀察到黑色的CuO變紅，出現(xiàn)光亮的銅鏡（如圖2）；取下裝有新制Cu（OH）2懸濁液的試管直接加熱，出現(xiàn)磚紅色的沉淀（如圖3）。

[師]為什么黑色的CuO變紅了？

[生]被乙醇還原了。

[師]請大家寫出CuO和乙醇反應(yīng)的化學(xué)方程式。

[板]乙醛

[師]再請大家根據(jù)所觀察到的現(xiàn)象，描述乙醛的物理性質(zhì)。

[生]無色、氣體、易溶于水，易溶于乙醇，刺激性氣味（扇聞通入CH3CHO后的新制氫氧化銅溶液）。

[師糾正]乙醛加熱之后呈氣態(tài)，是因其沸點只有20.8℃，常溫下是呈液態(tài)的。

設(shè)計意圖：通過創(chuàng)設(shè)創(chuàng)新實驗情境，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，喚醒原有的認知經(jīng)驗，自然而然地引出新的課題，進而認識乙醛的結(jié)構(gòu)，建構(gòu)新舊知識之間的聯(lián)系。同時基于好奇心和本能，學(xué)生會主動觀察，會聞，發(fā)現(xiàn)乙醛的物理性質(zhì)，在完成概念同化的同時培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨析的能力。

第二環(huán)節(jié)：探究實驗――發(fā)散思維

[師]鼓入新制Cu（OH）2懸濁液中的物質(zhì)有哪些？是什么物質(zhì)導(dǎo)致的磚紅色沉淀呢？

[小組合作]學(xué)生自行設(shè)計實驗方案，自主探究是乙醇還是乙醛對磚紅色沉淀的出現(xiàn)起了作用？通過對照實驗，得出是乙醛跟新制Cu（OH）2反應(yīng)形成的磚紅色沉淀。

設(shè)計意圖：由于之前猜想的分歧，所以學(xué)生是帶著強烈的學(xué)習動機進入到探究活動中去的，這更有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，引發(fā)思考，在培養(yǎng)學(xué)生實驗探究意識的同時提高其實驗探究能力。

[PPT信息提示]磚紅色物質(zhì)是Cu2O。

[師] 請從氧化還原反應(yīng)的角度分析該反應(yīng)的還原劑。

[生]Cu（OH）2變成Cu2O，化合價降低，被還原，是氧化劑，則乙醛是還原劑。

[師]這意味著乙醛具有還原性，被新制Cu（OH）2氧化了。而在硬質(zhì)試管中，乙醇被CuO氧化，說明乙醇也有還原性。兩種都具有還原性的物質(zhì)，在與新制氫氧化銅共熱時，為什么出現(xiàn)不同的現(xiàn)象呢？

對比乙醇和乙醛的結(jié)構(gòu)，是CH3CHO中哪個基團與新制Cu（OH）2起了作用？

[生]醛基。

[師]具有還原性的醇-OH能被O2、酸性KMnO4氧化，但不能被新制Cu（OH）2氧化，說明什么？

[生]新制Cu（OH）2的氧化性較弱。

[師]而-CHO能被弱氧化劑氧化，說明什么？

[生]-CHO的還原性很強。

[師]為什么-CHO具有強還原性呢？因醛基中的H是接在羰基上的，受羰基的影響，-CHO中的C-H鍵易斷裂，斷裂后加O被氧化成羧基，得乙酸。我們把這種有機物被氧化的反應(yīng)稱為氧化反應(yīng)。

[師]另外，1mol-CHO需2molCu（OH）2氧化，請大家寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。

設(shè)計意圖：通過強烈的認知沖突，促使學(xué)生分析、思考。性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)，通過思維探究，比較乙醇、乙醛結(jié)構(gòu)，感悟醛基的性質(zhì)，進而分析微觀的反應(yīng)本質(zhì)，突破難點。再用化學(xué)符號――反應(yīng)方程式表示成鍵和斷鍵的過程，通過對比學(xué)生書寫出的不同方程式，進一步落實新制Cu（OH）2懸濁液的配制方法。

這個過程不僅建構(gòu)了乙醇到乙醛再到乙酸的轉(zhuǎn)化過程，培養(yǎng)了學(xué)生的轉(zhuǎn)化思想，也讓學(xué)生學(xué)會運用對比的方法研究反應(yīng)的微觀本質(zhì)，培養(yǎng)其微觀探析的能力。通過實驗探究培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力、觀察能力、分析能力，從而獲得成就感，學(xué)生的能動性被激發(fā)。

