第一篇：藥物合成反應教學大綱

《藥物合成反應》教學大綱

課程編號：B09721035 課程中文名稱：藥物合成反應

課程英文名稱：Organic Reactions for Drug Synthesis 課程類別：專業基礎課

總 學 時：72學時（其中理論48學時，實驗24學時）總 學 分：4.5 適用專業：藥學本科

一、課程的性質、地位與任務

《藥物合成反應》是藥學專業的一門重要專業基礎課。

本課程以有機化學、無機化學、物理化學為基礎，對藥物合成中常用的有機單元反應和特殊反應進行比較深入的討論，著重討論各單元反應發生的條件、反應的微觀過程及影響反應的結構因素和反應條件因素，并用以指導藥物合成方法的選擇和工藝條件的優化。

本課程要求學生掌握重要藥物合成單元反應的反應條件、反應機理、影響因素及其在藥物合成中的應用；掌握藥物合成單元反應中常用主要反應試劑的性質、特點、應用范圍。熟悉新試劑、新方法在藥物合成反應中的應用進展。培養較為熟悉的合成藥物及中間體的實驗基本技能，能正確地、科學地、獨立地進行合成反應實驗工作，具有獨立開展藥物合成研究的初步能力。

二、課程的基本要求

1、掌握重要的藥物合成反應的反應機理，反應的基本條件和應用范圍；

2、掌握反應中作用物的結構因素，反應條件對反應結果的影響；

3、掌握重要合成反應中常用試劑的特性和應用條件、應用范圍；

4、了解有機合成的新反應，新試劑和新方法的發展，掌握某些新反應，新試劑和新方法在藥物合成中的應用；

5、掌握目標分子（即藥物分子）合成設計的基本知識，基本步驟，具有選擇較合理的合成方法的能力；

三、本課程與其他課程的聯系

本課程先修課程為：有機化學、藥物化學。本課程的后續課程有：藥劑學、藥物分析。

四、教學內容、基本要求及學時安排

第一章 鹵化反應

【教學內容】

1、不飽和烴的鹵加成反應。

2、烴類、羰基化合物的鹵代反應。包括脂肪烴、芳烴、醛、酮、烯醇、羧酸衍生物的鹵化反應。

3、醇、酚和醚的鹵代置換反應。

4、羧酸的鹵置換反應。酰鹵的制備，羧酸的脫羧鹵置換反應。

5、其他官能團化合物的鹵置換反應。鹵化物的鹵素交換反應，磺酸酯、芳香重氮鹽化合物的鹵置換反應。【基本要求】

1、掌握不飽和烴鹵加成反應、鹵取代反應和鹵置換反應的特征、影響因素和各種類型反應的常見鹵化劑。

2、熟悉不飽和烴鹵加成反應、鹵取代反應和鹵置換反應的反應機理。

3、了解鹵化反應在藥物合成中的廣泛應用。【重難點】

重點：常用的各類鹵化劑的應用特點、反應條件及各種類型反應的反應機理。

難點：在藥物合成中，對某一目標反應選擇合適的鹵化劑及鹵加成和取代反應的立體化學問題。

【學時安排】理論7學時，實驗6學時

第二章 烴化反應

【教學內容】

1、氧原子上的烴化反應。包括醇、酚的氧烴化反應，醇、酚羥基的保護。

2、氮原子上的烴化反應。氨及脂肪胺、芳香胺、雜環胺氮原子上的烴化反應，氨基的保護。

3、碳原子上的烴化反應。芳烴、炔烴、羰基化合物等的烴化反應。【基本要求】

1、掌握烴化反應的特征及分類；理解影響各類烴化反應的主要因素。

2、熟悉各類烴化反應的機理；掌握羥基、氨基保護的各種有效方法。

3、了解烴化反應的概念及其與縮合反應的區別和聯系； 【重難點】

重點：各類烴化劑的應用特點及如何選擇使用，各類烴化反應的反應機理及反應的影響因素。活性亞甲基化合物的碳烴化中不同烴化基引入的順序及其在藥物合成中應用。

難點：當分子中有多個可被烴化官能團存在時，如何進行選擇性烴化的問題。【學時安排】理論7學時

第三章 酰化反應

【教學內容】

1、氧原子上的酰化反應。包括醇、酚的氧酰化，醇、酚羥基的保護。

2、氮原子上的酰化反應。包括脂肪胺、芳香胺的氮酰化，氨基的保護。

3、碳原子上的酰化反應。包括芳烴、烯烴的碳酰化。

4、有機金屬化合物在碳酰化反應中的應用 【基本要求】

1、掌握氧原子、氮原子酰化反應中常用酰化劑類型、反應條件。

2、熟悉碳酰化反應中重要人名反應及有機金屬化合物在碳酰化反應中的應用。

3、了解酰化反應在藥物合成中的應用特點。【重難點】

重點：酰化反應的機理及常用酰化劑類型。難點：反應條件對酰化反應的影響。【學時安排】理論7學時，實驗6學時

第四章 縮合反應

【教學內容】

1、α-羥烷基、鹵烷基、氨烷基化反應。Aldol縮合、Prins反應、Blane反應、Mannich反應等。

2、β-羥烷基、β-羰烷基化反應。

3、亞甲基化反應。包括Wittig反應、Knoevenagel反應、Stobbe反應、Perkin反應。

4、Darzens反應。

5、環加成反應。Diels-Alder反應。【基本要求】

1、重點掌握具有活潑氫化合物和羰基（醛、酮、酯）化合物間縮合和分子內環合反應。掌握掌握延長和建立C-C鍵、C-X（X=N、O）鍵的基本方法與原理；掌握Mannich、Michael、Wittig反應的機理、影響因素、發展和應用；掌握分子內環化反應的規則。

