“药物合成反应”课程教学大纲
英文名称：Organic Reactions for Drug Synthesis
课程编码：PHMA400742
学 时：104（理论学时：58；实验学时：46；课外学时：16）
学 分：5
适用对象：四年制制药工程专业
先修课程：无机化学、物理化学、分析化学、有机化学
使用教材及参考书：
1.闻韧.药物合成反应.第3版.化学工业出版社，2010.
2.杨广德，傅强.药学实验指导，西安交通大学出版社，2013.
3.孟歌.有机合成指南，化学工业出版社，2009.
4.Laszlo Kurti，Barbara Czako，Strategic applications of named reactions in organic synthesis导读版，科学出版社，2007.
一、课程性质和目的
性质：专业基础
目的：通过本门课程的学习，学生应掌握重要药物合成反应的反应机理、反应条件、影响因素及其在药物合成中的应用；药物合成反应中常用的各种主要反应试剂的性质、特点、应用范围。熟悉新试剂、新方法在合成反应中的发展。使学生具有较为熟练的合成药物及中间体的实验基本技能，能正确地、科学地、独立地进行实验的安装与操作，能够理论联系实际的分析解决问题，具有合成药物研发的初步能力，为药物化学、化学制药工艺学、药物设计学等课程的学习奠定坚实的基础。同时通过药物合成反应实验的实践训练，使学生掌握化学药物合成中基本单元反应的操作技能和应用。
二、课程内容简介
药物合成反应是以无机化学、有机化学、物理化学为基础对药物合成中常用的有机单元反应和一些特殊的反应进行比较深入的探讨，着重研究反应中反应物内在结构因素和反应条件之间的辨证关系，并用以指导合成方法的选择。主要内容分为9大章节：卤化反应、烃化反应、酰化反应、缩合反应、重排反应、氧化反应、还原反应、药物设计的基本方法等。《药物合成反应实验》主要涵盖了多种类型的有机合成反应，如氧化反应、酯化反应、还原反应、缩合反应、取代反应、酰化反应、硝化反应等。
三、教学基本要求
1．卤化反应
使学生在了解卤化反应的定义、分类及应用的基础上，熟悉各种卤化反应的反应机理，掌握在不同反应中（加成、取代及置换反应）常用的各种卤化剂的应用特点、反应条件及在药物合成反应中的应用，并了解各类新型卤化剂的应用进展。
2．烃化反应
掌握各类烃化剂的应用特点及如何选择使用，如何进行选择性烃化反应。熟悉各类烃化反应的反应机理及反应的影响因素。相转移催化反应的概念、反应过程、特点及应用。
3．酰化反应
掌握各种酰化剂对氧、氮原子上的酰化反应的机理及特点；对碳原子上的酰化；Friedel-Crafts酰化反应，活性亚甲基的碳酰化、Claisen缩合等反应的特点及其影响因素。熟悉亲电酰化反应的一般过程，被酰化物的化学结构与酰化反应难易的关系，酰化剂的种类及活性强弱与结构的关系。了解极性反转在亲核酰化反应中的应用。一些新型酰化剂在合成上的应用。Hoesch、Gattermann、Vilsmeier等反应的定义、机理、特点及其在合成中的应用。有机金属化合物在碳-酰化中的应用。
4．缩合反应
掌握Aldol缩合，Mannich反应，Michael加成，Wittig反应，Knoevenagel反应及Darzens缩合的定义、反应机理、反应条件及应用范围。熟悉其它各人名反应的基本内容、反应的基本条件及应用范围；形成C-C键的基本要求（反应物结构、反应条件）。了解环加成反应等反应的机理、反应物活性、立体化学及应用。
5．重排反应
掌握主要重排反应条件、迁移基的迁移能力及应用。熟悉利用重排反应形成新分子的一般方法。了解各重排反应的机理及特点。
6．氧化反应
掌握烃基、醇及烯键氧化常用的氧化剂及特点。熟悉各类氧化剂的应用范围，以及它们对不同功能基氧化时的异同点。了解芳烃的氧化、脱氧氧化及其它氧化反应。
7．还原反应
掌握还原反应的基本概念、各类还原剂的应用特点及应用范围。烯炔、羰基、硝基的还原方法。熟悉对各种不同功能基进行还原反应时所常应用的典型方法。了解各官能团的氢解反应及不对称还原反应的一般方法。
8．药物合成设计原理
通过学习合成设计的基本术语和理念，掌握药物合成设计的基本逻辑，了解评价合成路线的基本方法和标准，了解查阅文献的基本方法，掌握合成策略的制定方法，掌握逆向合成分析的基本原理，并了解各种合成子引用和替换，掌握化合物中各种官能团之间相互转化的关系和方法，了解计算机辅助药物合成路线设计的基本方法。
四、教学内容及安排
第一章 绪论
1．熟悉药物合成反应的基本内容，任务及与相关课程的关系，明确药物合成反应在本专业中的地位及重要性。
2．了解药物合成反应在制药工业中的地位，制药工业的特点，近年来的发展概况及未来的发展方向。
教学安排及教学方式
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教学环节学时分配 |
课后环节 |
章节数 |
授课 |
实验 |
上机 |
讨论 |
作业 |
自学 |
综合大作业 |
其他 |
1.1 |
2 |
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√ |
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第二章 卤化反应
1．掌握各种类型的卤代反应，内容主要包括：卤素对不饱和烃的加成反应、不饱和羧酸的卤内酯化反应、不饱和烃和次卤酸（酯）及N-卤代酰胺的反应、卤化烃对不饱和烃的加成反应、不饱和烃和硼氢化-卤解反应；脂肪烃的卤取代反应、芳烃的卤取代反应、醛酮α-位卤取代反应、烯醇和烯胺衍生物的卤取代反应、羧酸衍生物的α-位卤取代反应；醇的卤置换反应、羧羟基的卤置换反应-酰卤的制备、卤化物的卤交换反应、磺酸酯的卤置换反应、芳香重氮盐化合物的卤置换反应。
2．熟悉上述各类型反应的反应机理及应用。
3．了解上述各类型反应的定义、分类。
4．了解以及各类新型卤化剂的应用进展。
教学安排及教学方式
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教学环节学时分配 |
课后环节（请打“√”） |
章节数 |
授课 |
实验 |
上机 |
讨论 |
作业 |
自学 |
综合大作业 |
其他 |
2.1-2.2 |
2 |
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√ |
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2.3 |
2 |
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√ |
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2.4 |
2 |
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√ |
