案例創新教學法在藥物合成中的運用

曾慶樂 雷寧 劉俊達 陳秋紅 郭亞杰

［摘要］本文詳細闡述了案例創新教學法的四步教學過程和關鍵點，并進一步結合藥物合成的典型案例舒林酸合成的教學進行闡述。

［關鍵詞］教學方法案例創新教學法案例法藥物合成創造力教育

［中圖分類號］G642［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2014）12-0122-022020年把中國建成創新型國家是我國政府中長期計劃。全面實行“創造力教育”是建設創新型國家的前提。全面實行“創造力教育”，是廣大教師肩負的重大責任。廣大教師在具體教學過程中培養學生的創造性，是實現這一偉大目標最重要的途徑之一。在具體教學過程中使用有利于創造性的教學方法是培養學生創造性的有效手段。

案例教學法是一種由美國哈佛大學法學院教授Christopher Columbus Langdell 提出來的、在政府部門、企業和大學所經常使用、適用于法學、管理學等學科的教學方法。案例教學法在2000年左右開始受到我國教師的重視。

我們在2008年提出“用精講綜合性案例，提高學生有機合成設計能力”。該教學論文論述的教學方法屬于案例教學法，但又不限于此，而更加重視培養學生的創造性思維，重視學生提出創新性的想法。自從那以后，又有不少化學相關學科的案例教學的教學論文發表。

與近幾年一些教學論文提出的案例教學法相比，我們更重視培養學生的創造性思維。因此，我們提出的教學方法更合適的名稱應該叫“案例創新教學法”。“案例創新教學法”適用于有機化學、藥物化學等多種課程的教學，特別適用于藥物合成課程的教學。

在此，結合藥物合成的具體教學實例，我們分四個環節對該教學方法進行系統闡述。

首先，教師提出一個難度合適的合成目標作為作業，讓學生去思考、去設計合成路線。對于比較難的合成目標，可以給學生一些提示，或者只要求合成其中間體。

例如舒林酸（Sulindac），其化學結構式圖1所示，是美國Merck公司開發的一種消炎鎮痛藥，適用于治療慢性風濕性關節炎，腰痛癥、肩周炎等疾病。

■

圖1. 舒林酸（Sulindac）的化學結構式

直接畫個舒林酸的結構式讓本科生從基本化學試劑來合成，難度太大。給學生設定從對氟苯甲醛為起始原料，再給出中間體5-氟-2-甲基-3-茚乙酸，然后再到目標產物，如下圖所示。同時提醒學生，中間體茚環結構中的亞甲基有點類似環戊二烯，容易形成碳負離子，可以發生羥醛縮合。這樣，這個合成難度就大大降低了。

■

圖2. 以對氟苯甲醛為起始原料合成舒林酸的合成題設計

其次，從學生的作業中選出有代表性的2~3條合成路線，在課堂上讓學生在黑板上寫出來，讓同學們一起討論，在教師引導下進行修正，得到比較合理的合成路線。

但是，這些學生設計的路線，盡管經過教師的修正，畢竟最多是理論上可行的合成路線。因此，教師提出文獻的、前人經過實驗驗證的合成路線是必須的，因為“實踐是檢驗真知的唯一標準”。

下圖是以對氟苯甲醛為原料的舒林酸比較經典的合成路線。首先，對氟苯甲醛與丙酸酐經Perkin反應縮合得對氟-α-甲基肉桂酸；接著，用Pd/C催化加氫得到對氟-α-甲基氫化肉桂酸；其次，在多聚磷酸催化下，發生Friedel–Crafts?；磻森h得到6-氟-2-甲基茚酮；再次，6-氟-2-甲基茚酮與氰乙酸發生Knoevenagel縮合反應，同時發生水解脫羧得到5-氟-2-甲基-3-茚乙酸；最后，在甲醇鈉催化下，與對甲硫基苯甲醛縮合制得5-氟-2-甲基-1-（4-甲硫基苯亞甲基）-3-茚乙酸，進一步用高碘酸鈉氧化得到目標產物舒林酸。

很多的教師以文獻的合成路線作為終止符、作為完美的結束。這就是“案例教學法”的典型教學模式。

但是，這樣做，容易把學生培養成為“唯書本至上”的記憶奴隸。因此，為了培養創造性人才，進一步的教學工作還要進行。這就是緊接著我們要講到的“案例創新教學法”的關鍵環節。

再次，在教師提出文獻的合成路線后，不是為了讓學生抄錄記憶，更重要的是讓學生在文獻的合成路線的基礎上去設計可能更有效、更簡捷的合成路線。這基于文獻基礎上的合成路線設計，不必要求整條合成路線重新設計，可以是改進其中的一步或者幾步合成路線。當然，這時也可以打破原來的設定的起始原料、中間體，讓學生放開手腳，由他們自行選擇常規的化學試劑作為起始原料來合成目標化合物。

避免誤導學生是對教師的基本要求，所以，創新性教學，是對教師科學修養的考驗。為了對學生的設計合成路線做出盡量正確的指導，教師有必要加強學習、自覺不斷提高自身科學修養；另外，應該事先通過SciFinder、reaxys等專業數據庫查閱相關文獻，事先盡量多地了解合成目標有關的合成路線。

采用新的合成方法去改進文獻的合成方法是完全可能的，因為有機化學合成方法的研究發展很快。例如，2010年獲得諾貝爾化學家Richard Heck在上世紀七十年代初發現了Heck偶聯反應，因此，Heck反應的發現距今只有短短的40年時間。近幾十年來有機化學的方法學發展是非常迅速的，有些新方法頻繁被采用，今后將陸續成為新的人名反應。為了讓學生與時俱進，教師平時就應該給學生講授一些新的合成方法。

最后，在文獻合成路線的基礎上做進一步的設計，這樣做，不僅僅為了進一步培養學生的創造力，更重要的是，培養學生的自信心，避免學生對權威的畏懼感而唯書本至上的不利于創造力培養的心理。

最后，學生在文獻基礎上設計出新的改進合成路線，選出代表性的2~3個同學到黑板上寫出來，請幾個同學提出他們的看法，然后由全體學生進行討論，教師進行點評和總結，對缺陷比較大的學生進行鞭策，對做得好的學生進行表揚。

舒林酸還有多種合成路線，這里羅列另外三條比較經典的合成路線的文獻供大家參考，例如，以2-氟-4-硝基苯胺為原料，以氟苯為原料，對甲基亞磺酰基芐溴為原料。

［參考文獻］

［1］中華人民共和國國務院.國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006━2020年）［EB/OL］.http://www.gov.cn/jrzg/2006-02/09/content_183787.htm.

［2］邵光華.教師教育中的案例教學法研究及其啟示［J］.高等師范教育研究，2001，（5）.

［3］秦川,榮國斌.有機化學教學中加強案例教學［J］.化工高等教育,2006,（2）.

［4］曾慶樂.用精講綜合性案例提高學生有機合成設計能力［J］.大學化學，2008,（4）.

［5］湯洪敏.案例式教學法在有機化學教學中的應用探索［J］.教育文化論壇，2010,（5）.

［6］牟杰,申建宇,孔德杰.案例教學法在藥學專業有機化學教學中的應用［J］.中國校外教育,2012,（9）.

［責任編輯：左蕓］