2、熟悉縮合反應的基本概念，反應機理及反應的影響因素。

3、了解縮合反應在藥物合成中的應用特點。【重難點】

重點：Aldol縮合，Mannich反應，Michael加成，Wittig反應，Knoevenagel反應及Darzens縮合的定義、反應機理、反應條件及其應用。

難點：縮合反應中的立體化學問題。【學時安排】理論7學時，實驗6學時

第五章 重排反應

【教學內容】

1、從碳原子到碳原子的重排。

2、從碳原子到雜原子的重排。

3、從雜原子到碳原子的重排。

4、σ鍵遷移重排。【基本要求】

1、掌握Beckmann重排、Hofmann重排、Stevens重排和Sommelet-Hauser重排、Cope重排和Claisen重排。

2、熟悉重排反應的反應機理及反應的影響因素。

3、了解了解重排反應的基本概念，重排的分類，立體化學和對重排產品結構的影響。【重難點】

重點：主要重排反應條件、遷移基的遷移能力及應用。

難點：綜合運用重排反應形成新分子及重排反應中的立體化學問題。【學時安排】理論6學時

第六章 氧化反應

【教學內容】

1、烴類、醇類、醛、酮的氧化反應。

2、含烯鍵化合物的氧化反應。

3、芳烴、胺的氧化反應。

4、脫氫反應及其他氧化反應 【基本要求】

1、掌握不同類型有機化合物如烷烴、醇、醛、酮、烯烴及芳烴被氧化的特點、常用氧化劑、氧化產物及氧化反應條件。

2、掌握脫氫反應中常用的脫氫劑及其特點、芳構化反應的應用。

3、熟悉胺、鹵化物、磺酸酯及含硫化合物的氧化特點及應用。

4、了解有機化學中氧化反應的概念及氧化反應的類型。【重難點】

重點：烴基、醇及烯鍵氧化常用的氧化劑及特點。熟悉各類氧化劑的應用范圍以及它們對不同功能基氧化時的異同點。

難點：各類可氧化官能團共存時如何實現選擇性氧化。【學時安排】理論6學時，實驗6學時

第七章 還原反應

【教學內容】

1、還原反應機理。

2、不飽和烴的還原。

3、羰基（醛、酮）的還原反應。

4、羧酸及其衍生物的還原反應。

5、含氮化合物的還原反應。

6、氫解反應。

7、不對稱還原反應。【基本要求】

1、掌握各種類型有機化合物被還原的特點、常用還原劑、還原產物和還原反應條件。

2、熟悉有關人名反應及其在藥物合成中的應用。

3、了解還原反應的定義、反應類型及其在藥物合成中的重要性。【重難點】

重點：各類還原劑的應用特點及應用范圍。烯炔、羰基、硝基的還原方法。對各種不同功能 基進行還原時所常用的典型方法。還原反應在藥物合成中應用。難點：各類可還原官能團共存時如何實現選擇性還原。【學時安排】理論6學時

總復習理論2學時

五、實踐性教學環節

六、教學方法與手段

理論教學方法：講授、討論。教學手段：多媒體。

七、考核與成績評定

1、考核目的：考核學生對藥物合成反應基本理論、基本知識及基本技能的掌握情況。

2、考核形式：閉卷書面考核。

3、主要考核內容：教學大綱涉及內容均在考核范圍。

4、考核題型：簡答題、完成反應題、反應機理題、定向合成題和綜合題。

5、成績評定：平時成績占30%，書面考核成績占70%。

八、教材及參考書

教材：

《藥物合成反應》，主編：聞韌，出版社：化學工業出版社，2010年第3版。參考書：

《有機合成反應》（上、下冊），主編：王葆仁，出版社：科學出版社，1981年。《March’s Advanced Organic Chemistry》，主編：Michael B.Smith and Jerry March，出版社：Wiley，2007年第6版。

執筆人： 倪冬梅 審核人：喻昕

2013年7月1日

第二篇：藥物合成實驗心得

藥物合成實驗心得

2009140449 程雨晴 為期六周的藥物合成實驗做完了，感覺頗豐，學到了以前很多沒有接觸到的知識，也復習了以前的一些實驗操作，在老師的辛勤指導與糾正之下，我們的實驗操作也更加規范了，做實驗也更加細致謹慎了。感觸最深的是在做實驗中一定要勤于思考，做到心、腦、手同時并用，這樣才能把實驗做好。

在所有的藥物合成中，我接觸到了不少新的儀器：500M傅里葉變換核磁共振波譜儀、旋光儀、數字顯為熔點儀、旋轉蒸發儀，通過老師的講解以及我們實驗過程中的使用，我對這些儀器有了基本的了解（核磁共振儀除外）。同時在實驗過程中，我們還復習到了不少知識：物質紅外光譜的測定、薄層層析法、柱色譜分離以及一些基本的蒸餾、過濾操作。

