化学中有机化合物的定义精选(九篇)

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第1篇：化学中有机化合物的定义范文

关键词： 高职教育；CBE理论；医疗卫生专业有机化学教学

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）16-0263-03

0 引言

在国家大力发展职业教育和高等职业教育办学指导思想不断成熟、培养目标逐步明确的形势下，为适应卫生事业发展改革对医药卫生职业人才的需求，高职医药卫生专业有机化学教学必须体现构建和谐社会对技能型、高素质劳动者的需求、教育部门的培养目标、医药卫生部门的用人需求三者的紧密结合。有机化学又是高职院校医药卫生类药剂、医学检验、护理、药学、中药制药、影像及药品经营与管理等专业一门十分重要的文化基础和专业基础课程。结合宝鸡职业技术学院医学分院实际情况和本人二十多年的教学体会，本文对高职医学专业有机化学教学从以下几个方面分析研究。

1 有机化学是生命科学-医学的支柱

早在十七世纪初，有机化合物被认为是“有生命机能”的神秘物质，随着科学的发展，科学家们在实验室里由无机物成功地合成了有机物。例如1828年德国化学家魏勒用典型的无机物——氰酸钾和氯化铵成功合成尿素。之后，又有醋酸（1845年）和油脂（1854年）等许多有机物合成了。在陆续人工合成的成千上万种有机物的实验事实面前，化学家摆脱了生命力学说的束缚，促进了有机化学发展。如今，许多蛋白质、核酸、激素等大分子的生命物质也都可以人工合成。有机物有了准确定义：碳氢化合物极其衍生物。研究有机化合物结构、性质、合成方法、应用以及它们之间的相互转化和内在联系的科学叫有机化学。有机化学是化学的一个重要分支。

医学的发展和进步离不开有机化学。有机化学是医学的基础，与人体健康息息相关。①医学的研究对象是人体，人体组织是由蛋白质、核酸、脂肪、糖类、维生素等许多有机物质组成。人体的生命活动如呼吸、消化、循环、排泄及器官的各种生理活动，都是建立在体内的许多有机化学反应基础上的。②医学的目的是预防和治疗疾病，药物是预防、治疗疾病的主要武器。无论中药还是西药，都是有机物。疾病治疗的作用和效果都是建立在药物的化学结构和化学性质的基础之上的。③运用有机化学的原理和方法诊断疾病。医学活动首先始于疾病的诊断，临床上常运用化学原理和方法进行诊断。例如测定有机物血糖、尿糖、血酮体的含量，能够进行糖尿病的诊断；测定血液中有机物转氨酶活性的变化，能反应肝和心肌的功能等。

有机化学的成就在许多方面促进了医学科学的进步，反过来医学科学提出的课题也启示和推动了有机化学的发展。生命现象的物质基础和有机物分子的生物功能是医学研究的主题；有机化学理论和实验的成功，为现代医学的诞生和发展打下坚实基础，20世纪初，有机化合物糖、维生素、血红素等生物小分子研究成功，20世纪50年代有对核酸、蛋白质等生物大分子研究突破，21世纪初，基因组工作框架图组装完成，确定了人体细胞核中遗传性DNA的全部物质。这一切为人类根治疾病、延长寿命展现了光明前景，几乎所有生命科学中的问题都要接受有机化学的挑战。

高职医药卫生专业学生毕业后将一生从事医疗工作，应该学好有机化学课程。美国化学家布莱斯罗指出：“考虑到有机化学在了解生命过程中的重要性和药物对健康的的重要性，在医务人员的正规教育中包括不少有机化学课程一事就不足为奇了…，今天的医生要为化学在人类健康中起着更大作用的明天做好准备。”

2 高职医药卫生专业教学理念及CBE教学模式

2.1 高职医药卫生专业教学理念 职业教育的目的不仅仅是传授学科或专业知识，而是形成学生从事某种职业的能力或职业技能，培养职业能力是职业教育的核心。高职医学专业教学的培养目标定位为：以服务为宗旨、以就业为导向、以岗位需求为标准，培养与我国社会主义建设要求相适应、与就业岗位要求相符合，为医疗卫生事业发展服务的技能型的高素质劳动者。教学过程体现“以就业为导向、以能力为本位、以发展技能为核心”的职业教育理念，理论知识强调“必须、够用”、符合高职卫生职业教育生源的特点和就业的需求；强化技能培养，包括专业技能、就业技能、创业技能；体现统一性与灵活性的结合。教学内容模块化，可根据不同医学专业特点选择和组合教学内容模块以培养特色人才。强调“宽口径、重实用”的思路，优化课程结构，精选教学内容。“宽口径”是指教学内容覆盖面宽，力求使学生医学专业素质的内涵得到拓宽；“重实用”是指教学内容实际、实用，紧密联系医疗卫生工作岗位实际需求和职业资格考试、相关职业考试大纲的要求。

2.2 CBE理论 CBE含意是基于能力的教育或以能力为基础的教育，强调对学生能力特别是职业能力的培养。能力特别是职业能力是不能通过灌输而使学生掌握的，必须通过学生积极而主动的活动来培养。这一套教学方法由以下几个部分组成：

①市场分析方法，通过对人才市场的分析，确定何种职业人才是市场所需要的。

②DACUM方法，将从事该职业所需要的能力逐级分解成若干项综合能力和专项能力。具备若干专项能力则具有或形成一项综合能力，具备所有的综合能力后，就具备了从事该职业的职业能力。

③开发教学内容，即开发学生学习指导书（学习包）。根据各项技能的内容和要求，开发相应的教学内容，即学习指导书。内容包括学习这项技能应了解或掌握的相关理论知识和实践教学内容。学习包才是真正的教学内容。4是教学方法和学生的学习方法。强调学生积极主动地学习，教师只是教学活动指导者、组织者的角色。

高职院校教师主要考虑CBE理论3开发教学内容及4教学方法和学生的学习方法。本文根据中国社会文化的特点、高职院校教育的环境特点、学生学习的特点，借鉴并适当调整CBE理论，探索形成适合我国高职医学专业有机化学课程教学体系。

3 建立高职医疗卫生专业有机化学课程模块体系

3.1 高职医药卫生专业有机化学课程的任务和要求（课程目标）

①学习有机化合物的分类、异构和命名方法。

②掌握有机化合物的重要的化学性质和实验室制备、工业制备方法，并具有较强的实验操作技能和技巧。

③能根据教学大纲和培养目标的要求，运用所学的基本理论、基本知识和基本技能，熟练有机化合物的性质反应、制备方法与合成线路的选择、结构推导等内容。

④培养和发展一定的空间想象和表达能力，了解重要有机化合物的结构特征、空间结构以及反应机理，提高思维能力和自学深造能力。

⑤培养认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风，培养良好的实验操作技能。

3.2 高职医疗卫生专业有机化学理论知识规划 高职院校基本是中专学校整合升格形成，各校的教材选取上有很大随缘性。一本好的教材在于其专业针对性、教育层面的适用性和培养目标的差异性。我校医学分院选用华中医科大学出版社出版、我参与主编的《有机化学》教材。这本教材依据专业特点精选出与医学培养目标密切相关的、最基本的、最活跃的有机化学内容，把化学知识与生命科学知识有机融合起来。依据这套教材构建的理论教学内容分为有机化学概述、各类有机化合物、立体异构、有机生命化合物及有机合成四大模块。

①第一是有机化学概述模块 就是第一章绪论，属基础有机化学。主要讲有机化合物的价键理论、有机物分子中的电子效应、有机反应机理、有机反应的类型、有机化合物的分类。对于必需的反应机理，从学生已有的结构知识，特别是价电子结构入手分析，有利于学生理解。

②第二是各类有机化合物模块 是有机化学重点之一。包括内容有：链烃、脂环烃、芳香烃、卤代烃；醇酚醚、醛和酮、羧酸及其衍生物、取代酸、有机含氮化合物、萜类和甾族化合物。

这一部分主要学习有机小分子的分类、结构、异构、命名、物理性质、化学性质、制备方法和重要的有机化合物应用等基础知识。首先使学生对各类有机物结构、化学原理和基本反应做必要的纯化学的深入理解，再教会学生把有机化学反应规律渗透到生命科学中去，了解有机物的特殊性及医药学功能，理解生物合成的有机化学过程。例如：取代酸水杨酸本身就有解热镇痛作用，但因对肠胃刺激大，所以不能直接服用。在临床上最早使用其钠盐（即水杨酸钠）作为解热镇痛和抗风湿的药物，却常常引起呕吐甚至胃出血，停止使用。后来将水杨酸合成为乙酰水杨酸（即阿司匹林），其作用要比水杨酸钠持久，还可减轻对胃肠黏膜的损伤。由于科学发展不断显示出含杂原子的N、P、S的有机物在生命体中的重要地位，因此，特别加强了对这3个杂原子形成的有机衍生物-硫醇、硫醚、胺类、酰胺、重氮、偶氮的结构和应用教学。最后，以两类重要天然产物萜类和甾族化合物的的结构和生命作用结束这部分。

③第三是立体异构模块 主要内容包括构象异构、顺反异构体、对映异构。这部分首先掌握相关概念，熟悉旋光异构的表示方法和命名，同时了解顺反异构和旋光异构在性质上的差异及在医药上的应用。理论教学与实际应用相结合，激发学生的学习兴趣。如讲授手性碳原子化合物的对映异构，结合手性药物的生理作用、药效差异很大。例如四环素类抗生素具有抗菌作用，但如果C4上的二甲氨基构型发生改变，生成C4差项异构体，原有的抗菌作用消失，而且对人体具有毒性。又如左旋氯霉素有抗菌作用，而其对映体右旋氯霉素没有此疗效。

④第四是有机生命化合物及有机合成模块 这部分不仅是现代有机化学重要组成，而且还多是前沿性的医学热点。具体内容包括：糖类；氨基酸、蛋白质、核酸；杂环化合物和生物碱；酯类、；药用高分子化合物；有机化合物的合成。

首先学习各类大分子有机化合物的重要化学反应及常用的增长和缩短碳链的方法；各类官能团形成的途径及官能团之间的互相转化规律，并注意官能团的保护和占位。杂环化合物学习放在糖类和酯类之后，把有机小分子和大分子有机物联系起来，为后续蛋白质、核酸学习打下基础。氨基酸、蛋白质、核酸是除糖之外的最重要的生命物质基础，了解编码氨基酸结构和性质，为理解肽和蛋白质的复杂结构和化学性质及揭示生命奥秘、研制新药奠定良好的化学基础。介绍核酸的结构到遗传的携带和传递，体会核酸在生命体的生存和繁衍的主宰地位。

有机合成是有机化学的中心，它不仅要合成自然界含量稀少、使用广泛的有机物及药物，也要合成自然界不存在的、具有重要意义的有机物。应用重要的反应规律，如苯环上取代反应的定位规律、不对称烯烃的马氏加成规则以及卤代烃和醇的扎依采夫消除规则、碳链的增长和缩短方法规则、官能团的转化方法规则、官能团的保护等方法规则，选择有机合成路线。熟悉格林试剂、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯等典型试剂在有机合成中的应用。了解一些药物如：盐酸胍法辛、氨酚酸钠、吡洛芬等的化学合成实例。以生产过程为任务，讨论其生产中的反应物性质、反应条件、反应本质等。当一种有机物有几种不同的合成路线时，选择反应步骤少、原料便宜易得、操作简单、副反应少、产率高、三废很少、对环境污染很小的合成路线。

3.3 高职医疗卫生专业有机化学学生实验内容规划 由以下三个模块组成，根据不同专业选择组合下列模块实验内容。

①有机化学实验的基础知识模块。包括有机化学实验室规则、有机化学实验室安全知识（有机化学实验室安全规则、有机化学实验事故的处理）、有机化学实验常用仪器简介、有机化学实验报告的书写等。

这部分采用传统的老师黑板讲解很难面面俱到，应用多媒体技术教学，将抽象的规则要求、仪器用法、实验事故处理等直观、动态的展示出来。改变实验条件如温度、反应物等，会出现不同结果现象。犹如身临其境，弥补实验课不足，教学效果好。

②有机物的性质、制备与基本操作实验模块。包括：熔点的测定及温度计的矫正；蒸馏和沸点的测定；水蒸气蒸馏；减压蒸馏；葡萄糖溶液旋光度的测定；烃与卤代烃的性质；醇、酚、醛、酮的性质；羧酸极其衍生物、取代羧酸的性质；含氮化合物和糖类化合物；乙酸乙酯的制备；乙酰水杨酸（阿司匹林）的制备与纯化；肉桂酸的制备；乙酰苯胺的制备；对氨基苯甲酸乙酯（苯佐卡因）的制备；从茶叶中提取咖啡因实验教学是从理论到实践再认识再提高的过程，它不是理论知识的简单验证，而是培养学生动手能力，更是培养学生综合运用理论知识解决实际问题能力的重要途径。对于经典的理论与验证基本技能训练实验，对学生有基础和能力解决的问题，采用启发式、提问式。对学生难于理解和容易出现的问题采取讲授法，主要教学目标是双基培养，故主要采取教授法、演示法，并要求学生反复进行操作，达到规范操作、运用灵活的程度。

