官能团在药物理化性质教学中的应用

邵曰凤 胡粉青

【摘要】药物化学是一门专业核心基础课，其主要阐述合成药物的名称、理化性质、构效关系、体内代谢、临床用途等，学好药物化学对药学专业学生掌握专业基础知识和专业核心技能都非常重要，而掌握药物化学的难点之一是学好合成药物理化性质，药物理化性质主要由官能团体现，因此，为了让学生能较好的掌握好药物化学合成药物理化性质内容。建议结合药学专业就业核心岗位核心技能，整合有机、无机、药物化学三个学科，优化教学内容，使教学过程中形成衔接，从而提高课程建设水平，提高学生学习积极性和提升教师药化教学质量水平。

【关键词】官能团 药物理化性质 教学 应用

【基金项目】云南省教育厅科学研究基金指导性项目（2017ZDX063）；云南省教育厅教师项目（2018JS685）。

【中图分类号】R914 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）08-0178-02

药物化学是一门以化学、生物学、医学、药学为基础，以化学合成药物为主要讲授对象的综合性学科。也是药学专业、医学专业的基础性学科，对于本科、高职高专药学专业来说，药物化学还是一门学好药物分析、药物制剂技术、天然药物化学、医院药学、药理学、药品贮存管理等学科的专业基础课，因此，学好药物化学对于系统性地掌握药学专业基础知识和药品生产、检验、使用药物乃至药品销售等核心技能都显得很重要，而要学好药物化学这门课，掌握好化学合成药物的理化性质很关键，因为理化性质是药物化学学科学习的重点，也是学习的难点，同时也是药品生产、检验、分析、管理、应用的基础，而要全面、准确、系统的掌握每个药物的理化性质，熟练的应用到实践中，最关键的是掌握好每种药物化学结构的官能团，通过对官能团的性质、分类、特点、原理的学习，才能融会贯通，掌握好药物理化性质，也才能更好为药物在生产、储存管理、临床用药过程中提供科学的理论指导。本文结合个人教学经验，以盐酸普鲁卡因为例，浅谈一些官能团在药物理化性质教学中的应用，以便于为药物化学教学提供一些参考。[1]

一、盐酸普鲁卡因理化性质

化学名：4-氨基苯甲酸-2-（二一氨基）-乙酯盐酸盐，又名盐酸奴佛卡因，为局部麻醉药。理化性质有：本品水溶液加NaOH溶液，析出白色沉淀。加热，水解产生二一氨基乙醇（蒸汽使润湿的红色石蕊试纸变蓝）和对氨基苯甲酸钠，加盐酸析出白色沉淀，此沉淀能在过量盐酸中溶解。光照易氧化变色。还具有水解性，还原性，可用生物碱沉淀试剂显色呈氯化物鉴别反应。本品局部麻醉作用强，毒性低，无成瘾性，但穿透力弱，不做表面麻醉。临床用于浸润麻醉、腰麻和局部封闭疗法。

二、以盐酸普鲁卡因化学结构中官能团为例，分析其作用

1.分析分割结构中官能团。根据图一：盐酸普鲁卡因化学结构，其官能团主要有芳伯胺基、酯基、二乙氨基和盐酸盐。

2.分析官能团化学性质。根据结构中含有的官能团，结合有机化学课程中各类型化合物所具有的性质进行分析。芳伯胺：因氮原子上有未共用电子对，电子云密度大，具有还原性，容易发生氧化反应，特别是在有氧条件、光照、紫外线、重金属、加热等条件下，其氧化反应加快。酯基：在酯基中，碳原子受到羰基上和领位氧原子双重诱导效应作用，使得酯基碳原子极度缺电子，易受到亲核试剂的进攻断裂，发生水解反应，生成可逆产物二乙氨基乙醇和对氨基苯甲酸。特别是在酸、碱性和酶等条件下，水解速度加速。二乙氨基：是叔氮类化合物，因氮原子上有未共用电子对，具有碱性，可与生物碱沉淀试剂生成有色沉淀。盐酸盐：水溶性较大，易溶于水和亲水性溶剂，难溶于亲脂性溶剂。因含氯离子，可与银离子反应生成氯化银白色沉淀，可用于改药物定性鉴别反应。