在本實驗中學到了2中色譜分析方法：薄層色譜和柱色譜。薄層色譜又稱薄層層析，簡稱TLC，屬于固-液吸附色譜，是將作為固定相的支持劑（硅膠）均勻的鋪到玻璃板上成為薄層，把樣品點在薄層上，用適當的展開劑展開，根據各組分對固定相吸附能力的差異，從而使樣品各組分達到分離的一種層析技術，可用于a.化合物定性檢驗；b.快速分離少量物質；c.跟蹤反應進程；d.化合物純度的檢驗。

柱色譜屬于液-固吸附色譜，當混合物溶液加在固定相上，固體表面借各種分子間力作用于混合物中各組分，以不同的作用強度被吸附在固體表面。由于吸附劑對各組分的吸附能力不同，當流動相流過固體表面時，混合物各組分在液-固兩相間分配，形成帶狀分布，實現混合物的分離。

在實驗中先用TLC跟蹤反應進程，確定反應進程后，用柱色譜分離純化甲基2,3,4,6-四-O-苯甲酰基-α-D-吡喃甘露糖苷。

第一階段，在TLC跟蹤反應進程中，根據被監測物質的極性不同，選用V乙酸乙酯:V石油醚=5:3的展開劑，用硫酸碳化法進行顯色，監測反應，當在硅膠板上的斑點單一時，反應的原料消失了。（點樣—展開—噴濃硫酸—烘烤—顯色）

在第二階段中跟蹤反應是否完全時，根據α-D-吡喃甘露糖苷與甲基2,3,4,6-四-O-苯甲酰基-α-D-吡喃甘露糖苷的極性差異，選用V乙酸乙酯:V石油醚=1:3，用紫外顯色監測反應（在HF254薄層色譜板上取點—點樣—展開—紫外燈下顯色—畫點—噴濃硫酸—烘烤），當產物點單一時表示反應完全。

在第三階段中，用柱色譜分離純化產物，裝好柱后，往柱中加入試樣，洗脫劑V乙酸乙酯:V石油醚=1:5，用試管收集流出溶液，每收集一管編一個號，并用TLC監測流出液組成成分情況，最初只是看是否有熒光斑點出現（無斑點：苯甲酸），待出現斑點后，就用TLC展開，當顯示為純目標產物時，合并該部分的洗脫液，實現目標產物的純化。

在整個跟蹤反應進程和分離純化目標產物過程中，我學會了怎么根據TLC板上的顯色情況判斷反應進程，該如何選擇展開劑以及薄層色譜的所有操作過程。在柱分離過程中，我學會了如何裝柱，洗柱，裝樣和洗脫，如何選擇洗脫劑，以及如何實現目標產物的純化。500M傅里葉變換核磁共振波譜儀

（一）特點：1.檢測靈敏度高，通過新號的累加增大檢測的靈敏度； 2．測定速度快；

3.隨著超導磁體的應用，磁場強度增大，1H NMR譜的觀測頻率增大，此為500M；

4.通過交叉極化和魔角旋轉實現了固體樣品的檢測。

（二）樣品的配制：常規NMR測定使用5mm外徑的樣品管，根據不同核的靈敏度取不同量的樣品溶解在0.5—0.6 mL的溶劑中，配制成適當溶度的溶液。

本實驗是取適量甲基2,3,4,6-四-O-苯甲酰基-α-D-吡喃甘露糖苷，溶入0.5 mL氘代氯仿中，用500M傅里葉核磁變換核磁共振波譜儀測，1H NMR、13C NMR一維譜，H-H相關和C-H相關二維譜。

使用氘代試劑的優點：溶劑中1H被D取代，氘信號用于儀器內鎖，同時消除了溶劑中1H對樣品吸收峰的干擾。

使用氘代試劑時，由于氘代度不是100%（我們用的氘代氯仿是99.8%），因此在譜圖中常會出現殘余質子的吸收。在13C NMR譜中也會出現相應的吸收峰，因此在配制樣品時，除考慮溶解度以外，還要考慮可能的溶劑峰干擾，選擇合適的溶劑。

本實驗中用的氘代氯仿中加入了Ag片，目的是起穩定作用，抑制氯仿氧化生成光氣，將光氣吸收在銀箔的表面將其分解，使Cl留在銀上，釋放出CO。

（三）化合物位移δ=(V樣-VTMS)HZ ∕儀器操作頻率MHZ 為了表述方便，以四甲基硅烷（TMS）作參考物，把TMS的信號設為0.0 HZ,從而得到其他的基團的質子信號，如：在500 MHZ儀器上，某一基團相對于TMS在500 HZ處共振，則其化學位移為1ppm。選用δ后，所以同一化合物在不同頻率的儀器上得到的化學位移是相同的，從而使檢測更加方便。

在實驗過程中，選用四甲基硅烷做參考物，主要是因為四甲基硅烷有如下優點：1.12個質子受到硅原子強屏蔽作用，在高場區出現一個尖銳強峰；2.TMS在大多數有機溶劑中易溶，呈現化學惰性；3.沸點低，樣品易回收。

