绿色化学理念在天然药物化学实验教学中的渗透与应用

依明·尕哈甫 米仁沙·牙库甫

新疆医科大学药学院天药生药教研室，新疆 乌鲁木齐 8300011

绿色化学理念在天然药物化学实验教学中的渗透与应用

依明·尕哈甫 米仁沙·牙库甫

新疆医科大学药学院天药生药教研室，新疆 乌鲁木齐 8300011

天然药物化学是一门以实验为基础的科学，总是与环境污染相联系，因此天然药物化学实验教学中渗透绿色化学理论，加强环保教育，不但可扩展学生的知识面，提高学生的学习兴趣，而且能在有限的教学时间内使学生受到绿色化学的熏陶，这种简便有效的方法值得进一步完善和推广。

天然药物化学；实验教学；绿色化学

天然药物化学是药学专业的一门专业课程，而天然药物化学实验是天然药物化学课程的重要组成部分，通过实验，可以使学生加深对理论知识的理解和掌握，培养学生的专业实验技能和科研思维，为今后的学习、工作和科研奠定基础。目前，天然药物化学许多实验项目使用大量的易燃、易爆和有毒的试剂，污染周围的环境，存在安全隐患、浪费试剂严重等问题。例如，实验中使用的氯仿、乙醚等溶剂，不仅对环境产生污染，还会使学生和教师的健康受到危害，危险性大，各种酸碱溶液会腐蚀排水管道，增加设施维护负担。因此，加强学生的环保意识，在实验教学中培养学生绿色化学意识和能力尤为重要。

绿色化学又称环境无害化学或环境友好化学，是指用化学的技术，原理和方法来降低或消除对人体健康、安全和生态环境有毒有害的化学品的使用和生产［1］。绿色化学的核心理念是开发原子经济反应，通过原料、催化剂、产品等的绿色化，从源头消除污染，实现污染的零排放。绿色化学促进了人与自然关系的和谐，考虑了整个社会的可持续发展。关于在天然药物化学实验课中强化“绿色化学”的理念，许多学者一直在思考和探索，提出了很多具有建设性的意见，笔者结合本校天然药物化学实验教学的特点，从实验设计入手，在实验原理、实验过程中渗入绿色化学的基本观念，达到激发学生创新思维、引导学生树立绿色化学思想观念、增强环境保护意识的目的。

1 实验教学过程中渗透绿色化学思想意识

天然药物化学实验使用的很多试剂有毒、有害，对环境，尤其是对水的污染严重，因此，应该在天然药物化学实验课中贯彻绿色化学思想，强调节约试剂以及三废的环保处理，逐步让学生形成环保意识，把绿色化学教育的理念渗透到学生的思想中。结合天然药物化学实验的特点，从实验的设计、材料的使用及处理过程入手，例如在巴马汀生物碱的提取实验中选择酸水提取并通过盐析法沉淀分离的方法，用污染小的稀醋酸水溶液和盐水溶液代替有机溶剂，减少污染，简化处理过程，可以有意识地强化绿色化学的理念，让学生在潜移默化中接受绿色化学教育。

2 原料和试剂的绿色化

在实验过程尽量使用绿色试剂，拒绝使用或减量使用那些不能替代或者无法回收后重复使用的有毒有害物质，做到从源头上杜绝或减少污染。可以回收利用的溶剂，一定要进行回收，留着下次进行同样实验项目时使用，这样可以使有机试剂的消耗大大减少，产生的废液也相应减少。回流提取实验可以让学生串联搭装置，减少冷凝水的使用。使用无毒的试剂、溶剂或催化剂，应尽量使用水作为提取溶剂，水是自然界中最丰富的溶剂，安全、经济、无毒、无污染，既可以降低成本，又增加实验的安全性，都充分体现绿色思想教育。

