本科《天然化合物波谱解析》课程教学方法探析

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1、本科《天然化合物波谱解析》课程教学方法探析　　[摘要]《天然化合物波谱解析》是一门研究如何根据天然化合物的波谱研究其化学结构的课程，是中药学和药学专业本科生的一门难度较大的专业课程。本文从本课程与本科《仪器分析》《中药化学》《天然药物化学》等相关课程之间的衔接关系，授课内容、授课重点的选择，课堂教学的授课方式，以及与研究生《天然化合物波谱解析》课程的区别与联系等五个方面讨论本课程的教学方法和教学中应该注意的问题。[关键词]天然化合物波谱解析；天然化合物；教学方法[中图分类号]Q94[文献标识码]B[文章编号]1674-4721（2014

2、）02（b）-0123-03《天然化合物波谱解析》是研究天然化合物结构的一门课程，适合于中药学、中药制药、制药工程、药物制剂等专业的本科生，是中药学、药学类专业的选修课程之一。通过本课程的学习，使学生掌握如何根据天然化合物的波谱，尤其是四大光谱即磁共振波谱（NMR）、质谱（MS）、红外光谱（IR）、紫外光谱（UV）鉴定其化学结构，并掌握各种结构类型天然化合物的主要波谱特征。8天然药物化学成分研究的重要途径就是利用各种先进的色谱分离技术将中药中所含的化学成分分离出来并鉴定结构，由于各种先进色谱技术的发展，化学成分的提取分离已经变得越来越容

3、易，而化学成分的结构研究主要依靠波谱方法，而波谱解析相对来说比较困难，因此天然化合物的结构解析是天然药物化学成分研究的核心问题与关键步骤。笔者在多年的《中药化学》《天然药物化学》本科及硕士研究生《天然化合物波谱解析》的教学工作，积累了一些经验，于2008年编写出版了《中药化学成分波谱解析》[1]。2012年担任主编组织编写出版了全国高等院校中医药类专业卫生部“十二五”规划教材、全国高等医药教材建设研究会规划教材《波谱解析》[2]。在多年的教学科研工作和编写论著的过程中，对于本科生的波谱解析课程教学方法，积累了一些经验，现总结如下。1与《

4、仪器分析》课程的联系与区别8《仪器分析》[3-5]是一门介绍各种现代仪器分析方法的物理和化学原理，仪器的结构原理、测试原理和定性定量分析方法的课程，是药学专业的必修专业课程。《天然化合物波谱解析》是在学习过《仪器分析》中的波谱理论后，对波谱理论的实践应用，会加深对波谱理论的理解。然而，波谱技术的基本原理涉及量子力学、电学、磁学和光学等广泛领域，一般的化学工作者并不精通这些领域，会觉得比较难于理解。《仪器分析》在介绍波谱解析方法时均以小分子有机化合物为研究实例，而中药化学成分的结构比较复杂，结构研究比小分子有机化合物要复杂得多，学生普遍感

5、到比较困难。因此，《波谱解析》在介绍波谱学基础知识时，应避开量子化学等波谱基本原理，以具体天然化合物为例，侧重于介绍波谱的解析方法和应用，以及结构解析的规律和过程，四大光谱中应重点讲授结构解析最有力的方法——磁共振谱。例如，在磁共振理论中要重点讲授化学位移值、耦合常数、峰型等与分子结构的关系，在质谱理论中讲授各种质谱裂解技术的特点、使用范围和选择依据，以及常见天然化合物的质谱裂解特征。掌握这些内容即可解析中药化学成分的结构，这是本课程与《仪器分析》的不同之处。2与《中药化学》及《天然药物化学》课程的联系与区别《中药化学》[6-7]和《天

6、然药物化学》[8-9]是一门运用有机化学、分析化学等现代科学理论和技术等研究中药或天然药物中化学成分的课程，研究内容包括化学成分的物理化学性质、提取分离、结构鉴定、生物合成途径等。这两门课程中虽然举例介绍常见天然化合物的波谱特征，但是没有讲授如何从图谱入手解析结构。8结构鉴定是中药化学研究领域中难度较大的一个环节。《天然化合物波谱解析》课程是本科生在学习《中药化学》或《天然药物化学》课程后，在掌握了天然化合物的结构类型、结构特征和理化性质的基础上，在结构研究方面的进一步深化、提高。因此，本课程在教学内容上应与《中药化学》或《天然药物化学

7、》中介绍的化学成分的类型基本一致，主要包括糖苷类、小分子酚酸类、香豆素、木脂素类、黄酮类、醌类、萜类、甾体类、含氮有机化合物类、脂肪酸类、鞣质类等。对于二苯乙烯类、苯乙醇苷和色原酮类化合物，虽然《中药化学》或《天然药物化学》中没有涉及，但是这些类型的化学成分在天然药物中分布相对比较广泛，而且结构骨架比较有规律，所以也可以适当介绍。而多糖和蛋白质类成分，虽然分布很广泛，但是结构研究非常复杂，需要借助于化学方法和NMR、2D-NMR、3D-NMR、MS-MS等先进的波谱技术。笔者在本科生、研究生教学中，发现学生虽然学习过波谱理论和常见中药化

8、学成分的波谱特征，但对于解析中药化学成分图谱的学习仍感到比较困难，这是因为四大光谱的解析要比波谱数据分析困难的多，从图8谱得到波谱数据需要波谱理论和分析图谱的实践经验。因此，本课程应介绍各类中药化学成分如何