中药化学教研室

授课章节

第五章  苯丙素类化合物

授课学时

5

所属课程

中药化学

授课年级

2014级

授课专业

中药学

教学内容分析（依据教学大纲）

1、教学目标：知识、技能、学习态度与价值观

知识目标：

1、掌握香豆素的结构分类、理化性质、检识方法。

2、掌握香豆素的提取分离方法。

3、熟悉木脂素的结构、分类、理化性质和检识方法。

4、熟悉香豆素和木脂素的波谱分析。

     5、了解苯丙素、香豆素和木脂素的分布、生源途径和生理活性。

技能目标：

1. 通过学习香豆素、木脂素类化合物的提取分离方法，学生能够根据香豆素、木脂素类化合物的不同结构特点选择合适的提取分离方法，设计合理的提取分离工艺流程，具有从代表性中药提取分离香豆素类化合物的实际操作能力；

2. 通过学习香豆素、木脂素类化合物的检识方法，学生具备检识香豆素、木脂素类化合物的实际操作能力；

3. 通过学习香豆素类化合物的波谱性质，学生具有鉴定香豆素类化合物化学结构的一般能力。

学习态度与价值观：

1、 以香豆素的特色性质引入课程，引导学生思考芳香气味与结构之间的相关性，强化学生从现象到本质的思维习惯。

2、 通过学习学生深入理解结构决定理化性质、理化性质决定提取分离方法的相互关系，提高学生的整体逻辑思维能力。

3、 以中药秦皮、五味子的成功开发为例，阐述中药有效成分的研究应用对我国医药事业的巨大推动作用，引发学生对中药学深入探索的欲望和热情。

2、教学内容和重点难点分析：

教学内容：

第一节  概述

1、苯丙素定义、结构特征、分类；2、生物合成途径

第二节 简单苯丙素类

（一）苯丙烯类；（二）苯丙醇类；（三）苯丙醛类

（三）苯丙酸类：阿魏酸、咖啡酸、氯原酸、丹参素的结构、性质、生物活性、提取分离

第三节  香豆素类

一、香豆素的含义、定义、基本母核及编号

二、香豆素的结构类型：

简单香豆素类、呋喃香豆素类、吡喃香豆素类 、异香豆素类、其它香豆素类的基本母核、代表性成分结构举例

三、香豆素的理化性质：1、性状2、溶解性3、内酯的性质：碱水解反应机理、碱溶酸沉性质及其应用 4、与酸的反应

5、呈色反应：（1）异羟肟酸铁反应（1）FeCl₃反应；（1）Gibb's反应；（1）Emerson反应

6、双键加成反应  7、氧化反应

四、香豆素的提取与分离：1、溶剂提取法2、水蒸汽蒸馏3、碱溶酸沉法 4、色谱分离

五、香豆素类的检识

1、理化检识：荧光；显色反应。2、色谱鉴定：1、TLC  2、PC

五．香豆素类的结构研究

1、紫外光谱； 2、红外光谱；3、核磁共振谱； 4、质谱 5、研究实例

六：含香豆素的中药实例：秦皮、前胡

第四节  木脂素

一、木脂素定义与分布：定义、分布

二、木脂素的结构类型：

1、简单木脂素；2、单环氧木脂素；3、木脂内酯；4、环木脂素；5、环木脂内酯；6、双环氧木脂素；7、联苯环辛烯型木脂素；8、联苯型木脂素 9、其它木脂素类。各类型的结构特点、代表性成分

三、木脂素的理化性质：性状；溶解性；光学活性与异构化反应

三、木脂素的提取与分离：溶剂法、碱溶酸沉法、色谱法

四、木脂素的鉴定

1、理化检识：（1）酚-OH_：Gibb's试剂、FeCl₃等；

（2）亚甲二氧基： Labat反应；Engrine反应；

（3）COOH:溴酚蓝试剂；（4）内酯：异羟肟酸铁试剂。

2、色谱检识： TLC

五、木脂素的结构测定：

UV、IR 、¹H-NMR（重点）、¹³C-NMR 、 MS

六：含木脂素的中药实例：五味子

重点：

    1、香豆素的结构分类

2、香豆素的化学性质（碱溶酸沉原理）和显色反应

3、香豆素的NMR特征

难点：香豆素的结构研究

      木脂素的NMR特征

学情分析及教学预测： 

学情分析：

1、 本课程的授课对象是中药学专业大学三年级学生，学生大二时已经学习了有机化学等基础课程知识，有较扎实的化学基础知识，熟悉化学实验的基本操作（如碱溶酸沉法、色谱法等），为本章的提取分离学习打下了良好的理论和实践基础；