3.根据官能团理化性质，从而推导出药物在生成、检验、储存、应用环节，应注意事项，从而增强技术技能水平。芳伯胺，由于有还原性，由此推导出盐酸普鲁卡因在储存管理过程中注意遮光、密闭保存，在生产过程中，要排除加速氧化反应的条件，如检测安珀中是否含有重金属，生产过程中向安珀中充入比氧气重的氮气，以赶走氧气等，从而保证生产和管理过程中制剂的质量。另外芳伯胺基具有还原性，从制剂配伍禁忌来说，避免与有氧化性较强的制剂配伍，避免效价降低，副产物增加，过敏等副作用增加。酯基具有水解性，因此，在生产过程中，要控制好生产各环节的PH值，否則，副产物增加，制剂不良反应也增加，特别是过敏反应。药品生产过程中，还要检测是否含有副产物等。二乙氨基：易与生物碱沉淀试剂如：碘化鉍钾反应生成有颜色沉淀，可用于该药物鉴别，此外，也为生产中制成盐酸盐和做成水制剂提供依据。

三、小结

1.常见合成药物官能团。药物化学结构看起来特别复杂，难于记忆，掌握，特别是对于中学化学基础掌握得不够牢靠的理科生，三校生和没有接触或接触较少的文科生，更是如此，但是，实际上，合成药物化学结构也是由原子和基团通过化学键相连接组成，要熟练掌握药物的化学结构，首先要熟悉常见药物化学结构的基团，常见药物结构基团如图二：合成药物化学结构常见官能团。

2.水解性。常见的容易发生水解的官能团有酯基、酰胺基、苷类、酰肼基、酰脲基、缩氨基、盐类、多肽、多聚糖、蛋白质等，其中，酯基、酰胺基、苷键、盐类在水的参与下，最容易发生水解反应，形成水解产物，代表药物有异烟肼、对氨基水杨酸钠、？茁-内酰胺类抗生素及其钠盐、大环内脂类抗生素、氨基糖苷类抗生素、氯霉素、苯二氮卓类、巴比妥类中枢镇静药、抗癫痫药、镇痛药哌替啶、硝酸毛果芸香碱、硫酸阿托品、局麻药普鲁卡因、利多卡因等。因此含有水解性官能团的药物在生产过程中要注意水解破坏其结构，降低产率，成品在储存管理过程中要避光密闭保存，以免副产物增多，效价降低，副作用增多。

3.还原性。常见的易发生还原反应的官能团有：碳碳双键、酚羟基、芳香伯胺基、烯醇羟基、？琢-羟基？茁-氨基、巯基、醛基、含吡啶、呋喃、吡唑、吡唑酮、吩噻嗪吲哚杂环等官能团药物。（1）含双键药物容易与空气中的氧气反生氧化反应生成环氧类化合物，而失去作用，例如：维生素A。（2）酚羟基由于氧原子上带有未共用电子对，具有还原性，容易发生氧化反应，形成有颜色的醌类化合物。其反应快慢和程度与酚羟基数目的多少、芳环上取代基的类型有关，一般羟基数目越多，越容易发生反应，芳环上取代基为给电子基，容易发生反应，反之，如果为吸电子基，则难发生反应。如：具有儿茶酚结构的？琢，？茁-受体激动药肾上腺素、多巴胺，中枢镇痛药吗啡等。（3）芳香伯氨因氮原子上含有未共用电子对，具有还原性，易发生氧化反应，形成有颜色的醌式产物，如合成抗菌药磺胺类药物、局麻药普鲁卡因等。（4）巯基电负性小于氧原子，易给出电子，更易发生氧化反应，生成二硫化物，如：血管紧张素转化酶抑制剂卡托普利、抗甲状腺激素药丙硫氧嘧啶等。（5）其他官能团，如：醛类药物、？琢-羟基？茁-氨基、联烯醇类药物等易发生氧化反应，如麻黄素、维生素C等。当然药物的氧化反应还受氧、光照、金属离子、温度、PH等因素的影响。

4.其他。酚羟基、羧基、磺酰胺基具有酸性，伯氮、仲氮、叔氮具有碱性。鉴别反应，如：芳伯氨，用重氮偶合反应鉴别，酚羟基用氯化金属化合物鉴别等。

为了增强药物化学教学效果，应根据药学专业核心岗位核心技能要求，整合有机化学、无机化学、药物化学三个学科，精简教学内容，使内容形成一体，从而改善课程体系建设，提高学生对药物化学的学习积极性，改善教师在教学过程中的教学水平。

参考文献：

[1]侯娜.化学官能团与有机化学的学习[J].高等函授学报，2006（1）.