案例创新教学法在药物合成中的运用

曾庆乐 雷宁 刘俊达 陈秋红 郭亚杰

［摘要］本文详细阐述了案例创新教学法的四步教学过程和关键点，并进一步结合药物合成的典型案例舒林酸合成的教学进行阐述。

［关键词］教学方法案例创新教学法案例法药物合成创造力教育

［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2014）12-0122-022020年把中国建成创新型国家是我国政府中长期计划。全面实行“创造力教育”是建设创新型国家的前提。全面实行“创造力教育”，是广大教师肩负的重大责任。广大教师在具体教学过程中培养学生的创造性，是实现这一伟大目标最重要的途径之一。在具体教学过程中使用有利于创造性的教学方法是培养学生创造性的有效手段。

案例教学法是一种由美国哈佛大学法学院教授Christopher Columbus Langdell 提出来的、在政府部门、企业和大学所经常使用、适用于法学、管理学等学科的教学方法。案例教学法在2000年左右开始受到我国教师的重视。

我们在2008年提出“用精讲综合性案例，提高学生有机合成设计能力”。该教学论文论述的教学方法属于案例教学法，但又不限于此，而更加重视培养学生的创造性思维，重视学生提出创新性的想法。自从那以后，又有不少化学相关学科的案例教学的教学论文发表。

与近几年一些教学论文提出的案例教学法相比，我们更重视培养学生的创造性思维。因此，我们提出的教学方法更合适的名称应该叫“案例创新教学法”。“案例创新教学法”适用于有机化学、药物化学等多种课程的教学，特别适用于药物合成课程的教学。

在此，结合药物合成的具体教学实例，我们分四个环节对该教学方法进行系统阐述。

首先，教师提出一个难度合适的合成目标作为作业，让学生去思考、去设计合成路线。对于比较难的合成目标，可以给学生一些提示，或者只要求合成其中间体。

例如舒林酸（Sulindac），其化学结构式图1所示，是美国Merck公司开发的一种消炎镇痛药，适用于治疗慢性风湿性关节炎，腰痛症、肩周炎等疾病。

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图1. 舒林酸（Sulindac）的化学结构式

直接画个舒林酸的结构式让本科生从基本化学试剂来合成，难度太大。给学生设定从对氟苯甲醛为起始原料，再给出中间体5-氟-2-甲基-3-茚乙酸，然后再到目标产物，如下图所示。同时提醒学生，中间体茚环结构中的亚甲基有点类似环戊二烯，容易形成碳负离子，可以发生羟醛缩合。这样，这个合成难度就大大降低了。

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图2. 以对氟苯甲醛为起始原料合成舒林酸的合成题设计

其次，从学生的作业中选出有代表性的2~3条合成路线，在课堂上让学生在黑板上写出来，让同学们一起讨论，在教师引导下进行修正，得到比较合理的合成路线。

但是，这些学生设计的路线，尽管经过教师的修正，毕竟最多是理论上可行的合成路线。因此，教师提出文献的、前人经过实验验证的合成路线是必须的，因为“实践是检验真知的唯一标准”。

下图是以对氟苯甲醛为原料的舒林酸比较经典的合成路线。首先，对氟苯甲醛与丙酸酐经Perkin反应缩合得对氟-α-甲基肉桂酸；接着，用Pd/C催化加氢得到对氟-α-甲基氢化肉桂酸；其次，在多聚磷酸催化下，发生Friedel–Crafts酰基化反应成环得到6-氟-2-甲基茚酮；再次，6-氟-2-甲基茚酮与氰乙酸发生Knoevenagel缩合反应，同时发生水解脱羧得到5-氟-2-甲基-3-茚乙酸；最后，在甲醇钠催化下，与对甲硫基苯甲醛缩合制得5-氟-2-甲基-1-（4-甲硫基苯亚甲基）-3-茚乙酸，进一步用高碘酸钠氧化得到目标产物舒林酸。

很多的教师以文献的合成路线作为终止符、作为完美的结束。这就是“案例教学法”的典型教学模式。

但是，这样做，容易把学生培养成为“唯书本至上”的记忆奴隶。因此，为了培养创造性人才，进一步的教学工作还要进行。这就是紧接着我们要讲到的“案例创新教学法”的关键环节。

再次，在教师提出文献的合成路线后，不是为了让学生抄录记忆，更重要的是让学生在文献的合成路线的基础上去设计可能更有效、更简捷的合成路线。这基于文献基础上的合成路线设计，不必要求整条合成路线重新设计，可以是改进其中的一步或者几步合成路线。当然，这时也可以打破原来的设定的起始原料、中间体，让学生放开手脚，由他们自行选择常规的化学试剂作为起始原料来合成目标化合物。

避免误导学生是对教师的基本要求，所以，创新性教学，是对教师科学修养的考验。为了对学生的设计合成路线做出尽量正确的指导，教师有必要加强学习、自觉不断提高自身科学修养；另外，应该事先通过SciFinder、reaxys等专业数据库查阅相关文献，事先尽量多地了解合成目标有关的合成路线。

采用新的合成方法去改进文献的合成方法是完全可能的，因为有机化学合成方法的研究发展很快。例如，2010年获得诺贝尔化学家Richard Heck在上世纪七十年代初发现了Heck偶联反应，因此，Heck反应的发现距今只有短短的40年时间。近几十年来有机化学的方法学发展是非常迅速的，有些新方法频繁被采用，今后将陆续成为新的人名反应。为了让学生与时俱进，教师平时就应该给学生讲授一些新的合成方法。

最后，在文献合成路线的基础上做进一步的设计，这样做，不仅仅为了进一步培养学生的创造力，更重要的是，培养学生的自信心，避免学生对权威的畏惧感而唯书本至上的不利于创造力培养的心理。

最后，学生在文献基础上设计出新的改进合成路线，选出代表性的2~3个同学到黑板上写出来，请几个同学提出他们的看法，然后由全体学生进行讨论，教师进行点评和总结，对缺陷比较大的学生进行鞭策，对做得好的学生进行表扬。

舒林酸还有多种合成路线，这里罗列另外三条比较经典的合成路线的文献供大家参考，例如，以2-氟-4-硝基苯胺为原料，以氟苯为原料，对甲基亚磺酰基苄溴为原料。

［参考文献］

［1］中华人民共和国国务院.国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006━2020年）［EB/OL］.http://www.gov.cn/jrzg/2006-02/09/content_183787.htm.

［2］邵光华.教师教育中的案例教学法研究及其启示［J］.高等师范教育研究，2001，（5）.

［3］秦川,荣国斌.有机化学教学中加强案例教学［J］.化工高等教育,2006,（2）.

［4］曾庆乐.用精讲综合性案例提高学生有机合成设计能力［J］.大学化学，2008,（4）.

［5］汤洪敏.案例式教学法在有机化学教学中的应用探索［J］.教育文化论坛，2010,（5）.

［6］牟杰,申建宇,孔德杰.案例教学法在药学专业有机化学教学中的应用［J］.中国校外教育,2012,（9）.

［责任编辑：左芸］