張 杰，周淑晶，李進京

(佳木斯大學(xué) 藥學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

化學(xué)制藥行業(yè)是國民經(jīng)濟的重要組成部分，其主要任務(wù)是研究開發(fā)醫(yī)藥新產(chǎn)品和不斷改進生產(chǎn)工藝，創(chuàng)新是其精髓。我國第十三個五年規(guī)劃綱要中，《醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展規(guī)劃指南》提出了增強產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力、推動綠色改造升級、提高國際化發(fā)展水平、拓展新領(lǐng)域發(fā)展新業(yè)態(tài)等任務(wù)。到2020年醫(yī)藥工業(yè)要實現(xiàn)醫(yī)藥工業(yè)整體素質(zhì)大幅提升，創(chuàng)新能力顯著增強的目標(biāo)。這些都對化學(xué)制藥從業(yè)者的創(chuàng)新能力提出了全新的要求。

近年來，高等教育教學(xué)改革取得的成績有目共睹，為提升國民素質(zhì)、服務(wù)國家現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)揮了重要作用。但與西方發(fā)達國家相比，仍有較大差距，特別是學(xué)生的社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神、實踐能力仍有待增強。大學(xué)生的實踐能力、綜合運用知識解決問題的能力和創(chuàng)新能力等的培養(yǎng)是高校教學(xué)研究永恒的課題[1]。填鴨式教學(xué)為主的傳統(tǒng)教學(xué)方式已不能滿足新時代的要求，學(xué)生在此模式下，無法發(fā)揮主觀能動性，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)[2]。開放式實驗教學(xué)模式以學(xué)生為中心，可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高本科生的創(chuàng)新能力。

制藥工藝學(xué)是化學(xué)制藥類專業(yè)教學(xué)過程中的核心內(nèi)容之一，其中，工藝優(yōu)化理念和方法是最利于對學(xué)生進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的環(huán)節(jié)。將工藝優(yōu)化以開放式實驗的形式向?qū)W生開放，可激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提高創(chuàng)業(yè)能力。

1 設(shè)計思路

工藝優(yōu)化常從以下幾個方面考慮[3]：(1)配料比與反應(yīng)物濃度(2)溶劑(3)催化劑(4)溫度和壓力(5)反應(yīng)時間與反應(yīng)終點的監(jiān)控(6)產(chǎn)品的純化與檢驗。在如此多的因素中要分清主次，就需要通過合理的試驗設(shè)計及優(yōu)選方法，為找出影響生產(chǎn)工藝的內(nèi)在規(guī)律以及各因素間相互關(guān)系，盡快地找出生產(chǎn)工藝設(shè)計所要求的參數(shù)和生產(chǎn)工藝條件提供參考[4]。學(xué)生只有在透徹理解和充分掌握工藝優(yōu)化的原理和方法后，才易于開發(fā)出更具競爭力的制備工藝路線，從而實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。查爾酮的制備工藝具有簡易，所需原輔材料少且易得，反應(yīng)條件溫和，操作簡便，安全性高，產(chǎn)品易分離純化等特點，因此，本文以查爾酮的制備工藝優(yōu)化為例，將其開發(fā)為開放性實驗，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

2 實驗方案

2.1 反應(yīng)方程式

2.2 因素選擇

表1 因素水平表

根據(jù)文獻調(diào)研[5]，查爾酮類化合物最高效的合成方法是以苯甲醛和苯乙酮為原料，在堿性催化劑催化下，通過Claisen-Schmidt縮合反應(yīng)制得。該工藝的影響因素可概括在表1中。

2.3 實驗設(shè)計

學(xué)生在查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，選擇3個因素，并將每個因素分成2個水平，填入下列正交表(表 2)，安排實驗。也可根據(jù)文獻檢索結(jié)果，設(shè)計更多因素的實驗方案。

表2 L4(23)正交表

2.4 操作方法

將反應(yīng)原料溶于所選溶劑中，0℃下滴加催化劑水溶液，然后在設(shè)定溫度下攪拌反應(yīng)，TLC確認(rèn)反應(yīng)終點，Rf (30∶1 Petroleum∶ Ethyl acetate)= 0.33。反應(yīng)結(jié)束后冰水浴冷卻，將出現(xiàn)的大量淡黃色固體過濾，干燥即得目標(biāo)產(chǎn)物。將所得收率數(shù)據(jù)填入正交表中，計算K和R值。計算分析各因素對收率的影響大小，篩選出最優(yōu)反應(yīng)條件，并安排實驗對該條件進行驗證和進一步優(yōu)化。

3 教學(xué)安排

本實驗包含多種實驗操作及后處理方法，但所需試劑和儀器種類并不多，大多數(shù)功能實驗室均能滿足要求。實驗進行前，學(xué)生應(yīng)做好充分的文獻調(diào)研，做好實驗設(shè)計，并將設(shè)計方案提前與指導(dǎo)教師進行溝通、討論，指導(dǎo)教師根據(jù)討論結(jié)果準(zhǔn)備試劑和儀器。為了保證教學(xué)效果，應(yīng)建立提前預(yù)約制度，實驗室應(yīng)全天開放，對實驗時間給予充分保障。每個實驗組不宜超過3人，實驗過程中組員要有明確的分工，詳細記錄實驗現(xiàn)象，認(rèn)真完成實驗報告和對工藝優(yōu)化全新的認(rèn)識和體會，并能做到舉一反三。

4 結(jié)語

合理的開放式實驗內(nèi)容和科學(xué)高效的管理模式對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神大有裨益，將工藝優(yōu)化引入到開放式實驗教學(xué)內(nèi)容中，與理論教學(xué)緊密結(jié)合，有利于提高教學(xué)質(zhì)量；開放式實驗自由度較大，學(xué)生有廣闊的發(fā)揮空間，也有利于學(xué)生實踐能力和獨立思考能力的培養(yǎng)。以此為起點，我們將持續(xù)對教學(xué)方式、方法和內(nèi)容改革進行探索，以更高效、更合理的教學(xué)模式推進化學(xué)制藥創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。