在測定碳譜時，一般用13C替代12C，主要是因為13C在自然界中豐度小（1.108%），含量少，干擾小，測定用時短，易于測定。比旋光度的測定

在測定比旋光度時，只有具有旋光性的物質才可以測定。規定旋光管的長度為1dm，待測物質溶液的濃度為1g/mL，在此條件下測得的旋光度叫做該物質的比旋光度，用[α]表示。旋光度[α]不僅與被測物質本身的結構有關，還與測定的條件、樣品的濃度（如果是溶液）、溶劑、溫度、光線的波長和旋光管的長度有關。

測旋光度的操作過程：樣品溶液的配制（一般為在分析天平上稱取0.1到0.5g的純樣品，溶解，置于25mL容量瓶中定容）——樣品的裝入——旋光儀零點的校正——旋光度的測定（一般測5次，取平均值）——洗凈旋光管，裝滿蒸餾水。在本實驗中我們測定的S-（-）-α-苯乙胺-L-（+）-酒石酸鹽的旋光度是133.10，文獻值為1320，與文獻值相近。熔點的測定：

操作步驟：1.打開儀器電源開關，預熱10分鐘，設置準備溫度和升溫速率（3℃／min）；

2.將烘干的樣品在干燥和潔凈的碾體中碾碎；

3．取一支或數支清潔、干燥的熔點管，將其開口端插入樣品中，裝入樣品；

4.取一長約0.8米的干燥玻璃管，直立于玻璃板上，將裝有試樣的熔點管在其中投落至少20次，使熔點管內樣品緊縮至3-4mm高。如果同時測兩個樣品進行比較，樣品的高度應該一致,以確保測量結果的一致性；

5.將熔點管插入樣品插座，代儀器準備好時，改變升溫速率（1℃／min）；

6.觀察樣品，待開始熔時，記錄初熔溫度，樣品完全熔化時，記錄終熔溫度；

7.待爐溫下降到起始溫度后，重復測定，讀取算術平均值為測定結果。兩次測定的初熔溫度加終熔溫度之平均值之差不大于1℃；

8.關機。

旋轉蒸發儀的使用方法

打開白色箱體的電源，聽是否有聲音，若有則正常→將回流水打開(有時也不開)，檢查回流水是否正常→將瓶子套上→打開抽真空的閥門，待真空度為0.02MPa時便可松手，之后關上安全閥→調節單口瓶的轉動速度及將單口瓶升降調節好它的位置→蒸發完畢后，先停止轉動，再將單口瓶升上一定位置，關電機電源，電熱電源，真空機電源，再關閥門 紅外光譜分析(1)D-甘露糖

3400cm-1是O-H的伸縮振動峰，2919 cm-1是C-H伸縮振動峰，1423 cm-1是C-H彎曲振動峰，1052 cm-1是C-O伸縮振動峰。(2)甲基α-D-吡喃甘露糖

3455 cm-1是O-H伸縮振動峰(分子間氫鍵)，3293 cm-1是O-H伸縮振動峰(締合)，2496 cm-1是C-H伸縮振動峰，1403 cm-1是C-H彎曲振動峰，1122、1033、971 cm-1是C-O伸縮振動峰。(3)甲基2,3,4,6-四-O-苯甲酰基-α-D-吡喃甘露糖苷 2954、2842 cm-1是C-H伸縮振動峰，1724 cm-1是C=O伸縮振動峰，1600-1450 cm-1是苯環骨架振動峰，1261、1103、1079 cm-1是C-O伸縮振動峰，709 cm-1是單取代苯環上的C-H面外彎曲振動峰。

做完實驗二——對乙酰氨基酚的合成，我對于合成藥物有了一定感受，在實驗中我們要充分考慮實驗中各種物質的物理、化學性質，反應的條件，以及選擇最佳合成路線，經濟，簡單，藥物合成一般是要運用的工廠中的，我們必須要考慮成本（實驗中用自來水）。

通過藥物合成實驗，我對自己實驗操作的不足有了更加深刻的認識，以后一定要積極思考，增強自己的動手能力。

第三篇：藥物合成讀書報告

讀書合成報告

天然產物海洋生物堿Eudistomins Y1-Y7及其類似物全合成分析

天然產物海洋生物堿Eudistomins Y1-Y7及其類似物全合成分析

1.引言

生物堿是一類生物體中一種含氮化合物，它不僅存在于植物中，而且也存在于動物、微生物和海洋生物中，人們已經發現很多的有活性的生物堿且用于抗腫瘤、抗菌、抗病毒等方面。在許多疾病的治療中，生物堿類藥物已經受到人們的普遍關注。近些年來，海洋藥物研究日益受到專家學者關注。海洋蘊藏著豐富的藥用生物資源，海洋生物由于生活在高鹽、高壓、低溫、缺氧等極端環境中，長期進化過程中形成了一些結構獨特而又有顯著藥理作用的次級代謝產物，其在抗病毒、抗炎和抗腫瘤等方面作用顯著。

海洋生物堿作為海洋生物的一種次級代謝產物，同樣具有以上的生物學活性，它們有很多可能成為抗腫瘤、抗病毒和抗菌的藥物先導化合物，有良好的藥用前景。

Eudistomin Y類化合物是一系列的β-咔啉原本是從一個的海洋turnicate或附近的韓國海域的海鞘隔離。B-咔啉生物堿是一種普遍的一類生物活性的天然產物1-4具有寬范 圍的結構.天然產物海洋生物堿Eudistomins Y1-Y7及其類似物全合成分析