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2.5-2.7 |
2 |
6 |
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√ |
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第三章 烃化反应
1．掌握烃化反应的定义，分类及应用。
2．掌握烃化剂的种类，主要包括：醇的O-烃化、酚的O-烃化、醇酚羟基的保护；氨及脂肪胺的N-烃化、芳香胺及杂环胺的N-烃化、氨基的保护；Friedel-Crafts烃化反应、炔烃的烃化、烯丙位及苄位的碳烃化、羰基化合物的α-位碳烃化、相转移催化反应、有机金属化合物在C-烃化中的应用、C-芳烃化。
3．熟悉各类烃化反应的反应机理及反应的影响因素。
4．相转移催化反应的概念、反应过程、特点及应用。
教学安排及教学方式
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教学环节学时分配 |
课后环节（请打“√”） |
章节数 |
授课 |
实验 |
上机 |
讨论 |
作业 |
自学 |
综合大作业 |
其他 |
3.1 |
2 |
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√ |
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3.2 |
2 |
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√ |
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3.3 |
2 |
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√ |
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3.4 |
2 |
6 |
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√ |
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第四章 酰化反应
1．掌握酰化反应的定义、分类及应用；醇的O-氧酰化、酚的O-氧酰化、醇酚羟基的保护；脂肪胺N-酰化、氨基的保护；芳烃的碳-酰化、烯烃的碳-酰化、碳基化合物α-位碳-酰化、极性反转在亲核酰化反应中的应用、有机金属化合物在碳-酰化中的应用特点及影响因素。
2．熟悉亲电酰化反应的一般过程，以及被酰化物的化学结构与酰化反应难易间的关系，酰化剂种类及活性强弱与结构的内在关系。
3．了解极性反转在亲核酰化反应中的应用。一些新型酰化剂在其合成中的应用。
教学安排及教学方式
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教学环节学时分配 |
课后环节（请打“√”） |
章节数 |
授课 |
实验 |
上机 |
讨论 |
作业 |
自学 |
综合大作业 |
其他 |
4.1-4.2 |
2 |
6 |
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√ |
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4.3 |
2 |
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√ |
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4.4 |
2 |
8 |
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√ |
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第五章 缩合反应
1．掌握缩合反应的概念；α-羟烷基化反应、α-卤烷基化反应、α-胺烷基化反应、β-羟烷基化反应；羟基烯化反应（Wittig反应）、羰基α-位的亚甲基化、有机金属化合物的亚甲基化等反应的定义、反应机理、反应条件及应用范围。
2．熟悉其它各人名反应的基本内容、反应的基本条件及应用范围；形成C-C键的基本要求（反应物结构、反应条件）。
3．了解Diels-Alder反应，1，3-偶极环加成反应，烯烃的环加成，碳烯及氮烯对不饱和键的环加成等反应的机理、反应物活性、立体化学及应用。
教学安排及教学方式
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教学环节学时分配 |
课后环节（请打“√”） |
章节数 |
授课 |
实验 |
上机 |
讨论 |
作业 |
自学 |
综合大作业 |
其他 |
5.1-5.2 |
2 |
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|
√ |
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5.3 |
2 |
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√ |
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5.4-5.5 |
2 |
6 |
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√ |
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第六章 重排反应
1．掌握重排反应的定义，分类。从碳原子到碳原子的重排：Wagner-Meerwein重排、Pinacol重排、苯偶酰-二苯乙醇酸型重排、Favorski重排、Wolff重排和Arndt-Eistert反应；从碳原子到杂原子的重排：Beckmann重排、Hofmann重排、Curtius重排、Schmidt重排；从杂原子到碳原子的重排：Stevens重排、Sommelet-Hause重排、Wittig重排；δ键迁移重排：Claisen重排、Cope 重排、Fischer indol合成等主要重排反应条件、迁移基的迁移能力及应用。
2．熟悉上述重排反应形成新分子的一般方法。
3．了解上述各重排反应的机理及特点。
教学安排及教学方式
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教学环节学时分配 |
课后环节（请打“√”） |
章节数 |
授课 |
实验 |
上机 |
讨论 |
作业 |
自学 |
综合大作业 |
其他 |
6.1-6.2 |