③有机化学实验设计与考核模块。考核可选下列内容：证明水杨酸结构中有醛基和酚羟基；证明水杨酸结构中有羧基和酚羟基；证明乳酸是α-羟基丙酸；证明乙酰乙酸乙酯中的互变异构现象；证明葡萄糖含有多个相邻的羟基、游离的醛基含量极少。

有机化学实验考核的目的是检测并巩固有机化学实验基本操作技能，运用所学知识和技能，独立完成简单的实验设计及相关实验的操作，提高综合分析问题和解决问题的能力。在所列试验项目中，每个学生根据本人的兴趣选择其中一项，选择同一题目的为一组。设计方案内容包括实验原理、仪器和试剂、实验步骤。经老师审阅修改的实验方案，由学生完成一切步骤，包括试剂配制和样品预处理，并要准确记录。不要求实验结果的一致，重在研究过程，实验完成后对实验结果进行讨论评审。

4 提高高职医疗卫生专业有机化学课程教学质量的途径

4.1 引导学生分析就业形势，加强有机化学与医学的联系，激发学习兴趣 高职医疗卫生专业的学生普遍认为他们毕业后从事医务工作，有机化学是公共基础课，对他们用处不大。另外学生以前接触了无机化学，例如酸、碱、盐、氧化物等多数见过，比较直观，而有机物结构复杂抽象，开始学习没有形成体系，觉得难学后来甚至放弃学有机化学。21世纪所需要的医务工作者，不仅要懂得专业理论知识，更要是懂得医疗保健、延年益寿的高素质、能力强的复合型应用人才。近年来，高职院校医学类毕业生及本科、研究生人数在剧增，高职院校医学类毕业生在县、市级医院就业受到很大冲击，只能到村、乡、镇卫生所工作。而村、乡、镇卫生所的医疗条件不齐全，附近乡民医疗卫生知识缺少，偶然突况多，医务工作很复杂。要求医务工作者不仅要会治病救人，又要组织卫生科技宣传活动，他们必须具备一定的药物结构、性质、来源、药效及副作用知识，像遗传科学及氨基酸、蛋白粉等保健药物的知识更应具备，这些都是有机化合物知识。

4.2 树立“以人为本”的教学理念，灵活运用“提问-答疑”互动教学方法，营造和谐课堂气氛 “以人为本”的教学理念是充分发挥学生自主性和创造性的主体作用，让学生成为学习的真正主人。还要真正解放学生，不用考试、作业等条条框框压迫学生。学生大胆思考，才能提出和教师不同见解，这才是学生主动参与教学，以“教师为中心”转移到“学生为中心”。教学改变满堂灌的方法，教学过程要善于向学生随时提问，同时鼓励学生向老师质疑，教师更要恰当解释疑问，使授课成为提出问题-分析问题-解决问题-又不断提出新问题的过程。例如：学习单糖的性质时，提问学生单糖的结构怎样？醛基、酮基、邻羟基各有什么性质？然后一起归纳多羟基醛或多羟基酮的单糖性质。提问式教学可以使学生把过去所学知识与现在要学的知识联系起来，活跃了课堂气氛，是学生对老师的讲授引起共鸣并达到同步思维。

参考文献：

[1]魏俊杰，刘晓冬.关于21世纪医学专业有机化学课程体系的认识与实践[J].大学化学，2004，（2）.

第2篇：化学中有机化合物的定义范文

【关键词】 院校，医科；化学，有机；教学方法

近年来，随着高校的大规模扩招，升学率大为提高，在校生人数出现了跳跃式增长。而医用化学作为面向非化学专业医学医药类本科生的公共基础课，也遇到了前所未有的挑战，如学生的综合素质有所下降而教学大纲的要求并没有下降，甚至在要求不变的情况下课时数大为减少［1，2］，如何在有限的课时内让学生掌握知识，真正做到保证教学质量是一个严峻的挑战；其次每个授课班级的人数也由扩招前的50～60人增加到了目前的100～200多人的大班教学中［3］，在班级开展互动教学比较费力，如果课堂组织不好会出现课堂秩序混乱等问题。因此如何在大班教学中既调动学生的学习积极性，又能保证教学质量，就成为每个讲授大学公共基础课的老师需要思考的问题。我们经过几年的探索，掌握了一套行之有效的医用有机化学的教学方法，使学生的学习兴趣增强，掌握的知识量增加。

1 上好第一次课

大多数学生甚至授课教师对第一次课不是很重视，原因在于他们把第一次课认为只是上绪论课而已，而绪论则主要是介绍该学科的发展简史及一些基本概念，而这部分内容在期末考试中所占比例不大。但笔者认为必须重视第一次课教学，因为良好的开端是成功的一半。第一次课除了要讲授绪论中的一些必讲内容之外，还要强调以下两方面问题：首先是把有机化学课的特点、对学生学习的具体要求以及自己授课的方法、计划等给学生作简单的介绍，使学生对该课程体系与结构框架有一个大概了解，其次让学生明白该以何种态度、采取哪些措施学习该课程。比如，在无机化学考试中不及格的学生，可能会认为自己在化学方面学不好，担心有机化学很难学好。我们可以告诉他们有机化学与无机化学教学中的联系并不紧密，主要用到部分物质结构知识，并且会在绪论课中进行复习，所以对无机化学课程学得不够理想的学生在有机化学课程学习中影响不是太大。通过这样的说明让这些学生消除对有机化学课程学习的恐惧心理，帮助他们树立起学习的信心。在第一次课中，告诉学生授课老师的办公地点、联系方式、答疑的具体时间和地点，每个学生都可以在答疑时间向老师请教学习过程中遇到的各种难题，也可以请教学习方法和做人的道理。

该方法能缩短教师和学生之间的距离，给学生一种亲近感，从而激发学生的学习兴趣与动力。其次是介绍有机化学与相关专业的关系，使学生了解有机化学对其专业学习的重要性，引起学生对有机化学的高度重视。如：医学医药类科学与有机化学有着十分密切的关系，该课是学好后续课程如生物化学等必修课程的基础；而且学习和研究医学科学，必须运用有机化学的理论、知识及研究方法，深入探讨构成生物体、药物等的各种有机化合物的结构、性质及其在生物体内运动和变化的规律，从而达到控制这些过程的目的。对第一次课进行这样的处理，往往第一节课就能成功地吸引学生的注意，激发学生对有机化学的学习兴趣，为整个学期教学奠定良好的基础。

2 精心设计教学内容和讲授过程，做好备课工作

在备课过程中，教师必须刻苦钻研教材，精心设计教学过程，使知识变得浅显易懂、生动有趣。现在的有机化学教材有许多版本，教师对不同教材的侧重点应心中有数，虽然非化学专业对化学知识的要求不如化学专业深，但作为教师，备课时最好能多参考一些相关的教材，进行分析比较、归纳总结，这样才能避免片面偏颇。在解释同一问题时，不同的教材有不同的角度，对教材的提炼可以将知识转化为条理清晰的脉络，把文字转化为生动的语言，有利于学生的理解和记忆。也可以通过总结规律来整理教材，如：物质的结构与其化学性质之间有着必然的联系，从其化学键的性质及官能团的性质可以推测其可能发生的化学反应；再如：烷烃的取代反应、苯的取代反应和卤代烃的取代反应，虽然都是取代反应，但由于这些化合物的结构不同，导致不同的反应历程，即：①烷烃(非极性C—C键，弱极性C—H键)易均裂自由基反应(光照下或高温反应)；②苯(稳定的、富电子芳环，极性C—H键)易异裂亲电取代反应(铁或铁盐催化)；③卤代烃(极性C—X键，C原子带部分正电荷，X易离去)亲核取代反应。用对比方法讲解上述反应，使其不同之处凸现出来。

在讲课过程中，应采取精讲，突出重点。精讲部分是学生必须掌握的基础知识及书上的重点、难点等。讲课时，一定要讲清思路。教师的思路往往成为学生学习的模式，因此教师首先应将思路理顺。讲课时也不必完全按照教材的顺序，如何讲解学生容易接受?教师应从心理学角度去考虑，这在备课阶段就应事先设计好。如：对较难理解的共轭效应，应采取由浅入深的方法，从回顾l，3-共轭二烯开始，讲共轭双键的电子云分布及轨道重叠情况，由于形成共轭而电子离域，键长、电子云密度分布平均化，电子效应导致其能发生1，4-加成；由l，3-共轭二烯再引伸至含较多共轭?键的卤代烯分子，讲共轭效应对其的影响；之后讲含有羰基的共轭体系，电子云密度的改变按交替方式传递至共轭链的另一端；最后讲苯环上共轭效应的传递情况，而不是象教材那样只讲卤代烯的共轭。这样学生较易理解，问题也讨论得全面深入。这对后续知识的学习很有帮助，一方面帮助学生理清思路，突出重点；另一方面反复提及又可加深印象，帮助记忆。如讲述单糖的构象时，先复习烷烃的构象与环己烷的构象，再讲单糖的构象。这种承前启后的方法不但有利于学生对新知识的理解，也有利于对以前学习内容的记忆，所用时间不多，但收效显著。

有机化学的最大特点是化学反应方程式多，学生普遍反映记不住，认为有机化学繁而杂，系统性、规律性不强。针对这种情况，在讨论各类有机化合物的基本结构与性质时老师应强调规律性和内在联系，明确“结构——性质”的关系。在授课时注意用相似类比的方法增强知识的前后联系，增加一些重要的基本理论和反应方程式在教学中出现的次数，这样有利于理解和记忆，学生觉得多次见面，反复运用，自然就容易记住了。例如，在讨论羰基化合物时将>C=O和>C=CC=O发生亲核加成，>C=CC=CC=O的亲核加成相互混淆。此外，讲完每一节每一章都进行概括总结，课后则对全书进行系统的总结，使学生对所学的知识有清晰系统的了解，从而达到书本知识从厚到薄的学习效果。

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3 充分利用课前课间课后十分钟，加强师生的沟通交流

第一，扩招、大班教学，学生人数激增，教师在课堂中根本无暇顾及学生，也难以开展课堂中的师生互动［4］。教师在课堂中很难认识学生，更谈不上师生相互交流和沟通。教师对学生的生活学习情况不了解，学生对教师的学术水平，人品等都是一无所知。

第二，随着高科技的迅速发展，多媒体教学也逐渐步入课堂。多媒体的介入，确实对传统的教与学起到了补充、发展和优化的作用。但同时那一幅屏幕也成为师生之间交流的一道屏障，昔日的那种曾以为自豪的抑扬顿挫的声音以及那种督促与被督促，教与学的和谐，似乎已经远离了教学课堂。

教师应当充分利用课前课间课后10min的时间主动走到学生中，与学生面对面交谈，认识学生同时也让学生了解老师，和他们交朋友，了解他们的学习、生活等多方面情况，倾听他们的心声，帮助学生解决学习上的难题和思想上的困惑，了解他们对教师在教学等方面的要求等等。这样对于加强师生沟通和交流，融洽师生关系，提高学生的学习兴趣，以至提高教学效果都有着积极的意义。

4 利用问题设计教学调动学生的学习思维，扩大学生学习知识渠道

问题设计的形式是调动学生课堂思维的有力武器。在化学教学中，一个深奥的理论往往令学生望而生畏，但如果把它拆解并设计为更简单而又具有联系的几个问题，就会使之变得既易懂又有利于思维训练。如在杂化轨道理论一节中，为了讨论原子杂化情况，我们设计了一系列的问题：原子轨道在什么时候杂化? 轨道为什么要杂化？哪些轨道可以相互杂化？杂化后轨道形状和电子云形状有什么变化？sp、sp2、sp3杂化轨道有哪些不同，如何区别？又如在绪论中，我们将论述设计为：化学的定义是什么，为什么它被誉为“21世纪的中心科学”？医学生为什么要学“有机化学”?它涵盖哪些内容？它仅是后续课程的基础吗？其独特的思维能否供医学所借鉴呢？怎样才能学好有机化学？

有机化学作为公共基础课能给医学生打下一定的理论基础。基于学习时间的限制等因素，很多的有机化学学习内容是不可能在课堂教学中解决的。医学生真正要弄懂有机化学并把它运用于医学研究中，还需更深入地学习。但怎样才能正确地引导他们自学呢？笔者认为，教师的目光仍应落在问题设计上，即可以在每章的结尾有意地摆出些与刚刚所教的理论不太一致的实验事实造成悬念，引起学生的疑问和思索。每章没有讲的内容也可以设计为问题去诱使同学们课后自学，如原子结构一章我们仅介绍了价键理论，但这一理论却解释不了顺磁性。我们就启发学生“分子轨道理论能说明这个问题吗?”，鼓励他们进一步学习探讨。

总之，问题设计是医学化学课堂教学改革的重要环节，甚至说是突破口，抓住了它，就能发挥医学生的学习主动性，也可为他们创新与理科素质的培养打下良好的基础。

参考文献

［1］ 朱梅英，李献锐，倪瑞星.关于医用化学教学改革的探索［J］.河北医科大学学报，2005，26(6):632-633.

［2］ 王建.有机化学教学面临的难题和解决思路［J］.连云港化工高等专科学校学报，2002，15（3）：65-66.