（圖1)

和藥理（細胞毒性，抗病毒，抗微生物等）的多樣性。β-咔啉是一大群不同替換的C-1，C-6，C-7的位置，其中一些是廣泛分布于許多植物和哺乳動物，具有廣泛的生物活性與天然和合成的吲哚類生物堿[2-4]。eudistomins代表一個不斷擴大的從海洋中分離的子類被囊動物的Eudistoma由于最初發現于1987年由萊因哈特的Eudistomins genus.，12個其他成員Eudistomins R-W一直reported.天然產物海洋生物堿Eudistomins Y1-Y7及其類似物全合成分析

在2008年，有7個新的基于B-咔啉代謝產物，創造

EudistominsY1-Y7

（圖2）

這些化合物含有溴取代的基團，這是一個典型的海洋天然產物的字符。Y1-Y7 羥基甲基苯基衍生物。生物學的研究表明，所有化合物對乳腺癌細胞系MDA-231表現出中度的生長抑制活性，IC50分別為15-63μM抑制活性的羥基甲基苯基產品均高于相應的天然產品Eudistomins Y1-Y7。

天然產物海洋生物堿Eudistomins Y1-Y7及其類似物全合成分析

2.實驗部分

2.1介紹

我們在此報告的七個新的基于β-咔啉代謝產物的化學合成和生物評價，Y1-Y7 羥基甲基苯基衍生物。使用溴取代的色胺和溴取代的phenylglyoxals中作為關鍵的中間體，Eudistomins Y1-Y7和它們的衍生物的合成通過在酸催化下的

Pictet-Spengler 反應完全由1H-和13C-NMR和質譜分析其特征在于。在本文中，我們報告的海洋生物堿Eudistomins Y1-Y7和羥基甲基苯基衍生物總的化學合成與改性一鍋氧化通過在酸催化下的Pictet-Spengler 反應，以及它們的生物活性對乳腺癌細

13C NMR胞系MDA-231。所有目標化合物的結構均經1H NMR，和HRMS。光譜數據合成化合物人符合天然β-咔啉生物堿Eudistomins Y1-Y7的文獻。

2.3天然產物海洋生物堿Eudistomins Y1-Y7及其類似物

全合成分析

方線案

1的反

應

路:

天然產物海洋生物堿Eudistomins Y1-Y7及其類似物全合成分析

計劃1.試劑和條件：（a）POCl3/DMF/NaOH;CH3NO2/CH3COONH4/（b）苯，回流;（c）NaBH4/THF/CH3OH，rt;(d）Pd / C，H2，rt，5a LiAlH4/THF refulx，5b和5c。步反應：從市售的吲哚合成的目標化合物開始，根據參考圖合成：取代的吲哚-3水混合物的氧化

4步反應:用二氧化硒的二惡烷溴-2水混合物的氧化

天然產物海洋生物堿Eudistomins Y1-Y7及其類似物全合成分析

方案3概述：經典方法制備β-咔啉生物堿通過Pictet-Spengler 反應是兩個步驟的方法，和涉及的連接到一個脂族胺在酸催化下縮合充分反應芳香核與醛。Pictet-Spengler 環化反應的取代的色胺5a-d與取代的苯甲酰9，11或15，在乙酸中，得到化合物16-22，被改造成目標化合物Eudistomins與Y1-Y723-29在CH 2 Cl 2存在下BBr3芐基-4-6,9水混合物的氧化，反應條件對溫度的要求嚴格，嚴格控溫在80℃以下，各步所需反應條件也不相同，化合物9和15發生了傅-克(傅瑞德爾-克拉夫茨)反應，產率較方案一低，在

天然產物海洋生物堿Eudistomins Y1-Y7及其類似物全合成分析

百分之七十一以上。

方案三中為

合成，從“在乙酸中，得到化合物16-22，被改造成目標化合物Eudistomins與Y1-Y723-29在CH 2 Cl 2存在下BBr3-1278℃下用62％-68％的產率。”我們可以看出反應條件極高，要在-

1278℃的條件下并且產率有62％-68％，成本太大，此步反應在普通的實驗室中無法進行合成。其反應條件太過苛刻，不過可以嘗試，改變反應溫度，只是產率可能極低。

第四篇：基因工程藥物教學大綱（范文）

基因工程藥物教學大綱

課程名稱：基因工程藥物

課程編號：0235203 學分：1.5 學時數：28

考核方式：N+2。筆記10%，考試成績占40%，過程成績N占50%。先修課程：生物化學、微生物學、基因工程等。課程說明：專業選修課。

一、課程的性質

基因工程技術, 不僅使整個生命科學的研究發生了前所未有的深刻變化, 而且也給工農業生產和國民經濟發展帶來了巨大的經濟和社會效益, 給人類進步帶來了新的契機。目前，基因工程學正以新的勢頭繼續向前迅猛發展, 成為當今生物科學研究諸領域中最具生命力、最引人注目的前沿學科之一, 特別是基因工程在醫藥生物技術領域中的研究和應用，其意義深遠、潛力之巨大。