2、 本章是全书第五章，学生在前面章节中已经学习了中药有效成分的一般研究方法、醌类化合物的相关知识，学生对本章包含的一些术语和部分理论知识已有较深入的理解，特别是碱溶酸沉的原理的掌握，有利于对本章重要知识点的掌握。

教学预测：

1、从学生已经学习过的内酯环、酚羟基等结构引入香豆素类化合物结构的介绍，学生对这部分知识应当容易掌握；

2.、理论课程中讲授内酯环特点时，回顾有机化学的，让学生对香豆素类化合物的理化性质、提取分离可能容易理解；

3. 学生对香豆素类化合物的结构研究可能感到有一定难度；

4. 与学生已经相处一段时间，建立了良好的感情基础，有利于本章内容的学习。

教学策略与方法选择： 

本章内容有较强的逻辑性，贯穿了结构决定性质、性质决定提取分离方法的逻辑关系，在本章教学中应充分利用这种内在联系，将重要知识点串联起来。课堂教学采用课堂讲授、启发式、讨论式、探究式等多种教学方式，以多媒体为主、板书为辅的教学手段。教学过程中贯穿师生互动、生生互动，采用引入、启发、分析、练习、讲解、讨论、总结等步骤实施教学。课后有自测题、学习资料、课外自主学习命题供学生拓展学习。

在课程引入阶段，简要分析学生较为熟悉的简单苯丙素的结构特点、理化性质，香豆素特殊的荧光特性，从而引入香豆素类化合物的学习，以不同中药的香豆素类化合物为例，围绕这些化合物提出问题：这些香豆素类化合物可以如何分类？香豆素类化合物有什么理化性质？如何提取分离香豆素类化合物？如何鉴定香豆素类化合物的结构？以此来启发学生思考，调动学生的学习积极性，帮助学生明确学习目标。根据不同知识点的内在联系提出如何依据香豆素类化合物的内酯环来进行提取分离检识的问题，引导学生综合运用所学内容解决问题，达到整合知识突出重点的学习效果。通过情境设置、实例分析等手段，启发学生将已学的分离技术应用到香豆素类化合物的分离中。

学习资源：

①教材：所用教材《中药化学》为全国高等中医药院校规划教材，主编匡海学 中国中医药出版社

（本书为中药学专业学习的主要教材）

② 教学参考书：

天然药物化学                   吴立军等    北京：人民卫生出版社

（本书为药学专业学习的主要教材，内容有可借鉴性）

中药化学图表解                 匡海学等    北京：人民卫生出版社

（本书为辅导学习教材）

天然产物化学                   徐任生等    北京：科学出版社

（本书为天然产物化学领域的经典教材，可供学生拓展深入学习之用）

有机化合物结构鉴定与有机波谱学 宁永成等    北京：科学出版社

（本书为有机化合物结构解析的重要教材）

有机分子结构光谱鉴定           赵瑶兴等    北京：科学出版社

（本书为有机化合物结构解析的常用教材）

③ 网络学习资源：

通过建立QQ群作为师生网络交流的平台，将课程资料对学生开放，供学生自学时参考使用。

http://www.hljucm.net/web_cai/guojia/zyhx/index.htm 黑龙江中医药大学中药化学国家级精品课程

http://jpkc.zjtcm.net/bjjp/2012/8/kcms-2.htm浙江中医药大学中药化学课程网站

http://course.jingpinke.com/details/course_plains?uuid=8a833999-221c4794-0122-1c479511-0363&courseID=S0601119&resourceType=lessonplan 成都中医药大学中药化学省级精品课程