[任務(wù)驅(qū)動] 具有強還原性的―CHO能否被另一?N弱氧化劑銀氨溶液氧化呢？

[學(xué)生實驗]PPT信息提示銀氨溶液的配制及實驗過程中的注意事項，實驗后展示結(jié)果。

[結(jié)果展示]有些組展示的是灰白色的濁液，有些組呈現(xiàn)的是光亮的銀鏡。

[討論]學(xué)生分析實驗成敗的原因，感悟科學(xué)探究的嚴謹性。

[師] 通過銀氨溶液配制過程中的現(xiàn)象及乙醛與銀氨溶液反應(yīng)的現(xiàn)象分析發(fā)生的反應(yīng)，并書寫化學(xué)方程式。

設(shè)計意圖：喚醒學(xué)生強烈的探究欲望，通過提供必要的信息材料和注意事項引導(dǎo)學(xué)生配制銀氨溶液，進行銀鏡反應(yīng)，學(xué)生通過交流、討論實驗成敗的經(jīng)驗，感悟到藥品的滴加順序、藥品的用量對實驗成敗的影響，學(xué)會提取、運用有效信息，形成嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，體味化學(xué)的魅力。通過化學(xué)方程式的書寫再次落實乙醛發(fā)生氧化反應(yīng)的微觀本質(zhì)，完成醛基發(fā)生氧化反應(yīng)本質(zhì)的同化，并引發(fā)認知結(jié)構(gòu)的重組，完成有機反應(yīng)中氧化反應(yīng)概念的順應(yīng)。

[類比遷移]―CHO中存在著C=O，哪類物質(zhì)中存在雙鍵？容易發(fā)生什么反應(yīng)？

[生]烯烴中存在碳碳雙鍵，容易發(fā)生加成反應(yīng)。

[師]請大家寫出乙醛和H2加成的方程式。

設(shè)計意圖：用結(jié)構(gòu)指導(dǎo)性質(zhì)的學(xué)習亦是有機研究的重要方法。教師提示新舊知識的聯(lián)系，喚醒學(xué)生原有的認知經(jīng)驗，通過類比遷移，培養(yǎng)學(xué)生微觀探析、證據(jù)推理能力。而醛基跟H2的加成又稱為還原反應(yīng)，完成有機反應(yīng)中還原反應(yīng)概念的順應(yīng)。至此，羥基、醛基、羧基間的相互轉(zhuǎn)化得以建構(gòu)，學(xué)生在形成轉(zhuǎn)化思想的同時初步建立有機合成的觀念。

第三環(huán)節(jié)：拓展實驗――提升思維

[過渡] 醛基的加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)相互獨立卻又相互依存，在遇到特定的物質(zhì)時會不會產(chǎn)生矛盾呢？

[思考與探究]乙醛能使溴水褪色嗎？

乙醛跟溴水發(fā)生了什么類型的反應(yīng)？請設(shè)計實驗方案探究。

（課堂上設(shè)計實驗方案課后進行實驗探究）

[生]有說加成反應(yīng)有說氧化反應(yīng)。學(xué)生通過對比加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)的產(chǎn)物設(shè)計出檢驗反應(yīng)后的H+或Br-的實驗方案，在討論、完善實驗方案的過程中再次體味科學(xué)精神。

設(shè)計意圖：通過情境創(chuàng)設(shè)引導(dǎo)學(xué)生主動運用所學(xué)知識解決問題，提升證據(jù)推理、實驗探究能力，完成觀念和方法的順應(yīng)。

2. 教學(xué)反思

（1）從教學(xué)設(shè)計角度

以創(chuàng)設(shè)的創(chuàng)新實驗為情境核心，所有的問題都圍繞這個實驗解決，從而實現(xiàn)知識的系統(tǒng)化。先通過實驗現(xiàn)象引入課題并引發(fā)認知沖突，通過實驗探究和思維探究得出性質(zhì)，進而認識反應(yīng)的微觀本質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，由表及里，層層遞進，突破難點。