二、課程的目的與教學基本要求

課程目的：為了適應生物工程技術的迅速發展、拓寬專業面, 為了使學生對當今世界生物工程領域日新月異地發展的高新技術有更多的了解, 進一步擴大學生的知識面和視野，同時為他們今后從事這方面的工作和研究打下一定理論基礎, 特開設該課程。

課程任務: 通過講授基因工程制藥的概貌及國內外研究進展、基因工程制藥常用的工具酶和克隆載體、基因工程藥物無性繁殖系的組建以及基因工程藥物的生產和質量控制等, 使學生對基因工程的基本理論、基本步驟和操作技術以及基因工程藥物的生產技術原理和方法有比較系統的了解, 初步掌握基因工程制藥有關基本知識。

三、課程適用專業

本課程適用于生物技術專業等相關專業。

四、教學內容、要求與學時分配

第一章 基因工程制藥概述(2學時)

第一節：基因工程的概貌 簡述基因工程的誕生和興起，基因工程的定義、特點與基本步驟，基因工程早期的開創性研究成就，基因工程的應用與發展趨勢等。

第二節：基因工程與生物制藥 簡述基因工程藥物的研究和發展概況，介紹應用基因工程和蛋白質工程技術研究開發的幾種新型基工藥物。

第二章 基因工程制藥常用的工具酶(2學時)

第一節：限制性核酸內切酶 簡述限制酶的發現、限制酶的種類、限制酶的命名和限制酶的特性與用途等。

第二節 DNA連接酶 重點介紹DNA連接酶連接作用的特點，基因工程中常用的連接酶(T4噬菌體DNA連接酶、大腸桿菌DNA連接酶)的酶活性和用途，DNA連接酶連接作用的分子機理。

第三節 DNA聚合酶 重點介紹大腸桿菌DNA聚合酶

1、Klenow大片段酶、T4噬菌體DNA聚合酶、TaqDNA聚合酶及、反轉錄酶等的酶活性和用途。

第四節 DNA修飾酶 重點介紹末端脫氧核苷酸轉移酶、堿性磷酸酶、T4噬菌體多核苷酸激酶等的酶活性和用途。

第五節 單鏈核酸內切酶 重點介紹S1核酸酶、Bal31核酸酶等的酶活性和用途。

第三章 基因工程制藥常用的克隆載體(4學時)第一節 質粒載體 內容：質粒的定義、質粒DNA分子的特性、質粒載體的改造及構建。重點介紹基因工程制藥中常用的幾種質粒載體的結構和用途，主要包括pBR322及其衍生栽體、pUC系列載體。

第二節 λ噬菌體載休 內容：λ噬菌體的基本特性、λ噬菌體基因組的結構與功能、λ噬菌體DNA的改造及其載體的構建。重點介紹基因工程制藥中常用的幾種λ噬菌體載體，主要包括 Charon系列載體、EMBL系列載體、λgt系列載體。

第三節 M13噬菌體載體 內容包括：M13噬菌體的基本特性、M13絲狀噬菌體載體的構建、常用的M13噬菌體載體，主要包括M13mp18和M13mp19載體。

第四節 粘粒（Cosmid）載體 內容：粘粒載體的構建、常用的粘粒載體。

第五節 哺乳動物細胞載體系統 主要介紹：SV40載體、BPV載體、EBV病毒載體。

第四章 目的基因的制取(2學時)

第一節 目的基因的化學合成 內容：目的基因的設計, 寡聚核苷酸片段的合成, 寡核苷酸片段的分離和純化, 用寡核苷酸片段組裝目的基因, 化學合成寡核苷酸的其它用途。

第二節 構建基因文庫法分離目的基因 內容：構建基因文庫法分離目的基因的基本步驟, 真核基因組DNA文庫的構建過程

第三節 酶促合成法制取目的基因 內容：真核生揚細胞中的mRNA, 從構建 的cDNA文庫中篩選目的cDNA, RT-PCR法合成目的cDNA。

第五章 目的基因與克隆載體的體外重組(2學時)

第一節 目的基因與質粒載體的連接 內容：粘性末端連接法, 定向克隆法,平末端連接法, 同聚物加尾法, 加人工接頭連接法, 加DNA銜接物連接法, 其它轉換末端形式連接法。

第二節 目的基因與噬菌體載體的連接 內容包括：噬菌體載體臂DNA的制備, 噬菌體載體臂與外源目的DNA片段的連接。

第六章 重組克隆載體引入受體細胞(2學時)

第一節 概述 內容：基因工程的受體細胞, 重組體分子導入受體細胞的途徑。

第二節 重組體DNA分子的轉化或轉染 內容包括：用氯化鈣制備新鮮的感受態細胞轉化法, 用復合劑制備感受態細胞轉化法, 高壓電穿孔轉化法。

第三節 重組噬菌體DNA的體外包裝與轉染 內容：噬菌體體外包裝的基本原理, 噬菌體DNA的體外包裝, 包裝提取物的制備, 重組DNA的體外包裝與感染方法。

第四節 重組克隆載體導入哺乳動物細胞的轉染

第七章 含目的基因重組體的篩選、鑒定與分析(6學時)

第一節 重組體(菌)的篩選 內容：抗生素抗性基因插入失活法, b-半乳糖苷酶 基因插入失活法, 快速細胞破碎與凝膠電泳篩選法, 放射性標記核酸探針雜交篩選法, 免疫化學篩選法。