第3篇：化学中有机化合物的定义范文

关键词:配位化学;无机化学;配位化合物;研究方向

一、配位化学的起源与研究范围

配位化学是在无机化学基础上发展起来的一门边沿学科。它所研究的主要对象为配位化合物(CoordinationCompounds,简称配合物)。早期的配位化学集中在研究以金属阳离子受体为中心(作为酸)和以含N、O、S、P等给体原子的配体(作为碱)而形成的所谓“Werner配合物”。第二次世界大战期间,无机化学家在围绕耕耘周期表中某些元素化合物的合成中得到发展,在工业上,美国实行原子核裂变曼哈顿(Manhattan)工程基础上所发展的铀和超铀元素溶液配合物的研究。以及在学科上,195l年Panson和Miler对二茂铁的合成打破了传统无机和有机化合物的界限。从而开始了无机化学的复兴。

当代的配位化学沿着广度、深度和应用三个方向发展。在深度上表现在有众多与配位化学有关的学者获得了诺贝尔奖,如Werner创建了配位化学,Ziegler和Natta的金属烯烃催化剂,Eigen的快速反应。Lipscomb的硼烷理论,Wnkinson和Fischer发展的有机金属化学,Hoffmann的等瓣理论Taube研究配合物和固氮反应机理,Cram,Lehn和Pedersen在超分子化学方面的贡献,Marcus的电子传递过程。在以他们为代表的开创性成就的基础上,配位化学在其合成、结构、性质和理论的研究方面取得了一系列进展。在广度上表现在自Werner创立配位化学以来,配位化学处于无机化学趼究的主流,配位化合物还以其花样繁多的价键形式和空间结构在化学理论发展中。及其与其它学科的相互渗透中。而成为众多学科的交叉点。在应用方面,结合生产实践。配合物的传统应用继续得到发展。例如金属簇合物作为均相催化剂,在能源开发中C1化学和烯烃等小分子的活化,螯合物稳定性差异在湿法冶金和元素分析、分离中的应用等。随着高新技术的日益发展。具有特殊物理、化学和生物化学功能的所谓功能配合物在国际上得到蓬勃的发展。

自从Werner创建配位化学至今100年以来,以Lehn为代表的学者所倡导的超分子化学将成为今后配位化学发展的另一个主要领域。人们熟知的化学主要是研究以共价键相结合的分子的合成、结构、性质和变换规律。超分于化学可定义为分子间弱相互作用和分子组装的化学。分子间的相互作用形成各种化学、物理和生物中高选怿性的识别、反应、传递和调制过程。而这些过程就导致超分子的光电功能和分子器件的发展。

二、我国配位化学的研究现状

我国配位化学的研究在前几乎属于空白。1949年后随着国家经济建设的发展,仅在个别重点高等院校及科研单位开展了这方面的教学和科研工作,60年代中期以前。主要工作集中在简单配合物的合成、性质、结构及其应用方面的研究。特别是在溶液配合物的平衡理论、混合和多核配合物的稳定性、取代动力学、过渡金属配位催化以及稀土和W、Mo等我国丰产元素的分离提纯以及配位场理论的研究。除了个别方面的研究外,总体来说与国际水平差距还较大。

80年代后。在改革开放政策指引下,我国的配位化学取得了突飞猛进的发展。我国配位化学研究已步入国际先进行列,研究水平大为提高。特别在下列几个方面取得了重要进展:

(1)新型配合物、簇合物、有机金属化合物和生物无机配合物,特别是配位超分子化合物的基础无机合成及其结构研究取得丰硕成果,丰富了配合物的内涵。

(2)开展了热力学、动力学和反应机理方面的研究,特别在溶液中离子萃取分离和均向催化等应用方面取得了成果。

(3)现代溶液结构的谱学研究及其分析方法以及配合物的结构和性质的基础研究水平大为提高。

(4)随着高新技术的发展,具有光、电、热、磁特性和生物功能配合物的研究正在取得进展。它的很多成果还包含在其他不同学科的研究和化学教学中。

我国配位化学的进展具有一系列特点。作为化学的重要分支领域之一的配位化学。在其学科本身发展的同时创造出更为奇妙的新材料,揭示出更多生命科学的奥妙。在研究对象上日益重视与材 料科学和生命科学相结合。在从分子进到材料合成的研究中更加重视功能体系的分子设计。金属离子在生物体系中的成键。除维生素B12中的Co-C键以外,几乎都是以配位键形式结合。其功能体系组装是一个更为复杂的问题。这时要求将正确的物种放在正确的位置(在与动力学有关的问题中,还要按着正确的时间)才能发挥应有的功能。高效、经济和微量的组合化学的应用,将有助于分子合成和设计的实践。

从超分子之类的新观点研究分子的合成和组装,在我国日益受到重视。化学模板有助于提供组装的物种和创造有序的组装,但是其最大的困难在于克服热力学第二定律所要求的无序。这时配位化学家的任务之一就是和热力学进行妥协。尽管目前我们了解一些局部的组装规律和方法。但比起自然界长期进化而得到的完满而言。还有很大差距。正如有了一群能分别演奏各种乐器的音乐家。若没有很好的指挥。还不能演奏出一场满意的交响乐。其原因就是缺乏有意识地进行组装。对于组装的本质和规律。有很多基础性研究有待深入进行。

三、配位化学的研究方向

作为边沿学科的配位化学日益和其他相关学科相互渗透和交叉。正如Lehn所指出。超分子化学可以看作是广义的配位化学。另一方面,配位化学又是包含在超分子化学概念之中。配位化学的原理和规律,无疑将在分子水平上对未来复杂的分子层次以上聚集态体系的研究起着重要作用。其概念及方法也将超越传统学科的界限。我国配位化学家在进一步促进它和化学内有杌化学、物理化学、分析化学、高分子化学、环境化学、材料化学、生物化学、以及凝聚态物理、分子电子学等学科的结合方面有了很好的开端。进一步的发展必将给配位化学带来新的发展前景。

中医是我国传统、独创的治疗方式,但是,中药制药的制药手段和方式正在突破传统工艺,如中药配位化学研究就是一个极有发展前途的新的研究方向。

我国幅员辽阔,资源丰富。经济建设中有备方面的要求。还存在一些无人问津的薄弱领域,例如配位光化学、界面配位化学、纳米配位化学、新型和功能配合物以及配位超分子化合物的研究。金属配合物的研究有明显的应用背景,具有开发成重大经济效益的潜力。它的基础和理论性研究也处在现代化学发展的前沿领域。对下一世纪我国化学学科的发展。必将产生深远影响。

【参考文献】

[1]翟慕衡.配位化学[M].北京:安徽人民出版社,2007-09

[2]李英华,吕秀阳,刘霄,柳叶.中药配位化学研究进展[J].中国中药杂志,2006年8月 31卷第16期

第4篇：化学中有机化合物的定义范文

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关键词：化学课程；程序性知识；程序性知识教学

文章编号：1005–6629（2014）1–0012–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

现代认知心理学将知识划分为陈述性知识（回答事实、定义、程序、规则是什么的知识）、程序性知识（回答怎么办、如何行动的知识）和策略性知识（用于调控自身认知过程的反省认知知识）。中学化学课程所包含的知识也不例外。在中学化学新课程的实施过程中，由于传统知识观的影响，还存在比较严重的重陈述性知识、轻程序性知识的倾向。研究并加强程序性知识的教学，是提高化学教学质量的重要问题。

1 中学化学课程中的程序性知识

1.1 程序性知识的特征和类型

程序性知识不同于陈述性知识。后者以命题、表象、线形序列和图式表征，程序性知识则以产生式和产生式系统表征，“如果…那么就”的形式是其结构特点。中学化学课程中的程序性知识，既有跨越不同学习领域的一般性程序性知识，如有效推理的能力、批判性思维能力，也有化学科学领域特有的程序性知识，如化学反应基本规律的应用能力。后者在化学学习中尤其常见，也尤为重要。

心理学认为程序性知识按其复杂水平，可分为由低到高的五个层次：

辨别：对作用于个体的感觉器官的两个事物或物体进行对比，找出其不同之处。如化学学习中能识别氧化还原反应和非氧化还原反应。

具体概念：能概括出以具体对象来表示的同类事物的共同本质特征。如形成关于氧化还原反应本质的概念：反应物中元素原子（离子）间有电子转移发生的反应。

定义性概念：能概括出一些包含抽象关系的同类事物的本质特征。例如，建立氧化还原反应的定义性概念：凡是反应中有电子得失或电子转移的化学反应都属于氧化还原反应。

规则：包括事物分类的标准和指导人们如何办事的规则。规则是程序性知识的核心，人们能够在某种刺激情境下作出相适应举动的能力，来自于对规则的理解和掌握。例如，能依据氧化还原反应的定义性概念，建立判断某种反应是否为氧化还原反应的规则，并能依此判断原电池反应的两个电极间（通过外电路）有电子转移发生，是氧化还原反应。

高级规则：规则一般指运用单一规则办事的能力，高级规则特指同时运用几条规则来处理问题。例如，能运用电化学腐蚀的原理，调用若干条有关规则理解为什么可以用牺牲阳极的电化学保护法防止河道上钢铁闸门的电化学腐蚀。即能从钢铁的组成特点、河水中溶有氧气或带有微酸性的情景中，运用相关规则，判断在该条件下浸在河水中的钢铁闸门中的铁原子能把电子转移给碳，被氧化腐蚀，而溶液中的氢离子或者溶解氧的分子则从碳上结合电子。再利用电化学腐蚀中发生腐蚀的金属的规则作出推断，把钢铁闸门和一块浸在河水中（或埋在湿地中）的锌板用导线连接，锌板将替代钢铁失去电子被氧化腐蚀，从而保护钢铁闸门不被腐蚀。

1.2 化学课程中程序性知识的形式

程序性知识有两种不同的表现形态， 一是可以用语言明确阐述的解决问题的程序、规则，能以命题网络形式保持在脑中。一是需要以实际操作的方式通过演示、练习来传授、学习的知识。概念和规则并不能自动以行为的方式表现出来，需要把以命题网络形式呈现的程序性知识转化为以产生式为表征的程序性知识。程序性知识的学习，需要两种知识的融合。

化学教学要帮助学生认识规则及其适用的范围，完成某项任务所需的条件，知道如果某个条件符合就可以表现出相应的行为。给学习者提供适当的变式练习，让他们熟知规则适用的各种不同情境，并能在条件符合的情况下表现出受规则支配的行为，在脑中建立起产生式，习得程序性知识。

中学化学课程中，有许多辨别和概念形态的程序性知识。上面谈到学生要习得判断和分析氧化还原反应的程序性知识，需要先认知氧化还原反应的特征（反应物中元素化合价有改变，本质上是反应物间有电子转移发生），并以命题形式表征。而后，通过典型例子的分析和练习，把这一命题转变为规则和产生式，能判断反应物中是否有元素化合价的变化，会分析元素化合价变化的原因、元素原子间电子得失的方向和数目。再通过必要的练习和适时、适当的反馈，协调程序各部分间的联系，达到熟练程度，形成自动化的产生式系统——能自动地判断、分析氧化还原反应中的电子得失，并正确地描述。真正实现理解深刻、应用灵活。

1.3 三维学习目标与化学程序性知识

中学化学课程的三维学习目标圆融了陈述性、程序性和策略性知识的学习要求。三维目标中，“知识与技能”指化学学科最基础的核心知识、化学学习和研究必备的基本技能，而“过程与方法”学习目标的达成，则要求了解所学知识的形成过程，了解、体会化学科学的学习研究方法，并内化为解决实际问题的能力。

课程标准要求在中学化学教学中整体设计教学目标，做到三维目标的有机融合。“知识与技能”、“过程与方法”学习目标的融合，可以有效地帮助学生理解、掌握化学科学中最基础的核心知识、技能和方法，既要掌握有关物质及其变化的典型事实、理解有关物质及其变化的各种基本的概念、原理等陈述性知识，了解、体会学习研究化学科学的方法，同时要在头脑中建立并贮存各种分析、说明、解决各种化学问题的产生式和产生式系统，才可能解决和解答化学实际问题。

2 化学程序性知识的教学是提高化学教学质量的重要环节

程序性知识是化学核心知识的重要组成部分。程序性知识的学习和掌握可以促进那些可以转化的陈述性知识转化为程序性知识，作出解决问题的反应或行为。这是学习者能把所学习的陈述性知识迁移应用达到举一反三，提高灵活运用知识能力的根本。

学生化学学习中出现的一些问题或障碍，往往和程序性知识掌握不好有关。例如，一些学生听得懂老师讲解的习题范例，还可能会说明应该用什么方法作解答。但遇到实际问题，自己就无法解决。他们能通过言语信息，以陈述性知识的形式来陈述规则，却未必能运用规则于实践，未必能作出受规则支配的行为以解决实际问题。一些学生能解答曾经解答过的同类型习题，遇到新情景中的或不同类型的问题，却难于解答。他们在解决问题的实践中获得了一些解题经验，把解决问题的过程保存在记忆中。遇到类似的问题，可以作出受规则支配的一系列行为。但他们不能运用外部语言表述出这些规则，没有意识到完成该问题的解决方案和操作方法是基于何种原理。他们只会机械照搬已有的经验来解决问题。上述两种学习障碍都说明他们没有真正习得程序性知识。一些教师，没有意识到这些学生在程序性知识学习中存在问题，往往认为问题出在练习太少、题型见得不多。他们一味强调要学生多练、苦练，愿意花许多精力给学生总结、让学生记忆各种题型的解答模式和技巧。结果往往事倍功半，让学生不堪重负。