第3篇：有機合成的定義范文

關(guān)鍵詞：化學(xué)制藥工藝學(xué)；教學(xué)內(nèi)容改革；創(chuàng)新經(jīng)驗

中圖分類號：G645 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）45-0104-03

化學(xué)制藥工藝學(xué)是在化學(xué)藥物研究與開發(fā)、生產(chǎn)過程中，設(shè)計和研究經(jīng)濟、安全、高效的化學(xué)合成工藝路線的一門科學(xué)；也是研究工藝原理和工業(yè)生產(chǎn)過程，制訂生產(chǎn)工藝規(guī)程，實現(xiàn)化學(xué)制藥生產(chǎn)過程最優(yōu)化的一門科學(xué)。化學(xué)制藥工藝學(xué)既要為新研發(fā)的藥物品種積極研究和開發(fā)易于組織生產(chǎn)、成本低廉、操作安全和環(huán)境友好的生產(chǎn)工藝；又要為已投產(chǎn)的藥物不斷改進工藝，特別是對于產(chǎn)量大、應(yīng)用面廣的品種，研究和開發(fā)更先進的新技術(shù)路線和生產(chǎn)工藝。

“化學(xué)制藥工藝學(xué)”課程為沈陽藥科大學(xué)在全國范圍內(nèi)首創(chuàng)的藥學(xué)類課程，為制藥工程專業(yè)（編號081302）的專業(yè)核心課程。在過去的30多年時間里，“化學(xué)制藥工藝學(xué)”課程歷經(jīng)創(chuàng)建―發(fā)展―完善的艱辛歷程，逐步成長為國內(nèi)藥學(xué)教育、科學(xué)研究領(lǐng)域具有重要影響的一門特色課程。該課程于2008年入選遼寧省省級精品課程，2010年建設(shè)成為國家級精品課程，大大加快了課程建設(shè)速度?！盎瘜W(xué)制藥工藝學(xué)”的教學(xué)質(zhì)量在全國同領(lǐng)域始終處于領(lǐng)先地位，作為全國唯一一門“化學(xué)制藥工藝學(xué)”精品課程，已成為全國200多個高等院校制藥工程專業(yè)的示范課程。2012年成功轉(zhuǎn)型為遼寧省精品資源共享課，2013年成為國家級精品資源共享課。近三年，我們對理論課的教學(xué)內(nèi)容進行了大膽的改革，在大力發(fā)展創(chuàng)新藥物、提高技術(shù)創(chuàng)新能力的新形勢下，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，取得了良好的教學(xué)效果。

一、課程主要內(nèi)容

化學(xué)制藥工藝學(xué)課程內(nèi)容由總論和各論兩部分構(gòu)成。總論是課程的基本內(nèi)容，由緒論、藥物合成工藝路線的設(shè)計和選擇、合成藥物的工藝研究、手性藥物的制備技術(shù)、中試放大與生產(chǎn)工藝規(guī)程和化學(xué)制藥企業(yè)污染物的防治與清潔化生產(chǎn)等章節(jié)組成，深入淺出地闡述化學(xué)制藥工藝的特點和基本規(guī)律。

本著兼顧藥物類別、具體品種的合成工藝特點以及作用地位的原則，選取奧美拉唑、塞來克西、α-生育酚、蘆氟沙星、萘普生、卡托普利、氫化可的松和氯霉素等8個典型藥物作為實例，進行具體剖析，前后呼應(yīng)，完成從一般到個別的過渡，重點在于應(yīng)用基本理論知識，深入探討藥物合成工藝。

“化學(xué)制藥工藝學(xué)”是制藥工程專業(yè)教學(xué)體系中的核心課程，也是專業(yè)必修課，具體教學(xué)目標如下：了解制藥工業(yè)的現(xiàn)狀和化學(xué)制藥工業(yè)的特點；掌握藥物合成工藝路線的設(shè)計、評價及選擇方法；熟練掌握化學(xué)合成藥物工藝研究技術(shù)；了解手性藥物的發(fā)展動向，掌握其制備技術(shù)；掌握中試放大的研究內(nèi)容和研究方法，了解生產(chǎn)工藝規(guī)程的內(nèi)容和作用；了解化學(xué)制藥與環(huán)境保護的關(guān)系，掌握“三廢”處理方法。對典型藥物的合成工藝路線的比較與選擇，工藝原理和影響因素，原料、中間體、產(chǎn)品的質(zhì)量控制以及“三廢”綜合治理等有系統(tǒng)的認識。