第二節 重組體的鑒定 內容：酶切及凝膠電泳鑒定法, Southern印跡雜交法, 電鏡R-環檢測法, 基因產物鑒定法。

第三節 重組DNA的序列分析 內容：Sanger雙脫氧鏈終止法DNA測序, Maxam-Gilbert化學修飾法DNA測序。

第八章 目的基因在宿主細胞中的表達(2學時)

第一節 外源目的基因在原核細胞中的表達 內容：原核基因表達載體的構建, 常見的原核細胞表達載體系統, 外源目的基因在原核細胞中的表達形式, 在原核細胞中高效表達目的基因, 基因定點誘變技術。

第二節 外源目的基因在真核細胞中的表達 內容：真核細胞表達載體的功能元件, 酵母菌表達系統, 哺乳動物細胞表達系統。

第九章 基因工程無性繁殖系的組建(2學時)

內容：人胰島素原融合蛋白重組菌的組建, 人a2b型干擾素工程菌的組建, 集落刺激因子工程菌的組建, 白細胞介素融合蛋白工程菌的組建, 乙型肝炎表面抗原重組酵母的組建, 人組織型纖溶酶原激活劑細胞株的組建, 紅細胞生成素CHO細胞株的組建, 人腫瘤壞死因子昆蟲細胞株的組建。

第十章 基因工程藥物的生產(2學時)

第一節 基因工程菌（細胞）的培養與發酵 內容包括：工程細菌的培養與發酵, 工程酵母的培養與發酵, 工程細胞的培養與發酵。

第二節 基因工程藥物的分離純化 內容包括：影響分離純化工藝的主要因素, 各種產物表達形式采用的分離純化方法,。

第三節 基因工程藥物的分離純化實例 內容包括：以包涵體形式表達的rGM-CSF中試分離純化, 以分泌型表達的人a1-干擾素的分離純化, 以可溶性形式表達的rhG-CSF的分離純化, 在酵母中表達的HBsAg的分離純化。

第十一章 基因工程藥物的檢驗(學生自學)

第一節 基因工程藥物的質量控制 內容包括：主要的基因工程藥物, 基因工程藥物的特點, 基因工程藥物的質量要求, 基因工程藥物的質控要點, 基因工程藥物的制造及檢定規程。

第二節 基因工程藥物常用的檢驗方法 內容：化學檢定法, 肽圖分析法，外源性DNA殘留量的測定，宿主細胞蛋白雜質的檢測，無菌試驗，內毒素試驗，異常毒性試驗，熱原質試驗，生物學活性(效價)檢定。

第三節 主要基因工程藥物的檢驗 內容：重組人胰島素的檢驗，重組人生長激素的檢驗，重組人干擾素的檢驗，重組人白細胞介素的檢驗，重組人紅細胞生成素的檢驗，重組人集落刺激因子的檢驗，重組人組織型纖溶酶原激活劑的檢驗, 重組人腫瘤壞死因子的檢驗，重組乙型肝炎疫苗的檢驗。

五、教材和主要參考資料

理論教學教材： 《基因工程》, 楊汝德主編，華南理工大學出版社，2006.8 主要參考教材： 《基因克隆技術在制藥中的應用》, 楊汝德主編，化學工業出版社，2004.1

執筆人：闞勁松

教研室：

系主任審核簽名：

第五篇：聚合物合成原理及工藝學教學大綱

《聚合物合成原理及工藝學》教學大綱

（一）、課程基本信息

課程名稱（中、英文）： 聚合物合成原理及工藝學

Principle and Technology of Polymer Synthesis 課程號（代碼）：300032030 課程類別：專業核心課課（院級平臺課）學時：48 學分：3

（二）、教學目的及要求

“聚合物合成原理及工藝學” 是高分子材料與工程專業的本科學生繼有機化學、化工原理、高分子物理、高分子化學等專業基礎課以后所開設的一門專業主干課程。本課程以三大合成材料及精細和功能高分子材料的工業生產為模型，以聚合物的分子設計與合成 ── 結構控制 ── 性能控制貫穿整個課程的始終，集中介紹了工業生產上合成高分子材料的新方法，重要品種的生產工藝技術；各種聚合方法進行工業化生產的特點、配方原理、流程組織原理和典型工業生產過程、聚合反應的基本化工單元及典型生產設備。不同實施方法中，關鍵設備的選用，傳熱傳質和分離提純的有效措施，最能體現工藝意圖的設備組合，獲得預定性能和結構的聚合物生產的工藝方法和工藝技術。

本課程旨在培養學生工程意識，使其掌握工業生產高聚物的技能技巧并具備從事新型高分子材料開發能力，是高分子材料與工程專業學生必不可少的重要知識板塊。

（三）、教學內容（含主要內容、學時分配，教學重點*、難點）

第一章：高分子合成原理及工藝學緒論（3學時）

一．高分子材料科學及高分子合成工業發展簡史 二．高分子材料的分類及工業合成高分子的一般過程* 三．本課程對不同知識點的不同層次的具體要求

第二章 生產單體的原料路線（3學時）

一． 石油化工原料路線* 二．煤炭原料路線 三．其它原料路線

第三章 自由基聚合工藝基礎和本體聚合工藝（6學時）

一． 工業生產中引發劑的選擇原則 二． 工業實施本體聚合的特點及難點

三． 氣相法本體聚合—高壓聚乙烯的生產工藝* 四． 非均相本體聚合—聚氯乙烯的本體聚合生產工藝

五． 熔融本體聚合和本體澆鑄聚合—聚苯乙烯和有機玻璃的生產工藝

第四章 自由基懸浮聚合生產工藝（6學時）一． 懸浮聚合的特點、成粒機理與樹脂粒子形態的控制 二． 懸浮聚合的物系組成，懸浮劑的類型、結構與性質 三． 懸浮聚合的工藝流程和工藝控制因素*