3 强化程序性知识教学的建议

强化程序性知识的教学，一要增强程序性知识教学的意识；二要认识并掌握程序性知识教学的基本程序；三要在教学过程中采取适当的教学方式、方法，提供一定的时间和空间，让学生参与并体验如何把以命题网络形式呈现的程序性知识转化为以产生式为表征的程序性知识。

3.1 增强程序性知识教学的意识

一些教师缺乏程序性知识的观念，忽视程序性知识的教和学。因而产生“化学知识掌握不少，解决化学问题的能力提高不多”的弊病。有些教师没有意识到“知识与技能”、“过程与方法”既包含了陈述性知识，也包含了程序性知识的学习目标。有些教师把“过程和方法”仅仅看作为掌握陈述性知识的工具。有些教师把程序性知识简单等同于实验基本技能、化学计算基本技能，以为学生能表述实验步骤、方法，能记住依据化学式和化学方程式的计算程序和方法，会模仿解答有关化学计算问题，就算是掌握了化学科学的程序性知识。

化学程序性知识的习得，要求学生在遇到需要解决的化学实际问题时，要知道怎样做、会做、能做。能依据实际的问题情景运用已学的知识和技能，提出解决问题的计划或方案，并动手解决。可见，化学程序性知识的习得，就是习得分析、解决化学问题的方法和程序，包括掌握“怎么办”的知识，也包括获得依据实际条件有效和及时地运用存贮于头脑中的一系列产生式知识，作出反映和解决问题的行为。这种能力包括动作技能（通过机体或器官的运动完成任务）、认知技能（智慧技能，通过思维活动完成任务，解决简单化学问题的能力），而且更多表现为智慧技能。

3.2 了解程序性知识教学的基本程序

程序性知识的获得一般要经过三个阶段：认知阶段、联系阶段、自动化阶段。

第一阶段（认知阶段），要求学习者对某个有关怎么办的技能作出陈述性解释，对技能的各项条件及行动能以陈述性知识的形式表征，以命题网络的方式保持下来。在化学教学中，要帮助学生在理解的基础上把看待化学事物的观念、解决（解答）化学问题的方法加以归纳说明，并以陈述性知识的形式建立命题网络。

认知阶段是获得程序性知识的前提。以言传的陈述性形式传授给学生，有利于学生以产生式贮存并支配他的行为。规则的掌握能帮助个体用某种适当类别的行为对某类刺激作出反应。教师要努力寻找用陈述性知识的形式呈现程序性知识的方法，明确地陈述一系列技术规则。例如，在习题教学中要通过典型例题分析解答过程，梳理、归纳解答思路及其思维过程，用陈述性知识的形式做解释说明。

第二阶段（联系阶段），通过针对性的变式练习让学生弄清程序性知识获得的条件，并在练习中领悟、体会，能自觉地提炼出解决问题的“共同过程”，把解决（解答）化学问题的方法的命题网络转化为以产生式为表征的程序性知识，增强程序性知识中各部分产生式间的联结。这个学习阶段是程序性学习非常关键的一步，而又往往易被忽略。许多教师在教学中都知道练习（包括模仿和变式练习）在学会灵活运用知识中的重要性，但没有意识到它之所以重要，在于能帮助学习者在练习中领悟、体会，并掌握解决问题的“共同过程”，把握解决（解答）化学问题的方法。

第三阶段（自动化阶段），通过适当的练习和适时、适当的反馈，进一步协调程序各部分间的联系，使学习者能熟练、灵活地运用所贮存的以产生式系统为表征的程序性知识去解决问题。从联系阶段到自动化阶段的发展，是自动化的产生式系统形成所必不可少的。因为个体的程序性知识总是从未能达到熟练化的、不能自动激活的产生式系统构成的知识，经过充分练习逐步向程序性知识发展的。此外，一项高级规则应用技能的习得，需要把它逐级分解为若干层次的子技能。在教学中需要正确地确定所需分解的子技能的层级，让学生按自己所能接受的进度学习，给学生提供将小程序组合成大程序的机会，逐步形成小产生式，再帮助学生练习整个程序中所含的一系列产生式步骤，实现程序化，成为能够在解决问题中连续处于激活状态的组合式的产生式知识系统。

例如，要让学生学会运用“同分异构体”的概念辨别两种物质是否为同分异构体，需要教师按以下层级帮助学生逐步建立有关的产生式，通过适当练习，形成自动化的产生式系统，能灵活地解决同分异构体的辨别和判断的问题。

（1）帮助学生在学习什么是“同分异构体”的陈述性知识的基础上，学会以陈述性知识的形式建立有关辨别和判断“同分异构体”的命题和命题网络。例如，辨别某两种有机化合物是否是“同分异构体”的命题；判断以某个分子式表示的有机化合物可能有几种同分异构体的命题网络。

（2）认识辨认分子组成是否相同的规则。知道如何判断这些分子的组成元素、各元素的原子数是否相同。

（3）认识分子式（分子组成）相同的有机化合物分子形成不同结构的规则。知道组成分子的各元素原子的连接方式、连接顺序和所处的空间位置可以发生怎样的变化，因而形成不同的结构。知道有机化合物形成不同结构的规则，如碳结构改变的规则（直链改变为带一个或若干个支链或成环状碳链的可能性，改变分子中碳碳双键或叁键位置的可能性等等）、含不同类型官能团结构的可能性、官能团在碳链中位置变化的可能性。在头脑中建立一系列判断结构差异的产生式。

（4）通过练习，掌握依据实际情景综合考虑，形成并能灵活运用一系列的产生式和产生式系统作出相应的反应，解答问题。

例如，已知分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，在不考虑立体异构的前提下，要求判断若这些酸和醇重新组合可形成几种酯。

问题的解答，需要先依据C5H10O2能在酸性条件下水解为酸和醇的命题，判断它属于酯类，进而依据酯的结构特点（由羧酸的酰基和醇的氧烃基以酯键结合而成），考虑符合题设组成的酯有几种同分异构体，分析这些酯水解后可得到哪几种羧酸和醇，最后判断这些羧酸和醇一共可以形成几种酯。学生解答问题首先必须运用的是从酯化反应或酯的水解反应命题中转化形成的一个简单的产生式：“如果酸和醇酯化，就可以得到酯，酯分子所含碳原子数是生成它的酸、醇分子中的碳原子数之和”，或“酯发生水解就可以得到酸和醇，它们分子中碳原子数的总和与该酯分子中的碳原子数相等”。在此基础上，建立解答问题的一系列产生式：

“碳原子数是5的酯水解，生成的酸的原子数可以是1、2、3、4，相应的醇分子中碳原子数对应可以是4、3、2、1”；

“碳原子数为1、2、3、4的羧酸，有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸5种”；

“碳原子数为1、2、3、4的饱和一元醇，可以是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基丙醇、2-甲基2-丙醇，共8种”；

“如果这5种羧酸和8种醇，分别发生酯化得到的酯会有8×5种”。

这一解答过程所运用的一系列产生式，是由相应的陈述性知识（饱和一元醇、饱和一元羧酸、酯的组成、结构特点，酯化、酯的水解等概念和命题）转化而来的。

3.3 研究促成陈述性知识向程序性知识转化的策略

如何帮助学生在头脑中形成并贮存一系列规则和产生式，经过练习，将一系列简单产生式组合成复杂的产生式系统，并能在实际情景中运用适当的产生式，顺畅地解决问题，是程序性知识教学的难点。

化学教学中，练习和练习的批改、评析，往往占用了许多教学时间，但效果却不理想。教师要把握典型例题的分析、讨论的目的，帮助学生清醒地认识解答问题所涉及的陈述性知识（事实、定义、程序、规则等），帮助学生学会用陈述性知识的形式对解答过程进行说明和解释。组织学生作适当的变式练习，目的在于从中体会、领悟如何依据习题提供的条件，把陈述性知识形态的程序性知识转化为解决问题的产生式系统，并作出解决问题的行为。

在新课程实施中，教师积累了不少程序性知识教学的经验。通过反思、总结、提升，获得自觉的带有规律性的认识，是十分必要的。例如，倡导探究学习的方式、用问题链和问题解决的方法开展教学。创设可让学生自己学习、探究的情境，把教学内容设计成一个个环环相扣的问题，形成问题链，通过问题引发学习兴趣，利用问题链引导学生学习，在探究中发现问题、解决问题，得到结论，获取知识。学生了解了知识是在什么背景下、在解决何种问题中，通过什么途径、方法来解决问题，通过抽象、归纳、论证建立概念、概念网络和命题，能有效地理解、掌握陈述性知识，并习得程序性知识。

有强烈的程序性知识教学的意识，能持之以恒、坚持不懈地在教学实践中研究、探索，掌握程序性知识教学的策略，就一定能实现以能力培养为主旨的化学教学。

参考文献：

[1] R. M.加涅著，皮连生等译.学习的条件和教学论[M].上海：华东师范大学出版社，1999.

[2]中华人民共和国教育部制定.义务教育化学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.

第5篇：化学中有机化合物的定义范文

1．知识文化

科学知识是人类认识自然过程中的理论性成果，是科学与文化在观念层面上的直接关联部分。若把其他文化要素比做科学文化的血肉，则知识文化要素为科学文化的骨架。知识文化要素是科学文化的核心要素，也是其他文化要素的载体。化学课程中的知识文化要素主要是化学学科知识，包括化学的基本概念和原理、元素化合物知识、实验知识等等。

2．技术文化

技术文化是人类改造自然过程中的操作性成果。技术文化离不开知识文化的理论支撑，是建立在科学理论知识基础上的一种生产性文化，对人类社会和人类生活有着重要的作用和影响。化学课程中的技术文化要素主要是化学知识在生产、生活中的具体应用。高中化学选修模块《化学与技术》是化学技术文化的集中体现。

3．历史文化

历史文化是对过去人类发展过程中的事实、进程进行记录、诠释和研究的一种文化。历史文化中包含着人文、哲学、科学、伦理道德等多种亚文化，可为现今及未来远景提供参考依据，是人类精神文明的重要成果。化学课程中的历史文化要素主要是各种化学史，如化学家们的事迹、与化学相关的发明、发现、发展和生产的历史等。

4．生态文化

生态文化是反映人与自然和谐发展的价值取向的文化，是人类在认识和改造自然的过程中，对生命与自然环境及其之间的关系的认识的文化。自然科学中融入生态文化的意义在于让学生认识到科学的双面性，培养正确的科学观。化学课程中的生态文化要素主要是与生态、环境相关的化学知识，如矿物资源的开发、化学变化对生物及其生存环境的影响等等。

5．艺术文化

艺术文化区别于人类其他亚文化的最主要、最基本的特征是它的审美价值，除此以外，艺术文化还具有认识、教育和陶冶等功能。让学生在满足审美需要的同时，获得精神享受和审美愉悦。通过艺术文化，让学生受到真、善、美的熏陶和感染，潜移默化地引起情感、态度与价值观等的深刻变化。化学课程中的艺术文化要素主要是与化学相关的美的存在，如生态环境美、科学精神美、化学美等。

6．伦理道德文化

伦理道德包含两个层面的含义，一是自愿接受的内在的价值理想，二是遵循内在价值理想的外在的行为规范。科学文化所蕴含的伦理道德以及所表现的价值理想和行为规范，对学生起着潜移默化的作用。化学课程中直接属于伦理道德文化范畴的材料较少，一般隐含于生态文化、历史文化中，如化学家献身于科学事业中所体现的价值观与道德观、化学与环境的关系中所体现的伦理道德观等。下面以鲁科版普通高中课程标准实验教科书《化学1》为例，列出教材中所含的部分文化要素（因教材中的文化要素都以学科知识为载体呈现，故表1中未列出知识文化要素）。

二、文化视角下化学科学素养的培养途径

在“充分体现化学课程的人文内涵，发挥化学课程对培养学生人文精神的积极作用”［1］的基本理念的指导下，新课程教材加强了人文与科学的结合。人文文化作为满足人精神世界需要的文化，与科学文化相融合的目标就是强调化学学习不仅是获取化学知识，更要接受化学的科学精神、思想的熏陶，塑造科学品质，提升科学素养，为未来的学习、工作和生活奠定基础。