二、總論中引入的新概念和新進展

總論系統(tǒng)闡述化學(xué)制藥工藝的研究內(nèi)容和研究方法，力求一定的廣度和深度。在緒論和藥物合成工藝路線的設(shè)計和選擇中引入清潔化生產(chǎn)、綠色度和原子經(jīng)濟性等新概念，在合成藥物的工藝研究中增加實驗設(shè)計和工藝過程控制等新進展，在手性藥物的制備技術(shù)中介紹動力學(xué)拆分、手性合成子與手性輔劑的新進展和新范例，使學(xué)生能及時更新知識，拓寬知識面，了解并跟上制藥工藝的前沿發(fā)展。

1.清潔化生產(chǎn)。清潔技術(shù)（clean technology）是從產(chǎn)品的源頭削減或消除對環(huán)境有害的污染物。清潔技術(shù)的目標是分離和再利用本來要排放的污染物，實現(xiàn)“零排放”的循環(huán)利用策略。清潔技術(shù)是一種預(yù)防性的環(huán)境戰(zhàn)略，也稱為“綠色工藝”（green process）或“環(huán)境友好的工藝”（echo-friendly或environmentally benign process），屬于綠色化學(xué)（green chemistry）的范疇。清潔技術(shù)可以在產(chǎn)品的設(shè)計階段引進，也可以在現(xiàn)有工藝中引進，使產(chǎn)品生產(chǎn)工藝發(fā)生根本改變。

化學(xué)制藥工業(yè)中的清潔技術(shù)就是用化學(xué)原理和工程技術(shù)來減少或消除造成環(huán)境污染的有害原輔材料、催化劑、溶劑、副產(chǎn)物；設(shè)計并采用更有效、更安全、對環(huán)境無害的生產(chǎn)工藝和技術(shù)。當前的主要研究內(nèi)容有：原料的綠色化、化學(xué)反應(yīng)綠色化、催化劑或溶劑的綠色化以及研究新合成方法和新工藝路線。

2.綠色度。環(huán)境保護是我國的基本國策，是實現(xiàn)經(jīng)濟、社會可持續(xù)發(fā)展的根本保證。傳統(tǒng)的化學(xué)制藥工業(yè)產(chǎn)生大量的廢棄物，雖經(jīng)無害化處理，但仍對環(huán)境產(chǎn)生不良影響。解決化學(xué)制藥工業(yè)污染問題的關(guān)鍵，是采用綠色工藝，使其對環(huán)境的影響趨于最小化，從源頭上減少甚至避免污染物的產(chǎn)生。評價合成工藝路線的綠色度（greenness），也就是對環(huán)境的影響程度或者環(huán)境友好程度，需要從整個路線的原子經(jīng)濟性、各步反應(yīng)的效率和所用試劑的安全性等方面來考慮。

3.原子經(jīng)濟性。原子經(jīng)濟性（atom economy）是綠色化學(xué)的核心概念之一，它是由著名化學(xué)家B.M. Trost于1991年提出的。原子經(jīng)濟性被定義為出現(xiàn)在最終產(chǎn)物中的原子質(zhì)量和參與反應(yīng)的所有起始物的原子質(zhì)量的比值。原子經(jīng)濟性好的反應(yīng)應(yīng)該使盡量多的原料分子中的原子出現(xiàn)在產(chǎn)物分子中，其比值應(yīng)趨近于100%。傳統(tǒng)的有機合成化學(xué)主要關(guān)注反應(yīng)產(chǎn)物的收率，而忽視了副產(chǎn)物或廢棄物的生成。例如，制備伯胺的Gabriel反應(yīng)和構(gòu)建C=C雙鍵的Wittig反應(yīng)均為常用化學(xué)反應(yīng)，其產(chǎn)物的收率并不低；但從綠色化學(xué)角度來看，它們伴隨較多的副產(chǎn)物的生成，原子經(jīng)濟性很差。按照原子經(jīng)濟性的尺度來衡量，加成反應(yīng)最為可取，取代反應(yīng)尚可接受，而消除反應(yīng)需盡量避免；催化反應(yīng)是最佳選擇，催化劑的用量低于化學(xué)計量，且反應(yīng)過程中不消耗；保護基的使用，在保護―脫保護的過程中，注定要產(chǎn)生大量廢棄物。各步反應(yīng)的效率包括產(chǎn)物的收率和反應(yīng)的選擇性兩個方面，其中，選擇性包括化學(xué)選擇性、區(qū)域選擇性和立體選擇性（含對映選擇性）。此處的反應(yīng)效率主要用以標度主原料轉(zhuǎn)化為目標產(chǎn)物的情況，只有提高反應(yīng)的收率和選擇性，才有可能減少廢棄物的產(chǎn)生。所用試劑的安全性主要是強調(diào)合成路線中所涉及的各種試劑、溶劑都應(yīng)該是毒性小、易回收的綠色化學(xué)物質(zhì)，最大限度地避免使用易燃、易爆、劇毒、強腐蝕性、強生物活性（細胞毒性、致癌、致突變等）的化學(xué)品。