3 用“绿色化学”理念改革实验项目的内容

针对目前开设的天然药物化学实验我们认为可以从以下几点入手，使绿色化学理念深入渗透到实验中，具体做法如下。

3.1 利用计算机模拟仿真实验 仿真实验是一种不投入化学试剂和也不排放废液的特殊实验方式［2］，污染较大的实验就可以采用这种方式，让学生在计算机上进行模拟，通过相关的计算机辅助教学软件和三维动画仿真技术，可以真实详细地体会和描述蒸馏、回流、减压蒸馏、萃取和过滤等操作，采用多媒体形式演示规范的操作过程，对关键操作通过特写镜头加深学生的印象，并总结在各个过程中需要注意的事项，既可以避免实验存在的毒性和危险的问题，也可以减少试剂的使用和污染物的产生，使实验绿色化，自始至终不会对人体和环境造成污染。另外，开设模拟实验也可以增加实验的趣味性，培养学生的想象力和科研思维能力。

3.2 选择环保绿色的实验项目 在不影响实验教学目的的前提下，充分考虑试剂和产物的毒性以及整个实验过程所产生的“三废”对环境的污染情况，经过综合评价，尽量选择环保、绿色的实验项目，删除或替代那些有毒性的实验项目。例如我们在黄酮类化合物的实验教学中安排了“芦丁的提取、分离和鉴定”。芦丁的提取方法有溶剂法和碱提酸沉法等［3］，在实验设计时我们利用芦丁在热水和冷水中的溶解度差异，使用环境友好的水为提取溶剂，直接采用煎煮法提取后放冷析出沉淀，既避免了有机溶剂和酸碱性溶液对环境的污染，后续的分离操作也可以自然完成，简化了实验程序。

3.3 大力推广微型实验 微型实验是常规实验的微缩和减量，用尽可能少的试剂达到实验目的，具有节约试剂、减少污染、安全度高等优点，是推广绿色化学的重要实践，基本解决了对环境的污染问题，也大大地节约了实验费用。例如，天然药物化学实验中，各类化合物的检识反应均可采用点滴板代替试管中进行，可以大大减少试剂的使用量，而且实验现象很明显，实验结束后的清洗也很简便。另外，微型实验还能够提高教学质量，符合教育教学改革发展的方向。微型实验设计巧妙，易于提高学生的学习兴趣，有效的锻炼了学生的创新意识，创新能力。

3.4 实验组合的绿色化，开展系列化实验 即通过调整实验次序，建立某一实验产物与另一实验原料之间的联结，连续构成一个有机的实验序列，如虎杖中蒽醌类成分的提取实验得到的产物可作为大孔树脂、硅胶柱层析、聚酰胺分离中的原料，不用再使用新的材料就可以实现训练目的，通过这些途径可以达到减少废弃物的排放，提高试剂利用效率的目的。

3.5 妥善处理实验中产生的废弃物 在实验结束后，指导学生用科学、经济、安全的方法对废弃物进行无害化处理。比如：用中和法处理酸性或碱性废水等。对于一些有机溶剂如乙醇、乙醚等，可以通过简单的蒸馏实验进行回收处理。确实不能作回收处理的溶剂，将其集中储存，待累积到一定量后运送到专职部门进行无公害处理，在收集及运送期间要注意防火、防泄。这样既可培养学生绿色化学意识，又可使学生学习绿色化学的实用技术，还可以节约资源，变废为宝，变害为利。

4 结语

在实验教学中进行绿色化学教育，是素质教育的重要内容，需要广大教师不断更新知识结构，教学中推广最新的实验方法和理念，加大绿色化学实验教材建设和改革的力度，让学生认同绿色化学，实验室建设和改造过程要充分与绿色化学思想相结合，减少环境污染。通过绿色化学教育在实验教学中的渗透及各种创新性实践活动，能够扩宽学生的知识面，提高学习兴趣，减轻实验造成的环境污染，对我国环保型的高效经济发展道路有着非常重要的现实意义。

［1］朱清时.绿色化学［J］.化学进展，2000，12（4）：410－413.

［2］陈田.计算机仿真实验在化学实验教学中的应用［J］.实验室科学，2009，12（6）：43－44.

［3］李嘉蓉，郭丽冰，杨月，等.天然药物化学实验［M］.北京：中国医药科技出版社，2004：46.

［4］黄忠京.微型有机化学实验教学初探［J］.广西民族大学学报（自然科学版），2007，13（2）：106－107.

R313

A

1007－8517（2013）03－0046－02

2013.01.06）

2011年新疆医科大学药学院教育教学研究基金。

依明·尕哈甫，讲师，硕士。