2 |
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√ |
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6.3-6.4 |
2 |
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√ |
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6.5-6.7 |
2 |
6 |
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√ |
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第七章 氧化反应
1．掌握氧化反应的定义，分类及应用。
2．掌握各种类型结构底物的氧化反应，主要内容包括：烃类的氧化反应：苄位烃基的氧化、羰基α-位活性烃基氧化、烯丙位烃基氧化；醇的氧化反应：伯、仲醇被氧化成醛酮、醇被氧化成羧酸及1，2-二醇的氧化；醛酮的氧化反应：醛的氧化、酮的氧化；含烯键化合物的氧化反应：烯键环氧化、氧化成1，2-二醇、烯键的断裂氧化；芳烃的氧化反应：芳环的氧化开环、氧化成醌、芳环的酚羟基化；脱氢反应，胺的氧化及其它氧化反应中氧化常用的氧化剂及特点。
3．熟悉各类氧化剂的应用范围，以及它们对不同功能基氧化时的异同点。
4．了解芳烃的氧化、脱氢氧化及其它氧化反应。
教学安排及教学方式
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教学环节学时分配 |
课后环节（请打“√”） |
章节数 |
授课 |
实验 |
上机 |
讨论 |
作业 |
自学 |
综合大作业 |
其他 |
7.1-7.2 |
2 |
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√ |
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7.3 |
2 |
7 |
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√ |
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7.4 |
2 |
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√ |
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7.5-7.6 |
2 |
6 |
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√ |
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第八章 还原反应
1．掌握还原反应的定义、分类，还原反应机理及各类还原剂的应用范围；不饱和烃的还原反应：烯、炔的还原、芳烃的还原；羰基（醛、酮）的还原反应：还原成烃的反应、还原成醇的反应、还原胺化反应及羰基化合物双分子还原偶联反应；羧酸及衍生物的还原：酰卤的还原、酯及酰胺的还原、腈的还原、羧酸及酸酐的还原；含氮化合物的还原反应：硝基化合物的还原、肟和甲亚胺的还原及其它含氮化合物的还原、氢解反应、不对称还原反应等反应中各类还原剂的应用特点及应用范围，以及烯炔、羰基、硝基的还原方法。
2．熟悉对各种不同功能基进行还原时所采用的典型方法。
3．了解各官能团的氢解反应及不对称还原反应的一般方法。
教学安排及教学方式
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教学环节学时分配 |
课后环节（请打“√”） |
章节数 |
授课 |
实验 |
上机 |
讨论 |
作业 |
自学 |
综合大作业 |
其他 |
8.1-8.2 |
2 |
|
|
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|
√ |
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8.3-8.4 |
2 |
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|
|
√ |
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8.5-8.6 |
2 |
6 |
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|
|
√ |
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第九章 药物合成设计原理
1．了解通过学习合成设计的基本术语和理念，掌握药物合成设计的基本逻辑和思维方法。
2．了解评价合成路线的方法和基本标准，了解查阅文献的基本方法，掌握合成策略的制定方法。
3．掌握逆向合成分析的基本原理，并了解各种合成子引用和替换。
4．掌握化合物中各种官能团之间相互转化的关系和方法，了解计算机辅助药物合成路线设计的基本方法。
教学安排及教学方式
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教学环节学时分配 |
课后环节（请打“√”） |
章节数 |
授课 |
实验 |
上机 |
讨论 |
作业 |
自学 |
综合大作业 |
其他 |
9.1 |
2 |
|
|
|
|
√ |
|
|
9.2 |
2 |
|
|
|
√ |
|
|
|
9.3 |
2 |
|
|
|
|
√ |
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9.4 |
2 |
|
|
|
√ |
|
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五、实践环节
药物合成反应实验包括氧化反应、酯化反应、还原反应、缩合反应、取代反应、酰化反应、硝化反应等。具体内容和课时安排如下：
章 |
内 容 |
参考学时 |
1 |
对-硝基苯甲酸的制备 |
7 |
2 |
对-硝基苯甲酸乙酯的制备 |
7 |
3 |
对-氨基苯甲酸乙酯的制备 |
6 |
4 |
呋喃丙烯酸的制备 |
6 |
5 |
2，4-二氯乙酰苯胺的制备 |
6 |
6 |
苯乙酮的制备 |
8 |
7 |
对硝基苯乙睛的制备 |
6 |
六、课外学时分配
章 |
内容 |
参考学时 |
1 |
自学酰化、缩合和重排反应相关命名反应 |
8 |
2 |
学习上述命名反应在药物合成中应用 |
8 |
七、考核方式
闭卷；
闭卷考试成绩占70%，平时作业占10%；实验成绩占20%；