http://jpkc.hactcm.edu.cn/2005zyhx/  河南中医学院中药化学精品课程

http://zhyhx.sntcm.edu.cn/index.asp 陕西中医学院中药化学精品课程

板书设计：

黑板（白板）设计： 

第五章苯丙素类化合物

第一节简单苯丙素类

一、含义

1、广义

2、狭义

二、合成途径

一、结构与分类

（一）苯丙烯类

（二）苯丙醇类

（三）苯丙醛类

（四）苯丙酸类

（五）衍生物

二、提取分离

1、一般方法

2、实例（兴安升麻）

三、阶段测验

第二节香豆素类

一、概述

1、含义

2、植物分布

3、生物活性

二、结构与分类

（一）基本母核及特点

（二）简单香豆素类

1、结构特点

2、代表化合物

（三）呋喃香豆素类

1、结构特点

2、代表化合物

（四）吡喃香豆素类

1、结构特点

2、代表化合物

（五）其他类

三、理化性质

（一）物理性质

1、性状

2、溶解性

（二）化学性质

1、碱水解

2、显色性

（1）异羟肟酸铁反应

（2）酚羟基反应

（3）Gibb^，s反应

（4）Emerson反应

3、与酸的反应

4、双键加成反应

5、氧化反应

四、提取分离

（一）提取

1、溶剂提取法

2、碱溶酸沉法

3、水蒸气蒸馏法

（二）分离

五、检识

（一）理化性质

（二）色谱检识

第二节香豆素

六、结构研究

（一）红外光谱

（二）UV光谱

（三）NMR谱

1、¹H-HMR谱

2、¹³C-NMR谱

（四）MS

（五）综合解析练习

七、中药实例 一

（一）秦皮

1、化学成分及性质

2、提取分离

（二）前胡

1、化学成分及性质

2、提取分离

第三节木脂素

一、结构与分类

1、简单木脂素

2、单还氧木脂素

3、木脂内酯

4、环木脂素

5、环木脂內酯

6、双环氧木脂素

7、联苯环辛烯型木质素

8、联苯型木脂素

9、其他类

二、理化性质

1、物理性质

（1）性状及溶解度

（2）光学活性

2、异构化

三、提取与分离

1、溶剂法

2、碱溶酸沉法

3、色谱法

四、检识

1、理化性质

2、色谱检识

五、结构测定

现代信息媒体设计： 

① 用PPT展示简单苯丙素、香豆素类化合物的结构及动画演示结合方式。

② 以流程图的形式演示香豆素类化合物的提取方法。

③ 在讲香豆素类化合物的内酯环开环时，对机理用动画的形式给予演示。

④ 在讲香豆素类化合物的颜色反应时，对颜色的变化均用动画演示，强调变色的效果。

⑤ 最后利用PPT将本章的重点进行归类、强调、总结，布置课后自测、学习资料、课外自主设计命题。

教学互动环节设计：

课上互动：

1、以学生较为熟悉结构较为简单的苯丙素引入课程，分析香豆素、木脂素类化合物的结构形成原因，以不同中药的香豆素类化合物为例，围绕这些化合物提出问题：这些香豆素类化合物可以如何分类？香豆素类化合物有什么理化性质？如何提取分离？如何鉴定结构？以此来启发学生思考，调动学生的学习积极性。