1．创造丰富情境，凸显STSE教育

化学是一门实用性很强的自然科学。STSE教育是在人类生活的背景中将化学科学与技术、社会、环境的发展紧密地联系起来，其实质是融知识、技术、生态、艺术、伦理道德等多种文化为一体的“多元文化教育”。通过STSE教育，不仅能让学生在学习化学知识与技能的同时了解化学与技术、社会、环境的联系，还能让学生在丰富的情境中运用化学知识分析和解决实际问题，体验科学探究活动的过程与方法。STSE教育也是在科学教育中融合人文教育的一种重要途径，让学生在处理复杂问题时运用化学知识权衡利弊并做出恰当的选择，感悟科学技术的社会价值与社会责任，形成正确的情感态度与价值观。可以说，STSE教育是培养学生科学素养的最重要的途径之一。教学中，我们应该充分挖掘教材中化学知识可承载的STSE内容，将具有类似STSE教育价值的不同的化学知识内容，用类似的设计思路组织教学，使学生分析、解决同一类实际问题时能形成正确的角度、思路和观念。例如在学习氮及其化合物时，先是在自然界的背景下呈现氮元素的存在及循环，然后是具体代表物的性质，再到应用物质性质分析解释环境问题。那么在学习硫及其化合物时同样采用自然界物质性质社会、环境的模式组织教学，就能让学生主动建构同一类实际问题的分析角度、思路和观念。［5］

2．融合历史文化，塑造化学科学品质

化学史是人类历史文明的一部分，它以各种各样的学科知识和科学史知识为载体，呈现了化学科学在人类历史中的发展轨迹，展现了人类在化学科学研究上探索真理、孜孜以求的科学精神。在化学教学中融合化学史教育，让学生在历史背景中学习科学知识，既能让学生在科学发现、演变的基础上，更准确地理解化学知识，又能在化学史蕴含的科学态度、精神的熏陶中，养成良好的科学品质。合理、恰当地融入化学史的教学，是培养学生科学素养和人文精神的重要途径，既增强了学生对所学知识的兴趣和理解，又让学生沿着前人思维活动的足迹，体验科学思维方法，受到科学精神熏陶。因此，在教学中应充分挖掘化学的历史文化素材，寻找合适的切入点，让不同类别的化学史充分发挥不同的教育作用。例如：利用化学家的故事，可以培养学生求真求实、开拓创新的科学精神，如舍勒发现氧的故事、门捷列夫发明元素周期表的故事等等。利用化学发明、发现史、生产史、应用史，既能让学生了解前人的科研事迹，又能培养学生科学探究的思维方法和能力，如侯氏制碱法、苯的凯库勒式结构等，都是很好的科学探究素材。

3．发掘地方文化，体现校本课程魅力

发掘地方文化背景下的化学教学资源，在传承地方文化的同时，让学生从另一个角度认识、学习化学，是促进人文与科学相融合的一条重要途径。校本课程是新课程改革中留给学校和老师自主开发的课程，是基于地方和学校为学生发展而设计的课程。地方文化资源是宝贵、丰富的校本课程开发资源。以地方文化资源为载体，整理找出与化学关联的内容，然后确定其对应的国家课程内容，开发合适的校本课程，让学生在熟悉的氛围中学习化学知识，感受化学给人类带来的利与弊，树立正确的科学观与价值观。地方文化资源非常广泛，包括人文历史、自然环境、生产生活等都是课程开发资源。人文历史资源包括历史文物、风俗习惯等；自然环境资源包括地质、矿物、水、气候、生物等；生产生活包括当地的工业、农业、手工业、服饰、饮食、建筑、交通等。这些资源都可结合地方特点，发掘出与化学相关的文化要素，例如陶瓷文化———硅酸盐、地方饮食文化———食品中的有机化合物、大城市的雾霾———硫和氮的化合物等等。

4．展现化学之美，培养科学的审美观

法国哲学家韦伊曾说：“科学的真正主题是世界之美”。尽管美在科学中没有准确的定义，人们对美的理解也不尽相同，但美的确客观存在于科学之中，它总是与和谐、秩序、统一、完善等相联系。化学科学对物质世界的外在现象和内在结构的精确描述，展现了化学科学丰富的艺术内涵和审美价值。化学中处处存在着美，只要潜心挖掘，就会发现其中有着丰富的美学资源。科学审美作为科学研究活动的一部分，也是科学素养的一部分。在化学教育中将审美和科学相结合，让学生在化学及其文化之美的熏陶下，形成高雅的审美情趣和科学的审美观。化学之美主要体现在现象美、结构美、守恒美、平衡美、理论美等等。如烟花燃放时发出的五颜六色的光、酸碱指示剂变色等，这些色彩绚丽的化学现象，展现的是化学现象之美；苯分子的环状结构、C60的足球状的结构等，它们对称、均匀的特征，展现的是物质结构之美；化学反应中的质量守恒、电子守恒、电荷守恒等，展现的是化学守恒之美；勒夏特列原理指导下的化学平衡、电离平衡、溶解平衡等，展现的是化学的平衡之美；元素周期律的表现形式———元素周期表，其简洁性、规律性、预见性，展现的是化学的理论之美。

5．引入通俗文化，激发化学学习兴趣

通俗文化作为一种文化现象，是人类文化的一种形态和构成要素，是人类文化中诸多的亚文化之一。有着大众基础的通俗文化，作为我们身边发生的文化事实，与我们的生活密切相关，同时也反映并影响着我们的生活。引入通俗文化，寻找合适的交点，让课堂上的科学文化与课余时间的通俗文化交融在一起，以通俗文化为纽带，拉近化学科学与学生的距离。一首《石灰吟》让学生们感到化学并非只能通过枯燥的文字和化学符号表达。再看北大原校长周其凤创作的化学之歌———《化学是你，化学是我》、普通老师创作的化学版流行歌曲《青花瓷》等等，这些都是在“接地气”的通俗文化中传播化学文化。尽管有些创作从科学的角度看并非那么完美与严谨，甚至有些世俗和随意，但不可否认这些和通俗文化交融的化学，让化学知识更生动有趣，使学生在愉悦的化学文化中感受、学习化学知识，激发学生对化学的学习兴趣。

三、结语

第6篇：化学中有机化合物的定义范文

[关键词] 中医药基础理论；经络脏腑；脏象；中药药性；超分子；化学；物质基础；方证关联；中药；中药复方；气析；中医药现代化

[收稿日期] 2013-06-09

[基金项目] 国家自然科学基金项目（81073142，81173558，81270055）；国家博士点基金项目（20124323110002）；湖南省自然基金重点项目（11JJ2055）；湖南省教育厅十二五药学重点学科项目

[通信作者] 贺福元，教授，博士生导师，主要从事中药药理学、中药药剂学、中医药超分子机制及数理特征化研究工作，Tel：（0731）5381372，E-mail：

超分子化学（supramolecular chemistry）根源于配位化学，有人称之为广义配位化学（generalized coordination chemistry），是30多年来迅猛发展起来的一门交叉学科，它与材料科学、信息科学、生命科学等学科紧密相关，是当代最前沿的化学研究领域之一。这个领域起源于碱金属阳离子被天然和人工合成的大环和多环配体，即冠醚和穴醚的选择性结合。1967年C J Pederson报道了冠醚配位性能的发现，揭开了超分子化学发展的序幕。1973年，D J Cram基于在大环配体与金属或有机分子络合化学方面的研究，提出了以配体（受体）为主体，以络合物（底物）为客体的主客体化学。超分子化学概念和术语是1978年J M lehn模拟蛋白质螺旋结构自组装体的研究内容而引进的，在一定程度上超越了大环与主客体化学而进入了所谓“分子工程”领域，即在分子水平上制造有一定结构的分子聚集体而起到一定的特殊性质的工程，并进一步提出了超分子化学即“超越分子的化学”的概念。“基于共价键存在着分子化学领域，基于分子组装体和分子间键而存在着超分子化学”是对分子与超分子化学的中肯诠释。自从1987年Pederson，Cram和Lehn因为对超分子化学领域的杰出贡献而获得该年度的诺贝尔化学奖以来，超分子化学便蜚声世界，受到了科学界和大众的广泛关注[1]。

分子化学是原子之间通过化学键作用形成分子，是以分子为研究对象的化学，可称为特征化学；而超分子化学是以多种弱相互作用力而非化学键为基础，是由多个分子通过这种弱的分子间非共价键的相互作用为研究对象的化学，和原子间由化学键作用而形成分子的化学不同，超分子化学是研究分子间相互作用的科学，也可以称为表观化学[2-3]。

超分子化合物是由主体分子和一个或多个客体分子之间通过非共价键作用而形成的复杂而有组织的化学体系。主体通常是富电子的分子，可以作为电子给体，如碱、阴离子、亲核体等；客体是缺电子的分子，可作为电子受体，如酸、阳离子、亲电体等。超分子体系中主体和客体之间不是经典的配位键，而是分子间的弱相互作用，即氢键、主客体作用、静电作用、π-π堆积作用等，其键能大约为共价键的5%～10%，且具有累加性，但形成的基础是相同的，都是分子间的协同和空间的互补，因此可以认为，超分子化学是配位化学概念的扩展。

中医药基础理论是中华民族几千年同疾病临床斗争的结晶，其正确性与科学性不容置疑。众所周知，中医药理论是建立在对人体有序的多分子群作用基础上的宏观规律表征，长期以来大家多是从宏观方面寻找解决问题的线索，对于能否从微观物质基础层面找到诠释物质基础多持否认的态度，并且认为这是中医药理论区别于西医的固有特点，这些观点容易强化“中医药不存在微观物质属性”的观点。这主要有2个原因，一是中医药长期的宏观思维阻碍了以体现中医药理论为核心的微观物质的寻找，从思想上固执地认为找不到，也不想怎么找到，这多体现在中医药院校的人才思维之中；二是长期寻找无果，由于对现代非医学科学缺乏系统而精心的学习，没有找准现代非医学科学理论，只牵强附会地将中医药理论与现代科学凑合，多借助现代科学仪器设备从“静态”的角度进行人体观察，却试图找到能反映宏观“动态”中医药理论的微观物质基础，其结果注定要失败，这多体现在非中医药院校的人才思维之中。由于中医药理论的微观物质运行规律长期不明，累遭非中医人士的诟病，因此能否从微观层面找到中医药理论化学作用的本质规律是能否诠释中医药理论并为现代社会所接受（所谓的中医药现代化）的关键，长期萦绕在作者心头。近年作者在研究网络药理学的成分群与网络靶点的作用规律、在研究中药“穴药”法归经理论、在研究单成分的构效关系时，首次接触到了超分子化学，发现两者有天然渊源关系，这种大小分子群间作用的印迹模板（钥匙）关系理论正是整合人体“海洋般”分子群相互作用而表现出的宏观规律，阐述中医药理论的“不二法门”理论。因此，本文先从超分子化学的研究现状入手，然后与中医的经络脏腑理论与中药药性理论结合，剖析人体大小分子群作用的超分子运行规律，证明能从微观物质作用规律层面上勾画出中医药基础理论，据此可提出中医药基础理论微观与宏观现代化的途径与框架图。

1 超分子化学的研究现状

1.1 超分子化学研究的3个阶段

超分子化学研究经过了主客体化学、分子识别化学和自组装化学3个发展阶段。主客体化学是以主体洞穴包裹客体小分子而形成超分子，为超分子研究的起初阶段，只追求特异的非化学键组成的超分子特异性结构；分子识别化学与医学有历史渊源，早源于免疫学的抗体与抗原识别化学，抗体依抗原表面决定簇识别而合成抗体，两者结合可形成巨大的超分子；自组装化学是基于既有氢键供体又有氢键受体的易形成氢键的分子，或基于既有电子供体又有电子受体的易形成传荷络合物分子，当这种分子以特定的结构存在时会自组装成高分子聚合物。当然，这3个过程不是严格的顺承关系，而是相互渗透和相互关联的。例如，在模拟细胞膜的研究中，超分子化学家就同时运用了主客体化学和超分子自组装化学的知识和手段。荷兰的Reinhoudt率先提出了分子印刷板（molecular-printboard）的新概念[4]，即将修饰有主体分子（自组装单分子层）的表面作为分子印刷板。这种富集了大量主体分子的表面像自然界的细胞膜一样具有表面识别位点，在这种表面上，客体分子通过超分子相互作用可以有效定位。由超分子化学研究的3个阶段可知，其理论将对中医药基础理论的解释将会产生重大而深远的影响。

1.2 超分子中的主要主体化合物

超分子的主体化合物是指构成超分子印迹孔穴（通道）的化合物，其中潜在特异的可结合的模板分子，两者为钥锁关系。在超分子化学的发展过程中，越来越多的主体分子被发现或者合成，目前经典的超分子化学中的主体化合物如下。

1.2.1 冠醚配合物 这是最早发现和研究的化学超分子物质。冠醚一般是具有（CH2CH2X）重复结构单元的大环化合物，其中X代表杂原子。从环上所含杂原子来看，冠醚化学己从最初的全氧冠醚发展到硫、硒、氮、磷、砷、硅、锗和锡等杂冠醚。冠醚化合物都具有确定的大环结构，不像一般非环配体那样，只是在形成金属配合物时才形成环[5]。

1.2.2 环糊精和环糊精包合物 环糊精（cyclodextrin，CD）也称作环聚葡萄糖，是由若干D-吡喃葡萄糖单元环状排列而成的一组低聚糖的总称。它具有圆筒状疏水性内腔和亲水性外沿，与柔性的开链类似物相比具有特别的物理和化学性质。Villiers于1891年通过用酶降解淀粉发现了环糊精并分离出来，1904年Scharidinerge表征它们为环状低聚糖，1938年Freudenberg等把它们描述成吡喃葡萄糖单元通过α-1，4-糖苷键连接构成的大环化合物。迄今为止，己有不少专著与若干长篇综述、多于1 400个以上的专利和数以千计的文章描述环糊精及其包合物的结构、性质和应用。在药剂学上已有广泛的应用，多采用β-环糊精。含有环糊精结构的自组装体己经被应用到分子识别[6]、药物输运[7]、超分子凝胶[8]和微反应器等领域。我国著名化学家徐光宪院士曾经特别指出环糊精超分子科学是21世纪化学领域11个突破口之一[9]。

