王彥志　馮衛(wèi)生　陳輝　楊云

[摘要] 《天然化合物波譜解析》是一門研究如何根據(jù)天然化合物的波譜研究其化學結構的課程，是中藥學和藥學專業(yè)本科生的一門難度較大的專業(yè)課程。本文從本課程與本科《儀器分析》《中藥化學》《天然藥物化學》等相關課程之間的銜接關系，授課內(nèi)容、授課重點的選擇，課堂教學的授課方式，以及與研究生《天然化合物波譜解析》課程的區(qū)別與聯(lián)系等五個方面討論本課程的教學方法和教學中應該注意的問題。

[關鍵詞] 天然化合物波譜解析；天然化合物；教學方法

[中圖分類號] Q94 [文獻標識碼] B [文章編號] 1674-4721（2014）02（b）-0123-03

《天然化合物波譜解析》是研究天然化合物結構的一門課程，適合于中藥學、中藥制藥、制藥工程、藥物制劑等專業(yè)的本科生，是中藥學、藥學類專業(yè)的選修課程之一。通過本課程的學習，使學生掌握如何根據(jù)天然化合物的波譜，尤其是四大光譜即磁共振波譜（NMR）、質(zhì)譜（MS）、紅外光譜（IR）、紫外光譜（UV）鑒定其化學結構，并掌握各種結構類型天然化合物的主要波譜特征。

天然藥物化學成分研究的重要途徑就是利用各種先進的色譜分離技術將中藥中所含的化學成分分離出來并鑒定結構，由于各種先進色譜技術的發(fā)展，化學成分的提取分離已經(jīng)變得越來越容易，而化學成分的結構研究主要依靠波譜方法，而波譜解析相對來說比較困難，因此天然化合物的結構解析是天然藥物化學成分研究的核心問題與關鍵步驟。筆者在多年的《中藥化學》《天然藥物化學》本科及碩士研究生《天然化合物波譜解析》的教學工作，積累了一些經(jīng)驗，于2008年編寫出版了《中藥化學成分波譜解析》[1]。2012年擔任主編組織編寫出版了全國高等院校中醫(yī)藥類專業(yè)衛(wèi)生部“十二五”規(guī)劃教材、全國高等醫(yī)藥教材建設研究會規(guī)劃教材《波譜解析》[2]。在多年的教學科研工作和編寫論著的過程中，對于本科生的波譜解析課程教學方法，積累了一些經(jīng)驗，現(xiàn)總結如下。

1 與《儀器分析》課程的聯(lián)系與區(qū)別

《儀器分析》[3-5]是一門介紹各種現(xiàn)代儀器分析方法的物理和化學原理，儀器的結構原理、測試原理和定性定量分析方法的課程，是藥學專業(yè)的必修專業(yè)課程?！短烊换衔锊ㄗV解析》是在學習過《儀器分析》中的波譜理論后，對波譜理論的實踐應用，會加深對波譜理論的理解。然而，波譜技術的基本原理涉及量子力學、電學、磁學和光學等廣泛領域，一般的化學工作者并不精通這些領域，會覺得比較難于理解?！秲x器分析》在介紹波譜解析方法時均以小分子有機化合物為研究實例，而中藥化學成分的結構比較復雜，結構研究比小分子有機化合物要復雜得多，學生普遍感到比較困難。因此，《波譜解析》在介紹波譜學基礎知識時，應避開量子化學等波譜基本原理，以具體天然化合物為例，側(cè)重于介紹波譜的解析方法和應用，以及結構解析的規(guī)律和過程，四大光譜中應重點講授結構解析最有力的方法——磁共振譜。例如，在磁共振理論中要重點講授化學位移值、耦合常數(shù)、峰型等與分子結構的關系，在質(zhì)譜理論中講授各種質(zhì)譜裂解技術的特點、使用范圍和選擇依據(jù)，以及常見天然化合物的質(zhì)譜裂解特征。掌握這些內(nèi)容即可解析中藥化學成分的結構，這是本課程與《儀器分析》的不同之處。

2 與《中藥化學》及《天然藥物化學》課程的聯(lián)系與區(qū)別

《中藥化學》[6-7]和《天然藥物化學》[8-9]是一門運用有機化學、分析化學等現(xiàn)代科學理論和技術等研究中藥或天然藥物中化學成分的課程，研究內(nèi)容包括化學成分的物理化學性質(zhì)、提取分離、結構鑒定、生物合成途徑等。這兩門課程中雖然舉例介紹常見天然化合物的波譜特征，但是沒有講授如何從圖譜入手解析結構。

結構鑒定是中藥化學研究領域中難度較大的一個環(huán)節(jié)。《天然化合物波譜解析》課程是本科生在學習《中藥化學》或《天然藥物化學》課程后，在掌握了天然化合物的結構類型、結構特征和理化性質(zhì)的基礎上，在結構研究方面的進一步深化、提高。因此，本課程在教學內(nèi)容上應與《中藥化學》或《天然藥物化學》中介紹的化學成分的類型基本一致，主要包括糖苷類、小分子酚酸類、香豆素、木脂素類、黃酮類、醌類、萜類、甾體類、含氮有機化合物類、脂肪酸類、鞣質(zhì)類等。對于二苯乙烯類、苯乙醇苷和色原酮類化合物，雖然《中藥化學》或《天然藥物化學》中沒有涉及，但是這些類型的化學成分在天然藥物中分布相對比較廣泛，而且結構骨架比較有規(guī)律，所以也可以適當介紹。而多糖和蛋白質(zhì)類成分，雖然分布很廣泛，但是結構研究非常復雜，需要借助于化學方法和NMR、2D-NMR、3D-NMR、MS-MS等先進的波譜技術。