4.實驗設(shè)計。大多數(shù)反應(yīng)的工藝過程非常復(fù)雜，配料比、加料順序與投料方法、溶劑和助溶劑、反應(yīng)濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、催化劑及其配體、攪拌速度與攪拌方式、反應(yīng)壓力和反應(yīng)試劑等影響因素眾多，傳統(tǒng)的工藝優(yōu)化方法每次實驗只改變1個影響因素，可能導(dǎo)致工藝優(yōu)化的結(jié)果具有局限性。對某個反應(yīng)而言，若主要影響因素有3個，每個影響因素設(shè)5個水平，即3個因素、5個水平的反應(yīng)，若開展全面實驗，也就是每一個因素的每一個水平彼此都進行組合，這樣共需做53=125次實驗。全面實驗的優(yōu)點是全面、結(jié)論精確，其缺點是實驗次數(shù)太多。

實驗設(shè)計（design of experiments，DOE）是以概率論和數(shù)理統(tǒng)計為理論基礎(chǔ)，經(jīng)濟、科學(xué)地安排實驗的一項技術(shù)。DOE對包含多影響因素和水平的反應(yīng)的工藝優(yōu)化是非常實用的，通常用于優(yōu)化應(yīng)用簡單方法未獲得理想結(jié)果的反應(yīng)，也用于只要收率和生產(chǎn)效率稍微變動，就會對生產(chǎn)成本產(chǎn)生重大影響的中試放大工藝的優(yōu)化。實驗設(shè)計方法包括正交設(shè)計法（orthogonal design）、均勻設(shè)計（uniform design）和析因設(shè)計（factorial design）等。計算機程序有助于處理數(shù)據(jù)，優(yōu)化參數(shù)，廣泛應(yīng)用于DOE中。

5.工藝過程控制。工藝過程控制（in-process controls，IPCs）是指在工藝研究和生產(chǎn)過程中采用分析技術(shù)，對反應(yīng)進行適時監(jiān)控，確保工藝過程達到預(yù)期目標。若分析數(shù)據(jù)提示工藝不能按計劃完成，那么需要采用必要的措施促使反應(yīng)工藝達到預(yù)期目標。

IPCs用來核查工藝的所有階段是否能夠按照預(yù)期完成，對底物、反應(yīng)試劑和產(chǎn)物的質(zhì)量進行控制，對反應(yīng)條件、反應(yīng)過程、后處理及產(chǎn)物純化過程進行監(jiān)控，是保證反應(yīng)完成預(yù)期工藝過程的關(guān)鍵。

在工藝優(yōu)化的早期階段，薄層色譜（TLC）是非常有用的IPCs方法，TLC的優(yōu)點在于可以跟蹤從基線到溶劑前沿間任何雜質(zhì)，理論上能夠檢測到所有反應(yīng)雜質(zhì)。TLC還可以對已知濃度產(chǎn)物中雜質(zhì)的含量進行半定量分析，初步判斷雜質(zhì)的含量低于某一濃度或高于某一濃度。采用高效液相色譜（HPLC）或氣相色譜（GC）進行定量分析比TLC更容易些，但很難保證所有組分都能從HPLC或GC柱洗脫出來，使用HPLC要考慮檢測器是否適用于所有組分，使用GC往往還需注意樣品組分的熱穩(wěn)定性，是否發(fā)生熱分解反應(yīng)。