1.2.3 杯芳烃 杯芳烃是一类对位烷基苯酚通过亚甲基在酚羟基邻位连接而构成的一类大环化合物，是酚醛树脂缩合的环状化合物。最有代表性的是20世纪40年代Zinke等用对叔丁基苯酚和甲醛在氢氧化钠存在下加热得到的由对叔丁基苯酚结构单元和亚甲基交替连接的四聚体。该化合物的分子模型表明它的形状像一个杯子或花瓶，故称之为杯芳烃。在杯芳烃p-tert-butylcalix（n）-arene的杯状结构底部紧密而有规律地排列着n个酚羟基，而杯状结构的上部具有疏水性的空穴。前者鳌合和输送阳离子，后者则能与中性分子形成配合物。由于杯芳烃的这种独特的结构，离子和中性分子均可作为其形成配合物的客体。

1.2.4 瓜环 瓜环是一类由n个甘脲单元和 2n个亚甲基桥联起来的大环化合物，具有刚性疏水性穴腔及亲水性端口的特殊结构，与客体作用后有可能改变客体物质的理化性质，使得瓜环成为超分子化学的重要主体之一。瓜环作为一种潜在的药物运转、缓释或控释载体，药物与瓜环作用后，可显著地改变药物性质。瓜环是继冠醚、环糊精和杯芳烃等大环化合物之后的一类新型大环化合物[10-11]。

1.2.5 其他类型的大环化合物 ①葫芦脲：由尿素、乙二醛和甲醛之间的简单反应获得的大环化合物[12]。葫芦脲与环糊精或其他大环化合物相比，其另一特征是具有更加刚性的结构；②卟啉和酞菁：卟啉是在卟吩环上拥有取代基的一类大环化合物的总称。卟吩是由4个吡咯环和4个次甲基桥联起来的大π共轭体系；卟吩分子中4个吡咯环的8个β位和4个中位的氢原子均可被其他基团所取代，生成各种各样的卟吩衍生物，即卟啉。酞菁是与卟啉结构相近的大环化合物。卟吩环“中位”上的碳原子被氮原子取代即为酞菁。环上未曾和氢结合的氮原子可以接受2个质子，形成正二价离子；已和氢结合的氮原子又能给出2个质子，形成负二价的离子，而同正价的金属离子形成配合物。卟啉和酞菁阴离子对过渡金属离子有很强的配位能力[13]；③环肽：环肽是以多个氨基酸的肽键构成的环状化合物，广泛存在于自然界中，已报道的环肽大多来自于海棉状和海洋中的节肢动物等低等生物中，实际上环肽和类环肽也广泛存在于微生物、真菌、藻类和高等植物，并在生物体的生命活动中扮演着重要的角色。除此，还有杂多酸类、多胺类、树状、液晶类等超分子化合物[14]。

1.2.6 人体巨复超分子体 首先人体内的单分子、超分子通过自组织、自组装、自识别与自复制组成一定功能的超分子，在众多小分子模板基础上进行超分子主体结构的合成，如参与的各种生化代谢反应酶合成、基于氨基酸的蛋白质合成、基于葡萄糖的肝糖元合成，基于核苷酸的DNA，RNA合成等。这此合成的超分子主体又以亚单位合成巨大功能性超分子主体，众多功能性巨大超分子主体组成细胞器，众多细胞器构成细胞，然后通过自我复制分化成各种功能类型的细胞，再联接形成器官组织，最终构成整个人体。在这个多级的超分子主体生成过程，母体超分子保留了子体超分子的印迹模板，因此人体就是一个拥有各种层次印迹模板，按一定的空间孔穴通道结构进行联接所形成的巨复超分子体。

1.3 超分子的结构与作用的主要特征

1.3.1 超分子结构的主要特征 由上述的主体化合物可知超分子结构特征有：①超分子是主体与客体两部分分子组成的非成键化合物，可以结合也可以脱离，主客体分子存在一定的分子构象关系，两者结合程度由构象决定；②主体分子中存在一定形状的孔穴，容纳与孔穴模板相同或相似小分子，不相同或不相似的小分子难能进入孔穴或结合不紧，两者存在钥锁关系；③超分子主体之间可结合形成更大的超分子主体化合物； ④主体分子可以环合生成封闭孔穴，也可非环合聚合成开放孔穴，以螺旋状、片状、胶束、纳米囊、聚合亚单、细胞器及细胞等各种形式，由小分子到大分子形成各种超分子聚集主体；细胞是庞大超分子聚集主体体系，人体更是巨复超分子聚集主体体系，包含了从单分子到各种超分子聚集体的通道结构与印迹模板；⑤各种层次的超分子主体化合物以特定的孔穴模板相连，形成经络脏腑，组织器管，能与相一致的模板小分子进行作用；⑥超分子的主体与客体结合后形成的超分子，会改变主客体分子的性质，宏观上会表现出小分子在主体分子中的迁移、理化性质的各向异性，同时主体分子的理化性质也会发生变化。

1.3.2 超分子作用的主要特征 具有分子间的自组织、自组装、自识别和自复制。

自组织：分子自组织通常指许多相同的分子，由于分子间力的协同作用而自动组织起来，形成有一定结构但数目可以多少不等的多分子聚集体，有以下特点：①包括在空间上或时间上都表现出自发的有序性体系；②包括空间结构和平衡结构和非平衡的结构两者的瞬间动力学的有序性，结构的有序性，结合的非线性化学过程的有序性及能量流动和时间方向上的有序性；③仅仅限于非共价键的超分子层次；④多组分在分子组分间由分子识别或在动力学过程中产生特殊相互作用，表现出超分子的自组织和长程有序性，从而形成多分子有序体。简而言之，就是越有序，组织性越好。如分子层、分子晶、体膜、液晶、胶束、胶体、细胞器、细胞等都是自组织的有序体，人体更是自组织的有序体。

自组装：自然界中存在众多的自组装作用，在生物过程中，基质和蛋白质受体的结合，酶反应中的锁钥关系，蛋白质-蛋白质络合物的组装，免疫抗体抗原的结合，分子间遗传密码的读码翻译和转录，神经递素诱发信号等。自组装体包含了①分子识别：主体有选择性地识别客体并以某种方式与客体配位形成化合物。②分子催化：自组装的超分子配合物具有反应性和催化作用，体现高效能、高选择性。生物体内的氧化、还原、酰基转移、β-消除、C-C键形成及断裂等可在特定的酶中进行[15]。③分子转移：组装后的超分子常能促进光子、电子或离子的传递。

自识别：分子在自组装过程会产生自识别。这是在主客体体系中，主体有选择性地识别客体并以适宜的形式形成主客体化合物，亦超分子体系，与没有相互作用的主体和客体的混合物相比，这种超分子体系体现出不同的特性。主体识别各种客体的主要方式有与主体空穴的大小形状匹配、配位点特性及数目、配体种类与数目、电荷强弱等。

自复制：超分子的自复制作用就相当于DNA 的自复制。对于后者，首先是DNA 双螺旋的两辫拆开，两根母辫即形成模板，它们的复制原理是一样的。

1.4 超分子的研究与检测手段

现阶段超分子化学的目标主要集中于超分子形成中的机制及应用研究，如确定分子间作用力的协同；研究分子识别与位点识别的机制与过程；研究不同结构层次的组装体、组装过程及组装方法，尤其是生物活性体系及低维体系的组装，自然界的自组装，以及超分子体系中结构与功能的关系等等。

由于主客体分子间包合作用力的主要来源是分子间存在的范德华力、疏水作用力及氢键作用力等，超分子体系分子间弱相互作用力的理论研究目前常用的方法有量子化学和统计热力学2种。量子化学方法主要在电子结构水平上准确地研究分子间弱相互作用力，可望在深层次的理论水平上揭示生命现象的本质[16]，用于超分子体系弱相互作用力研究的量子化学方法有abinitio，HF，SCF，MP，DFT等方法。热力学方法主要是研究超分子中的主客体作用的形成随着温度变化的重要的热力学参数。主要主体分子、客体分子与超分子的自由能变（ΔGsup）和平衡常数Ksup，可用热力学的方法研究过程的状态函数变量[17]。用 Schneid提出的成对作用的自由能线性估算方法进行超分子自由能变（ΔGsup）的研究，可得到较满意的结果。

实验方法有多种形式，用谱学方法研究分子间弱相互作用已成为实验研究的主要手段。红外光谱法：形成了超分子体系时，相互作用部位或基团伸缩振动受到影响，从而吸收峰频率发生一系列的位移，根据位移可对超分子体系间选择性作用力作半定量研究；核磁共振法：形成超分子体系时，选择性部位原子的化学环境发生变化，根据化学位移发生变化的值可研究超分子体系的弱相互作用。分子散射法：对于简单超分子体系给出精确的分子间相互作用势函数，根据散射数据可以确定超分子体系的弱相互作用，但对复杂超分子体系无能为力；X 射线单晶衍射法：则可通过键长及键角直观地确定超分子体系的弱相互作用力，另外还有色谱法和生成热测定法。其余研究超分子化学的手段也很多，例如可见光谱和荧光光谱、圆二色光谱、电位法和色谱法等[18-21]。

1.5 超分子药物与应用

1.5.1 超分子药物研究 在药物制备、合成与发现中超分子化学得到了广泛的应用。①超分子动态组合化学用于药物发现：以酶、受体型蛋白等作为模板加入到动态组合库中，库中与之最有亲和力的成分就被放大，而与之无作用的成分将减少。这些放大的成分是该库中最有可能成为先导化合物的成分。②超分子载体用于药物合成：在多相合成药物时，可采用金属超分子载体形式将金属催化剂由水相转移到有机相而促进药物的合成。③包合型超分子药物制备：将主体分子包合客体药物分子制成超分子包合物，形成分子胶囊可改良药物的水溶性与稳定性。目前，多采用环糊精作为主体分子包合亲脂性药物以增加其生物利用度。如采用β-环糊精包合物包合大蒜素[22]、苯佐卡因[23]。利用环糊精制备结肠、脑、特殊细胞靶向给药系统[24]。还可用来掩盖药物的不良气味，降低药物的刺激性与毒副作用等[25]。④印迹模板技术用于药物分离：先将被分离的物质作为模板分子与高分子材料进行聚合，然后水解释放模板药物分子。

超分子化学药物可能改变药物的稳定性和在人体的传送机制，即改进药物在体内的膜运输，使药物达到特定的作用靶点，提高和特异靶点结合的能力，提高药物的有效利用度，降低药物的毒副作用。因此可能开发出具有新的结构、药理、药效和剂型的药物。

1.5.2 超分子药物 对超分子药物进行了概括，主要包括以下几类①抗癌超分子药物：基于卟啉及唑类化合物的结构特点及抗癌活性[26]，如替加氟和硝基咪唑类卟啉[27]。替加氟修饰的卟啉化合物对肝癌细胞 SMCC-7721、结肠癌Volo细胞的体外抑瘤有较好活性。②抗炎镇痛类超分子药物：如将阿司匹林、 烟酰胺与锌离子形成的络合物超分子佛立沙后，不仅改善了阿司匹林的胃肠道刺激性，还有效地提高了其镇痛抗炎作用[28]。锌（II）-巴氯芬络合物超分子的止痛活性也强于其母体药物[29]。③抗疟类超分子药物：将青蒿素与环糊精制成络合物超分子，水溶性得到了很大改善，其口服生物利用度得到了提高。还有二茂铁喹是含二茂铁结构的抗疟类络合物，可以长期稳定的在生物体内表现出抗疟活性，已成为抗疟类候选药物[30]。 ④抗菌类超分子药物：将过渡金属与抗生素或其他潜在抗菌化合物形成的络合物大部分具有比配体本身更好的抗菌活性，如将喹诺酮类、磺胺类、席夫碱类、缩氨硫脲类和大环类与过渡金属Au（I），Ag（Ⅰ），Pd（Ⅱ）等生成超分子，从这些络合物超分子中筛选出了良好抗菌活性的药物分子。⑤抗结核类超分子药物：异烟肼是一个良好的金属离子螯合剂，能与锰（Ⅱ），钴（Ⅱ），镍（Ⅱ），铜（Ⅱ），锌（Ⅱ），镉（Ⅱ），铅（Ⅱ）及稀土等金属离子形成稳定的络合物，研究发现将异烟肼及其衍生物制成络合物超分子可提高其脂溶性[31-32]，增强其抗结核作用。⑥心血管系统的超分子药物：将硝苯地平、尼群地平、卡托普利、尼卡地平和尼莫地平制成β-CD或HP-β-CD包结络合物，可有效提高该类药物的稳定性、生物利用度和溶解性等。将硝苯地平分别用2-HP-β-CD和羟丙基纤维素制成双层片剂，可通过调节二者比例来满足不同释药速率要求[33]。