2、在讲到香豆素类化合物提取分离时，列举实例，就开环闭环由学生讨论分析，加深学生的理解和掌握。如：

中药秦皮中含有七叶内酯及其苷七叶苷。下面为其提取分离过程，请分析下述过程中A、B、C步骤的目的，D、E分别为何种成分。

答：（1）．

(A)香豆素及其苷均可溶于醇。

(B)CHCl₃洗涤除去脂溶性杂质成分(树脂、色素等)。

(C)七叶内酯溶于EtOAc，七叶苷不溶，以此分离。

(D)七叶内酯。(E)七叶苷。

（2）．注意事项：

①对酸碱敏感的香豆素不宜使用。

②C8有酰基的；C5有羟基的；结构中有其它酯基的；侧链上有环氧基的；烯醇醚和丙烯醚等不能使用酸碱法。

③水解碱液一般用0.5％NaOH，浓度不宜太浓，加热时间、温度不宜过长、过高，以免破坏内酯环生成酚类及酚酸类。

课下互动：

1、课下自测：

1、香豆素类可以用碱溶酸沉法进行提取，且不宜用浓碱和长时间加热，为什么？请用化学反应式说明之。

2、用化学方法区别下列各组化合物

（1）A、6、7-二羟基香豆素

     B、 7、8-二羟基香豆素  C、呋喃香豆素

（2）A、七叶内酯  B、 七叶苷  C、6、7-二甲氧基香豆素

3、结构推断题：从长白瑞香中分得一无色针状结晶，测得分子式为C₁₁H₁₀O₄,其UV有255（3.82),317(4.89)的吸收峰；

IR在1720,1600,1500,825cm-1有吸收；

¹HNMR(ppm):3.85(3H,S) , 3.90(3H,S),6.13(1H,d,J=9.2Hz), 7.80(1H,d,J=9.2Hz),6.95(1H,d,J=7.8Hz), 7.25(1H,d,J=7.8Hz)

请推断其结构式.

3、利用QQ群作为网络交流平台，结合课堂所给出的学习资源，师生进行良性互动，由学生提出问题，教师对问题进行筛选，挑选其中部分问题进行课堂讨论。

课上互动与课下互动交叉进行，及时进行评价，在互动的过程中了解学生对不同知识点的掌握

情况，并在后面的教学中进行必要的反馈。

课外自主学习设计： 

通过建立QQ群作为课外自主学习平台，将课程资料在群共享中对学生开放，供学生自学时参考使用。

http://course.jingpinke.com/details/videos?uuid=8a833996-18ac928d-0118-ac9291aa-05c4&courseID=C040051&resourceType=coursevideo中药化学国家级精品课程，此平台供学生自主学习和自主评价。

教学测量与评价：

1、从学生的出勤情况看，大多数学生都能按时到达教室，精神状态饱满，表现出对本课程的期待与热情，说明学生对本章教学内容产生了兴趣。

2、从学生听课的状态看，大多数学生能积极参与学习中，对结构研究这个知识点的掌握感到困惑，有学生注意力不集中。

3、从学生在互动环节的表现和提出问题分析问题的质量看，大部分学生理解和掌握了醌类成分的含义、性质、提取分离方法等重要知识点。在自主设计提取分离工艺流程部分，运用之前学习过的分离方法和技术的灵活性不足。

5、从QQ群上的讨论情况看，大部分学生能够积极参与，互动性强，对学习资料进行了讨论分析，提出了若干有意义的问题。

6、从师生交流情况看，教师亲和力强，学生积极表达，教师乐于倾听学生在学习中遇到的难题，并力所能及地帮助解决，师生已经形成良好的互动关系。

8、从学生在课外自主学习的表现情况看，大部分学生热情参与，部分学生表现出优异的科研能力。

教学反思与改进： 

1、 学生对较难的知识点兴趣不高，出现畏难情绪，表现不积极。

解决办法：课堂上随时关注学生的听课状态，主动询问学生对哪个环节有较大困惑，通过复习相关基础知识、课后布置相应练习的方式帮助学生解决疑惑，同时适当控制授课内容的难度和深度。

2、 学生对学习过的分离方法和技术的应用灵活性不足，不能综合运用于分离工艺流程的设计。

解决办法：简要复习之前学习的分离方法和技术的关键点，帮助学生回忆不同分离方法和技术的应用范围和特点，然后在分离工艺流程的设计讲解过程中，就关键环节设置问题，引导学生将多种分离方法和技术应用其中。

3、 部分学生基础知识不够扎实，对部分知识点掌握程度不够。

解决办法：课下与这些学生进行交流，了解他们对知识点的具体掌握情况，有针对性地帮助他们复习相关知识点。

教研室意见：

本教学设计方案符合中药学专业人才培养的要求，符合中药化学教学大纲的要求，囊括了本章的所有重要知识点，将其中的部分知识内容与中药方剂配伍、中药炮制等相互关联，体现了传统中医药理论与现代化学研究的良性融合，教学设计方案的可操作性强，通过本教学方案的实施学生可以很好地掌握香豆素类化合物的结构特点、理化性质、提取分离方法和波谱特征，能够针对含有醌类成分的中药开展相关研究，学生的合作学习、自主学习能力也会得到培养，学生运用中医药理论和知识的能力得到提高。

学院意见：

    本教学设计方案符合我院中药学专业人才培养的要求，体现了中医药特色，学生运用所学分析和解决问题的能力会得到提高。