四． 水溶性高分子化合物作懸浮劑的氯乙烯非均相聚合工藝* 五． 無機化合物作懸浮劑的苯乙烯懸浮聚合工藝

第五章 自由基乳液聚合生產工藝（6學時）

一． 采用乳液聚合實施工業生產的特點、乳化劑的類型及工業生產中選擇

乳化劑的原則

二． 乳狀液的穩定與破乳原理在乳液聚合工業生產中的應用 三． 低溫乳液聚合生產工藝--丁苯橡膠的生產及工藝影響因素* 四． 種子乳液聚合生產工藝--糊用聚氯乙烯樹脂的生產 五． 高溫乳液聚合--ABS的生產

六． 精細化工產品聚丙烯酸酯共聚乳液的生產工藝

第六章 自由基溶液聚合生產工藝（4學時）

一． 溶劑對聚合反應的作用及工業上選擇溶劑的原則 二． 丙烯腈的均相溶液聚合生產工藝* 三． 丙烯腈的水相沉淀聚合生產工藝* 四． 醋酸乙烯溶液聚合及聚乙烯醇的生產

第七章 配位聚合生產工藝（4學時）

一． Ziegler-Natta催化劑的組成、性質及制備 二． 催化劑和高效催化劑在聚烯烴生產中的地位和作用 三． 淤漿法聚丙烯的生產工藝*

四． 氣相流化床法高密度聚乙烯的生產工藝

第八章 離子型聚合（1學時）

一． 陽離子聚合與丁基橡膠的生產工藝 二． 陰離子聚合與SBS熱塑性彈性體的生產工藝

第九章 線型縮聚高聚物的生產工藝（6學時）

一． 縮合聚合反應的特點、分類及工業上的實施方法 二． 熔融縮聚反應的特點、影響因素和實施工藝* 三． 滌綸樹脂的合成 四． 尼龍的合成

五． 溶液縮聚反應的特點、影響因素和實施工藝* 六． 界面縮聚反應和固相縮聚反應的簡介

第十章 體型縮聚物生產工藝（6學時）

一． 體型縮聚的概念，分類、生產步驟及凝膠點及其預測 二． 熱塑性和熱固性酚醛樹脂的工藝特點，工藝流程及影響因素* 三． 酚醛層壓塑料和壓塑粉的生產工藝及其應用 四． 不飽和聚酯的生產工藝

第十一章 逐步加成聚合反應的生產工藝（6學時）

一． 逐步加成聚合的概念、類型與工業上的應用 二． 異氰酸酯的化學反應 三． 聚氨酯生產的主要原料 四． 聚氨酯泡沫塑料的生產工藝* 五． 聚氨酯橡膠的生產工藝* 六． 聚氨酯涂料及粘合劑的生產工藝

（四）、教材及主要參考資料

1．《聚合物合物合成原理及工藝學》 李克友，張菊華，向福如主編，科學出版社，2．《高聚物合成工藝學》趙德仁，張慰盛主編 化學工業出版社，第二版 3．《化工咨詢報告》，化學工業出版社，2002 4．《高分子化學》，周其鳳，胡漢杰，化學工業出版社，2001 5．《海外高分子的新進展》，何天白，胡漢杰，化學工業出版社1997 6．《高分子合成化學》，馮新德，科學出版社，1981.1 7．《功能高分子與新技術》，何天白，胡漢杰，化學工業出版社2001 8．《乙烯衍生物工學》張旭之、王松漢、戚以政主編，化學工業出版社 9．《聚氯乙烯》 化學工業部錦西化工研究院化學工業部錦西化工研究院出版社 10．《聚合物乳液合成原理、性能及應用》 曹同玉、劉慶普、胡金生編著 化學工業出版社

11．《腈綸生產工藝及應用》（美）James C.Masson編 中國紡織出版社 12．《配位聚合》 林尚安 上海科技出版社

13．《丙烯衍生物工學》 張旭之、陶志華、王松漢、金彰禮主編，化學工業出版社

14．《離子型聚合》 應圣康 化學工業出版社

15．《縮合聚合》張留成、李佐邦等編著 化學工業出版社 16．《飽和聚酯與縮聚反應》馮新德編著 科學出版社 17．《酚醛與環氧酚醛層壓板》上海化工廠 上海人民出版社 18．《酚醛樹脂及其應用》殷榮忠 化學工業出版社 19．《聚氨酯樹脂》李紹雄，朱呂民，江蘇科技出版社 20．《聚氨酯泡沫塑料》方禹聲、朱呂民，化學工業出版社

（五）、成績評定（注明期末、期中、平時成績所占的比例，或理論 考核實踐考核成績所占的比例）

平時成績占20％（平時作業和簽到）期末成績占80％