由上可知，目前的超分子药物多为过渡态金属络合物和β-CD的包合物两大类，多以化学药物的形式研究报批，总体研究层次不高，作为中药及复方制剂的化学成分存在天然的超分子形式，并且中药本身就是生物体的模板分子产物，具有与人体共模板的生物相容性，因此作为超分子的中药药物的研究更有广阔的空间。

2 生物体内、中药超分子存在形式及超分子现象

超分子化学的起源在一定程度上来自生物体系，如植物进行光合作用的叶绿素是卟啉环的镁络合物超分子；血红蛋白吸收和运载氧的血红素是卟啉环的铁络合物超分子等。在生物体内，超分子的主体是各种酶、受体、基因、免疫系统的抗体和离子载体的接受位点等，客体是底物、抑制剂、抗原或者药物等。主客分子的共同协作用是产生生命现象的基础，因此可以说生命体系是一个巨复的生物超分子体系[34-35]。

2.1 糖类

可以分为单糖类、低聚糖和多聚糖类及其衍生物，有均多糖与杂多糖之分。高聚糖类的螺旋结构是开环的主体分子，可与小分子形成超分子，如淀粉与碘呈蓝色；环糊精是由5～7个葡萄糖而成的闭环聚合主体分子，可与很多分子量较小的药物形成超分子，改善药物的不良水溶性与稳定性；氨基糖类也是很好的细胞间质连接物，与脂肪、蛋白质构成细胞间孔穴通道，是构成中医经络脏腑的重要物质基础；同时糖类又是很好的氢供体与受体，分子间可相互作用、结合及自组装形成超分子体系；单糖也可作为客体分子与其他的主体分子结合形成超分子体系；而多糖则可以作为主体分子包合其他中药成分构成超分子体系。由于糖类的普遍存性，研究糖类的超分子形式对解释人体的经络脏腑现象有重大作用。

2.2 氨基酸、蛋白质类

自然界中各种形式的氨基酸300左右，但能以肽键形成蛋白质的为20种，均为α-氨基酸。蛋白质是超分子主体最好的表现形式。常现的酶类及催化作用，抗体抗原反应，受体、转运体及各种离子通道均能发现超分子物质及能寻找到超分子作用踪影。蛋白质的螺旋、β-片层及四级结构形式是形成天然超分子体最杰出的代表。与糖类一样，蛋白质普遍存在，因此蛋白质的超分子形式对解释人体内经络脏腑现象具有更加重大意义。

2.3 核苷酸及DNA类

生物体的遗传信息靠核苷酸顺序结构产物DNA贮存，构成DNA的核苷酸双螺旋结构本身就是超分子物质。在DNA，RNA的合成及基于RNA信息合成蛋白质均是以超分子形式而发生作用。

2.4 苷类

苷类是糖或糖的衍生物与非糖物质（称为苷元或配基）通过糖的端基碳原子连接而成的化合物，也是在自然界广泛存在的天然产物。根据其结构中苷元、糖或糖的衍生物的存在形式，可自身结合形成各种形式的超分子，如甾醇类与甾体皂苷形成的分子复合物，金属离子与苷元的酚羟基、羧基形成的络合物，多电子苷与缺电子苷形成的传荷络合物等；同时也可与体内的大分子主体形成超分子化合物。

2.4.1 醌及苷类 这是一类分子中具有醌式结构的化合物，分子中多具有酚羟基，有一定的酸性。醌类为缺电子基团，可与供电子基团，如酚、苯胺形成传荷络合物，如氢醌复合物；也可与β-环糊精（β-CD）衍生物形成包合物，同样可被多糖螺旋形成包合物；也可与空轨道的金属离子形成络合物；也易与酰胺键形成氢健络合物；也可与蛋白质形成氢键络合物等超分子。

2.4.2 香豆素及苷类 其基本骨架可视为由邻羟基桂皮酸形成的内酯，在稀碱溶液中内酯环可水解开环，生成能溶于水的顺邻羟桂皮酸的盐，加酸后可环合成为原来的内酯。主要与多糖、蛋白质等主体分子形成超分子。

2.4.3 木脂素及苷类 这为苯丙素的二聚体，本类化合物可作为客体分子与多糖、蛋白质主体分子结合形成超分子。

2.4.4 黄酮类 泛指具有2个苯环通过中间三碳链相互联结而成的一类化学成分。为多电子供体，可与空轨道的金属离子、氢键受体、电子受体等形成超分子；也可作为客体分子与多糖、蛋白质主体分子结合形成超分子体系。

2.5 萜类和挥发油

萜类和挥发油由异戊二烯单位构成，分单萜、倍半萜、二萜等。根据其结构不同形成超分子能力相差很大。大多可作客体分子与β-环糊精孔穴分子形成包合分子；也可自身聚合成树脂，也可形成分子复合物；也可形成低共熔物；也可与吐温等表面活性剂形成氢键复合物与传荷络合物，也可作为客体分子与多糖、蛋白质主体分子结合形成超分子体系。

2.6 生物碱

生物碱是一类存在于生物体内的含氮有机化合物，结构复杂而多样。可作为客体小分子被包合成超分子；在酸性条件下可与重金属、有机酸、多电子基团形成复合物；与鞣质结合形成超分子；环肽类大分子可作为主体分子包合其它成分形成超分子，因此在不同条件下，不同结构的生物碱可能形成不同形式的超分子，因此生物碱应是形成各种超分子物质较为丰富的一类化合物，加上它富有强大的生物活性，因此研究生物碱各种形式的超分子对阐明中医药理论具有重大意义。

2.7 甾体类

甾体类是一类结构中具有环戊烷骈多氢菲甾核的化合物。可作为客分子进行包合，另外最重要的是β-甾醇类形成有机分子复合物超分子。

2.8 三萜类

三萜类是一类基本骨架由30个碳原子组成的萜类化合物。可作为客分子、氢或电子供受体形成超分子复合物，也可作为客体分子与多糖、蛋白质主体分子结合形成超分子体系。与糖结合形成皂苷具有表面活性作用，自已可以聚合成胶束形成超分子。

2.9 鞣质

鞣质是一类复杂的多元酚类化合物的总称，可与蛋白质结合形成致密、柔韧、不易腐败又难透水的超分子化合物；也可与生物碱复合生成超分子；同时自身聚合生成鞣红超分子；还可与重金属盐如醋酸铅、醋酸铜等产生超分子沉淀。因此鞣质是中药成分中最易生成超分子的一类物质。

由上可知生命体及中药中各种成分均可以以主体或客体形成超分子，是研究超分子化学，阐明生命现象的最好载体材料。

3 具有超分子载体特性的生物体决定了超分子化学对阐明中医药理论科学内涵的特殊影响

诚如前述作为生物体的人体与中药可以看成是一个由单分子、超分子、聚合超分子及巨复超分子构成的复杂体系。在由小分子构成整个人体有序超分子过程中，其超分子主体保留了客体小分子的印迹模板，形成孔穴通道结构与外界发生化学反应，进行物质能量联系，否则生命现象难以为继。当人体的各类小分子在心脏搏血功能的推动下，人体各组织器官的主体分子对客体小分子表现出机体结构的各向异性作用，亦“气析”现象。水为洗脱剂，溶于水的各类客体分子与组织器官主体分子的孔穴通道产生印迹作用，包括“分子筛、离子交换、吸附、分配与亲合色谱”的各种形式，体现出“印迹模板”特征的“气析”（由于这种作用是产生中医气的本源，并且各组织器官能能象色谱学那样区别客体分子，故定义为“气析”）现象，亦经络脏腑现象。其结果是与组织器官“印迹模板”相吻合的分子产生作用，而不吻合的分子就难产生作用。因此，中医经络脏腑理论正是对人体众多大小分子群在血液流动下所表现出各种 “印迹模板”形式的超分子印迹作用规律高度总结：具有相同或相似的“印迹模板”分子通道结构便构成了经络脏腑；通过通道结构与外界机体子体小分子作用就形成了脏象；具有与之相同或相似的“印迹模板”中药分子便构成了中药有效成分；中药有效成分与经络脏腑的印迹作用便形成了中药药性理论和功效[36]；中药复方配伍又能显著性地改变这一超分子印迹作用规律，由此便形成了中医药的“理、法、方、药”基础理论的微观物质基石。

诚如上述分析，人体各个脏器与血液中的各类成分作用的选择性或偏向性，用现在的化学语言表述为分子间作用的结构因素的各向异性，亦超分子钥锁关系；而宏观上就是几千年来中医药总结出来的临床用药的药性理论。其实这种类似的作用在单分子药物与靶点的构效关系研究中已有表述，也很容易用超分子的自组织、自组装、自识别与自复制解释，但由于中医药研究者没有将其归纳总结上升到分子群间的超分子印迹作用规律，以超分子化学解释罢了。

由于与生物体具有自然渊源的中药及复方成分必然是这个巨大的超分子体系中的一部分，中医药基础理论正是这种形形的各种形式的超分子共同作用的宏观现象。因此超分子化学在阐明中医药基础理论中所蕴藏的巨大作用是其他现代科学理论所无与伦比的。据目前仅有的超分子化学知识，对中医基础理论可作初步解释如下。

3.1 经络及现象

经络的宏观属性已为大量的针灸临床治病实践所证实，但微观属性却没有完全阐明。据目前研究结果，对经络认识有：①神经系统观；②广义的经络观；③生化物质观，代表性观点有P物质的观点，细胞外基质的观点，钙离子（Ca2+）富集观点；④经络的生物物理学特性研究，表明声传播的高振声、低频声和声信号循经性，电传导的低电阻、高电容、良导络性[37]，体表红外线热辐射轨迹的循经性，体表发光强度与对称的循经性，磁振动线的循经性，图象扫描（用正电子发射断层扫描仪的透射扫描图象和发射扫描图象的融合技术显示出示踪迹循经迁移线在体内的三维断层图像及立体透视图像[38]）。古人采用内视的方法观察经络的走向。据上述研究结果可知，经络的组织形态学位置至今仍在肉眼观察能力之外，没有一种公认的学说进行解释，但大量的临床与科学实验表明，人体经络及现象是客观存在的。

如果将目前的经络研究结果与人体超分子化学结合，由超分子的自组织、自组装、自识别与自复制的性质可以推断人体特定模板分子孔穴通道结构，亦经络的必然存在。因此人体经络的微观物质基础是：基于细胞内外巨型超分子主体物质的一定“印迹模板”分子孔穴空间有序排列通道结构；而经络现象是：基于这一通道的体内“印迹模板”分子在心脏搏血作用下，按“气析”所表现出的印迹宏观作用现象，体现出各组织器官“印迹模板”通道的各向异性。根据主体通道结构与客体“印迹模板”分子的钥锁对应关系，具特定通道结构的经络必然体现与客体“印迹模板”分子相一致的光、电、磁、热等效应。由此推知，与十四经络一致，人体的主体“印迹模板”孔穴通道大体上为14种模式，而这种微观的“印迹模板”分子孔穴通道相互混杂重叠，你中有我，我中有你，散布于各个实体脏器之中，因此相互干扰大，同时经络中的客体小分子受当时的身体状态、饮食习惯不同而变化，因此采用目前的“静态”的观察方法是很难发现其踪迹的，但如果采用“静态”与“动态”相结合的超分子化学研究方法，定能找到“蛛丝马迹”，本团队现已展开了各脏器的体外印迹吸附动力学实验研究工作，结果初步验证上述假说。

3.2 脏腑理论

如果经络的微观物质基础及现象得以阐明，则中医的脏腑理论自出。心、肝、肺、脾、肾脏象系统为与心、肝、肺、脾、肾经络相似的超分子主体“印迹模板”孔穴通道结构，但可能更规则，更集中。同样六腑也与相应的经络有相似超分子主体“印迹模板”孔穴通道结构。脏腑所体现的脏象与功能也与超分子主体孔穴通道印迹作用相关，是血液中客体分子物质与组织器官主体分子“气析”作用的结果。由于五脏、六腑有各自的超分子主体物质孔穴通道，且相互混存重叠，只是在各脏器中的比例大小不同而已，所以不能用简单的西医形态学的研究来发现经络脏象，按目前西医的实体解剖器官来阐明中医药理论是行不通的。因此，对于中医药基础理论研究，只能基于超分子化学，以经络脏腑与各分子所表现出的“共“印迹模板”气析”规律的研究为核心，建立人体内超分子孔穴通道、“印迹模板”、迁移规律、微观物质与宏观现象关联的新分析方法才能揭示中医药作用规律。其中小分子对经络脏腑孔穴通道的“印迹模板”规律，也就是各经络的标准“印迹模板分子”的研究尤为重要，也最为困难。

3.3 气的物质特征

中医所述气抽象而不好解释，但根据经络的微观物质基础及产生脏象的超分子印迹作用原理则变得容易解释。中医所述的气是指运行于经络脏腑主体之中的客体分子及作用关系。根据经络脏腑主体与客体的特点，可分为①元气：泛指所有经络脏腑主体之中的客体分子及作用关系，包括先天、后天所产生主、客体分子及相互作用关系。②宗气：与呼吸相关的经络脏腑主体及客体小分子及作用关系。③营气：运行于经络脏腑主体的食物客体分子及作用关系。④卫气：与免疫功能相关的经络脏腑主体的客体小分子及作用关系。⑤经络脏腑之气：运行于具体经络脏腑主体的客体小分子及作用关系。因此中医气的共同特点是所观察经络脏腑主体与客体分子的“印迹模板”特征及“超分子印迹”作用关系。根据主体与客体的作用及表现形式不同而分类，关系错综复杂，仅用中医抽象的概念难以解释和理解，若用超分子化学则变得非常清楚明了，而且还可以测定。