筆者在本科生、研究生教學中，發(fā)現(xiàn)學生雖然學習過波譜理論和常見中藥化學成分的波譜特征，但對于解析中藥化學成分圖譜的學習仍感到比較困難，這是因為四大光譜的解析要比波譜數(shù)據(jù)分析困難的多，從圖譜得到波譜數(shù)據(jù)需要波譜理論和分析圖譜的實踐經(jīng)驗。因此，本課程應介紹各類中藥化學成分如何從圖譜入手解析結構，例如在介紹NMR圖譜解析方法時，應教會學生如何分析排除圖譜中的溶劑信號、雜質(zhì)信號、水峰等干擾信號，確定1H-NMR峰面積積分值與氫質(zhì)子數(shù)目的對應關系，多重峰峰型和耦合常數(shù)的分析方法等。

3 注意教學內(nèi)容的代表性

本課程介紹的化合物應為在天然藥物中分布較廣泛，結構特征具有代表性，在《中藥化學》或《天然藥物化學》課程教學重點介紹的化合物。例如，在小分子酚酸類化合物中介紹咖啡酸、阿魏酸、苯甲酸等結構解析方法，在黃酮一章中介紹芹菜素、山萘酚、木犀草素、槲皮素、葛根素、蘆丁等化合物，在單萜中介紹梓醇、梔子苷等化合物，在三萜中介紹齊墩果酸、熊果酸、羽扇豆醇等化合物，學生對這些化合物的結構比較熟悉，而且結構具有代表性，在中藥中分布較廣泛，通過解析這些化合物的結構并掌握其波譜特征，就能夠熟練解析該類化合物的結構。

4 與研究生課程的區(qū)別

本課程是藥學類本科生、研究生兩個層面均設課的一門必修課程，在教學中應針對不同階段學生講授的側(cè)重點不同。對于本科生來說，本課程是一門難度較大的專業(yè)課程，因此，應重點介紹在天然藥物中分部廣泛且結構簡單、結構規(guī)律明顯的化合物，例如黃酮一章中應介紹黃酮類、黃酮醇類、二氫黃酮類、異黃酮類、查爾酮、黃酮碳苷類、二氫黃酮醇、二氫異黃酮、二氫查爾酮、黃烷醇、高異黃酮等其他黃酮就不再介紹；在單萜類化合物中應重點介紹環(huán)烯醚萜類，在化合物中講授紫羅蘭酮類，在三萜類化合物中講授齊墩果酸類化合物，對于結構復雜的倍半萜、二萜、四環(huán)三萜可不用講授；在二苯乙烯類和間苯三酚類化合物中應介紹單聚體，對于二聚體、三聚體等多聚體不再講授；在含氮化合物中講授結構簡單的麻黃堿類生物堿以及結構規(guī)律性強的小檗堿類生物堿；鞣質(zhì)類化合物中講授可水解鞣質(zhì)單聚體，對于可水解鞣質(zhì)二聚體以上以及縮合鞣質(zhì)、復合鞣質(zhì)均不介紹。

5 授課方式

本課程授課過程中給出大量圖譜，故需要采用多媒體教學。建議授課時以討論式教學方式，帶領學生分析討論每個化合物的圖譜，詳細介紹如何從圖譜入手解析各類天然化合物的結構，并且對每類化合物的波譜特征和規(guī)律進行歸納總結。

5.1 注重對各類化合物波譜規(guī)律、特征的總結

中藥化學成分是存在于自然界的天然化學成分，每類成分均有其獨特的結構特征，這種結構上的特征會相應地反映在波譜中。因此，解析完每一類化合物后，結構解析中在介紹每類化合物的結構解析方法以后，重點總結各類化合物的波譜特征和規(guī)律，這對于學生掌握天然化合物的結構研究方法具有非常重要的意義。

5.2 注重圖譜的真實性

本課程授課過程中講授的各種圖譜均應為真實圖譜，有些圖譜中甚至有雜質(zhì)信號，這都反映了實驗室常規(guī)測試的實際情況。教師不能刻意將圖譜優(yōu)化，例如去掉1H-NMR圖譜中的溶劑峰、水峰、雜質(zhì)峰、旋轉(zhuǎn)邊峰等干擾信號，圖譜解析應具有實戰(zhàn)性，否則學生不能很好地掌握圖譜解析方法。

綜上所述，《天然化合物波譜解析》是本科藥學專業(yè)本科生的一門難度較大、專業(yè)性較強的課程，教學中應根據(jù)本科生的特點，選擇天然化合物中分布廣泛、結構簡單、結構規(guī)律性強、具有一定代表性的化合物，化合物結構由簡到難、從小到大，從真實圖譜分析入手，分析討論圖譜，得出波譜數(shù)據(jù)并推斷結構，在此基礎上總結每類化合物的波譜特征和規(guī)律，使學生較快掌握天然化合物的結構解析方法。

[參考文獻]

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（收稿日期：2013-10-15 本文編輯：林利利）