6.動力學(xué)拆分。手性藥物的化學(xué)控制技術(shù)可分為普通化學(xué)合成、不對稱合成（asymmetric synthesis）和手性源合成（chirality pool synthesis）三類。以前手性化合物為原料，經(jīng)普通化學(xué)合成可得到外消旋體，再將外消旋體拆分制備手性藥物，這是工業(yè)采用的主要方法。

動力學(xué)拆分（kinetic resolution）利用兩個對映異構(gòu)體在手性試劑或手性催化劑作用下反應(yīng)速度不同的性質(zhì)而達到分離的目的。動力學(xué)拆分法作為外消旋體拆分方法，與直接結(jié)晶拆分法（direct crystallization resolution）、非對映異構(gòu)體鹽結(jié)晶拆分法（diastereomer crystallization resolution）和色譜分離法一起推動了普通化學(xué)合成在手性藥物合成中的應(yīng)用。動力學(xué)拆分的根本點在于兩個對映體與手性實體以不同的反應(yīng)速度反應(yīng)，如果手性實體為催化劑，則更為實用，成為催化的動力學(xué)拆分。根據(jù)手性催化劑的來源不同，催化的動力學(xué)拆分又分為生物催化和化學(xué)催化兩類，生物催化的動力學(xué)拆分以酶或微生物為催化劑，而化學(xué)催化的動力學(xué)拆分以手性酸、堿或配體過渡金屬配合物為催化劑。

7.手性合成子與手性輔劑。手性源合成指的是以價格低廉、易得的天然產(chǎn)物及其衍生物，例如糖類、氨基酸、乳酸等手性化合物為原料，通過化學(xué)修飾的方法轉(zhuǎn)化為手性產(chǎn)物。產(chǎn)物構(gòu)型既可能保持，也可能發(fā)生翻轉(zhuǎn)，或手性轉(zhuǎn)移。手性源合成中，手性起始原料可能是手性合成子（chiral synthon）也可能是手性輔劑（chiral auxiliary）。如果手性起始原料的大部分結(jié)構(gòu)在產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)，那么這個手性起始原料是手性合成子；手性輔劑在新的手性中心形成中發(fā)揮不對稱誘導(dǎo)作用，最終產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中沒有手性輔劑的結(jié)構(gòu)。例如在（S）-萘普生的合成過程中，L-酒石酸用作手性輔劑，可以回收和循環(huán)使用。從經(jīng)濟的角度來看，手性輔劑的回收和循環(huán)使用是手性源合成的關(guān)鍵問題，與經(jīng)典拆分過程中拆分劑的回收利用相似，此外手性輔劑的分子量越小越經(jīng)濟。

三、各論中的新概念和新進展

根據(jù)生產(chǎn)工藝繁簡，又兼顧化學(xué)制藥工藝學(xué)課程的完整性，選擇的典型藥物各有側(cè)重并各具特色。奧美拉唑和塞來克西分別是質(zhì)子泵抑制劑和II型環(huán)氧化酶抑制劑，為合成路線的設(shè)計和選擇提供了實例。α-生育酚的生產(chǎn)工藝原理中重點介紹超臨界萃取及其精制工藝中液固制備色譜體系。蘆氟沙星的生產(chǎn)工藝原理中介紹了設(shè)備流程圖和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。萘普生的生產(chǎn)工藝原理中選擇葡辛胺為拆分劑的合成工藝，說明結(jié)晶法拆分非對映異構(gòu)體在手性藥物合成中的作用?？ㄍ衅绽纳a(chǎn)工藝原理著眼于合成路線選擇和手性分子的合成工藝研究。氫化可的松的工藝路線是一條半合成工藝路線，是化學(xué)合成和生物合成相結(jié)合的一個范例。氯霉素的生產(chǎn)工藝原理，積累了我國化學(xué)制藥工業(yè)60年的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗。不斷更新的生產(chǎn)工藝、中間體控制、誘導(dǎo)拆分、副產(chǎn)物綜合利用與清潔生產(chǎn)凝集著我國制藥工業(yè)界的智慧與創(chuàng)新思想。

緊密結(jié)合國內(nèi)外制藥工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，增加2007年10月1日施行的《藥品注冊管理辦法》（局令第28號）和2011年1月17日衛(wèi)生部《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》（2010年修訂）等法律法規(guī)，有關(guān)新藥注冊方面的要點，如晶型研究、雜質(zhì)研究、溶劑殘留，GMP廠房設(shè)計要點等，使教材內(nèi)容更加貼近崗位實際。