3.4 中药药性理论

同样中药药性理论也就不难研究了。基于与经络脏腑“印迹模板”是中药有效成分的物质基础理论，可建立超分子“印迹模板”通道法：根据各经络脏腑孔穴通道特征，建立最佳的模板分子模型，然后采用分子相似度方法，分析各分子与各经络脏腑的相似程度，再经多元统计学可以得出所含成分群的中药对哪个经络脏腑的选择性最强，效应最好，首先解决中药归经问题；再根据各经络的分布走向，分析中药成分群的升降沉浮；再研究味蕾的超分子孔穴分子模板特征并将其与药物归经结果联系，则解决中药的五味问题；再结合中药毒性效应，阐明中药有毒无毒问题；最后将中药作用规律与生物热效应关系，解决中药四性问题。因此中药与经络脏腑的超分子印迹作用规律，亦中药的归经理论既是研究中药药性突破口，也是阐明中医经络脏腑理论的突破口，而中药四性问题研究表面容易，实际最难，只有等到中医药研究方法的全部建立后才能研究，在掌握中药作用前后主、客成分的变化规律后，可建立热力学方程解决。

3.5 中医药理、法、方、药理论

当经络、脏象、气与中药药性基础问题解决，则可阐明中医基础理论、中医的诊断、方剂学等基础性学科问题；构建中医药的理、法、方、药基础理论。

中医基础理论：构建起以经络、脏象、气为核心的印迹作用规律研究方法及理论体系，包括微观的经络脏腑超分子作用机制，宏观的超分子作用现象测定方法及状态函数表征体系。

中医诊断学：构建主、客体分子的“印迹模板”超分子化学作用规律的中医诊断系统，包括微观与宏观、体内与体外、宏观现象测定与状态函数表征、测算与预测等相统一的理论体系。创立适用于中医药基础理论“气析”的现代诊断仪器系统。

方剂学：构建基于中药群体配伍超分子群对经络脏腑“印迹模板”作用规律的预测及验证科学体系，阐明中医方剂的配伍理论。

其他临床学科：将中医药理论与临床诸科的特点结合，构建中医临床诸科的疾病的病因分析、治则、治法及遣方用药的科学体系。

因此，就目前的已知超分子化学知识来看，超分子化学对诠释中医药基础理论将会产生重大的作用，应引起中医药现代化工作者的高度重视。

4 当前中医药基础理论现代应注意的问题

自从1997年全国第一次召开中医药现代化战略研讨会至今，中医药理论现代化历程快20年了，虽取得了一些成绩，但突破性的进展甚微，究其原因，主要存在以下应注意的问题。①强调中医的整体观念，但研究时却难能推行：众所周知，中医藏象证候、中药复方作用机制、经络研究为实现中医药现代化的三大基础关键枢纽问题，目前一般都将三者分开单列研究，尽管单独研究可取得一时成果，但要获得突破性进展困难。这种研究方法容易割裂中医治病“理、法、方、药”的整体关系，与中医药的整体观相悖。由于中医的理、法需中药干预则明；方、药需对证治疗才灵；理、法、方、药需整体贯通方活。因此在中医药现代化过程中，应将其作整体融为一炉进行研究才能收到事半功倍的效果。②中医药基础理论自成体系，不需要现代化。目前中医药现代化进展不大，研究处于低潮，有一部分对现代科学知识还不了解的中医药工作者认为中医药难能、也不需要现代化，持这种观点的人最终会损害中医。③过分强调整体，忽视微观。整体观念是中医特色，但不能认为中医只有整体而没有微观，应重视整体与微观的辨证关系。众所周知，物理学既研究宏观物质的运行规律，如力学、电磁学；也研究微观物质的运行规律，如原子结构理论，统计物理学；也研究宏观与微观的关系，如热力学、动力学方程。因此宏观与微观物质运行规律是相互联系的，中医药也是如此。有中医药经络脏腑理论的临床存在，必然有其微观的物质基础进行支撑。④区分宏观与微观的测定与表征方法。目前尽管中医药理论强调宏观特征，但研究思路与方法却是微观成分；因此应区别宏观与微观的研究与表征方法不同，宏观采用状态函数表征，多测定光、电、磁、色等宏观变化，微观采用化学物质结构表征，多测定物质的量变及化学性质等。⑤中医与西医结合。中西医来源于不同体系的医学理论，尽管目前还难能从科学的本源上实现结合，但随着中医药理论作用物质基础的揭示，中西医药会从微观化学本源基础进行结合：基于单分子化学成就西医理论；基于超分子化学则辉煌中医理论。⑥中医药的发展方向。由上述中医药超分子化学分析可以预知本世纪将是中医药理论现代的世纪。代表了未来化学发展方向的超分子化学也同样代表以此为基础的中医药理论是未来生命学科的发展方向。⑦药物研究方向。同样基于生物体超分子理论，药物将由目前单一“化学型”药物向基于“印迹模板“超分子客体群的宏观“数理型”药物方向发展。

由上可知，随着中医药超分子化学研究的不断深入，随着以上问题的不断廓清与解决，中医药与西医将在化学与超分子化学间消融，以超分子理论表征的现代化的中医药理论将会成为21世纪医药发展的主流方向。

5 中医药基础理论现代化路线图

经过上述分析可知，中医药现代化的过程已非常清晰，中医药现代化实际上是用超分子化学重新整合中医药理论并进行表述的过程。对于超分子化学研究中所采用的方法在一定程度上适用于人体的超分子作用规律研究，但由于人体是更为复杂的超分子体系，体内各种主、客体分子混杂，相互干扰。因此创立适用于人体的超分子物质、性质与现象的研究技术与现代仪器将会更加重要与艰苦。下面就中医药现代化的框架图进行说明。

5.1 首次创立中医药体内超分子化学与技术研究方法

在超分子化学与技术（主要是体外）的研究基础上，结合中医药物质基础的特殊情况，创建以研究生物体（主要为人体）为主的超分子化学与技术方法研究平台。

5.2 展开经络超分子印迹孔穴通道的物质基础研究，阐明经络实质

采用超分子化学手段，展开经络超分子印迹孔穴通道的基本属性、特异性与各向异性研究，阐明经络的科学内涵，主要难点在于寻找标准的经络“印迹模板”分子，作为探针分子研究经络，通过光、电、磁、色等组织性质的各向异性变化，显现经络的实体。

5.3 展开脏腑超分子印迹孔穴通道的物质基础研究，阐明脏腑实质

采用超分子化学手段，展开脏腑超分子印迹孔穴通道的基本属性、特异性与各向异性研究，阐明脏腑的科学内涵，主要难点是怎样克服各实体脏器孔穴相互混杂干扰测定的难题，建立各经络脏腑孔穴印迹模板专属性高的检测方法。

5.4 展开经络脏腑实质（超分子印迹孔穴通道）与功能关系研究，阐明脏象与气的实质

采用超分子化学手段，展开经络脏腑实质的特性与其功能属性关联性的研究，阐明微观超分子物质基础与宏观脏象、气的内在联系的本质规律，解决气的物质属性。主要难点是怎样测定各孔穴通道与模板分子的印迹效应，建立中医经络脏腑、气血的测定方法与仪器。

5.5 展开经络脏腑的宏观状态函数的表征方法研究，建立脏象表征方法

采用生物数学、物理学、化学动力学原理，展开经络脏腑宏观状态函数的表征方法，建立相应的数学模型，阐明微观超分子作用规律与宏观脏象表征规律，主要难点是建立微观分子与宏观统计学的数学模型及参数体系。这一过程叫中医药数理特征化（而非中医药数字化），也就是用数学、物理学、物理化学方法表征基于巨复超分子体系的宏观综合性质。

整合上述5个方面，结合现在的中医基础理论，将创立起以超分子化学为基石的中医经络脏腑理论与数理特征化现代学科体系。完成这一过程，可实现中医基础理论、针灸及中医诊断学科现代化。

5.6 展开中药微观物质基础及宏观状态函数的表征方法研究，阐明中药微观物质基础的实质

采用超分子化学、免疫学与现代仪器科学建立基于印迹孔穴为基础的免疫芯片中药成分高通量分析方法；结合生物数学、化学动力学、化学计量学和计算化学原理，展开中药微观物质基础的宏观状态函数的表征方法，建立相应的数学模型，阐明中药微观超分子结构与宏观脏象作用的印迹表征规律，主要难点为中药全成分群快速高通量测绘分析方法的建立。

5.7 建立中药药性与功效研究方法，实现中药学现代化

如前述，采用超分子化学、生物数学、化学动力学、化学计量学和计算化学原理展开中药归经、升降沉浮、五味、毒性及四性及功效研究，构建以经络脏腑的超分子作用规律为核心的中药药性及功效理论。实现中药学学科现代化，主要难点是构建中药药性定量表征体系。

5.8 建立中药复方配伍研究方法，实现方剂学现代化

采用超分子化学、生物数学、化学动力学、化学计量学和计算化学原理展开中药复方配伍及方证关联研究，构建以经络脏腑的超分子作用规律为核心的中药复方配伍理论，实现方剂学现代化。

5.9 中医临床诸学科的现代化

以已现代化的中医药学科的研究方法为基础，展开中医临床诸科病因与病机、治则与治法、遣方用药规律研究，实现诸学科现代化。

5.10 中药学诸学科的现代化

以已现代化的中医药学科的研究方法为基础，展开中药学诸学科，如中药药剂学、中药鉴定学、中药炮制学与中药药理学规律研究，实现诸学科现代化。

这样就可以创立以中医药经络脏腑为基础，以中药复方多成分群用药为特点，以超分子化学印迹作用规律为表达内容的“理、法、方、药”现代化的中医药理论体系。至此，作为以单物质属性研究擅长的西医将与中医药理论融合成新的医学体系：既体现单分子特征化学属性，又体现多分子的超分子表观化学属性的医学理论体系，宏观与微观实现高度的统一。

值得一提的是目前超分子化学研究方法多为体外建立的方法，对于像人体这样包含了极其复杂的超分子复合体，上述方法能否适用还需验证，但创建适用于人体的超分子分析方法及仪器设备将对阐述中医药基础理论至关重要，是实现中医药现代化的瓶颈问题，充满着挑战。

综上所述，本文首次阐明了超分子化学理论可以重构中医药基础理论的科学内涵，这为实现中医药现代化与国际化奠定了基础。

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Special impact of supramolecular chemistry on Chinese medicine theories

HE Fu-yuan， ZHOU Yi-qun， DENG Kai-wen， DENG Jun-lin， SHI Ji-lian，

LIU Wen-long， YANG Yan-tao， TANG Yu， LIU Zhi-gang

（1. Department of Pharmaceutics， Hunan University of Chinese Medicine， Changsha 410208， China；

2. Property and Pharmacodaynamic Key Laboratory of Chinese Material Medica， State Administration of

Chinese Medicine， Changsha 410208， China；

3. Pharmaceutical Preparation Technology and Evaluation Laboratory of Chinese Medicine， Hunan University of

Chinese Medicine， Changsha 410208， China；

4. The First Affinity Hospital， Hunan University of Chinese Medicine， Changsha 410007， China；

5. Supramolecular Mechanism and Mathematic-Physics Chracterization for Chinese Materia Medica，

Hunan University of Chinese Medicine， Changsha 410208， China）

[Abstract] The paper aimed to elucidate the specific impact of supramolecular chemistry on the Chinese medicine theories（CMT）in their modernization， after had summarized up the research status of supramolecular chemistry and analyzed the possible supramolecular forms of Chinese medicine（CM）， as well as considered the problems in modernization of CM theories. On comparison of the classical chemistry that delt with chemical bonds among atoms，the supramolecular chemistry was rather concerned with varietes of weak noncovalent bonds intermolecules， and reflected the macro-apparent chemical properties of each molecules， and was the most appropriate chemical theories to explain the CMT and microcosmic materials. The molecules in the human body and Chinese material medica（CMM）formed supramolecules by way of self-assembly， self-organization， self-recognition and self-replication， with themselves or with complexation， composition， chelation， inclusion， neutralization etc. Meridian and Zang-fu viscera in CMT might be a space channel structure continuously consisted of unique molecules cavity that was imprinted with the supramolecularly template inside and outside of cells， through which the molecules in CMM interacted with the meridian and Zang-fu viscera. When small molecules in human body imprinted with macromolecules in meridian and Zang-fu viscera， in other words， they migrated along within imprinting channels of meridian and Zang-fu viscera on behavior of "Qi chromatography" impulsed by the heart beat， finally showed up on macroscopic the anisotropy of tissue and organ， as described namely as visceral manifestation in Chinese medical science. When small molecules in CMM interacted with imprinting channel on meridian and Zang-fu viscera， the natural properties and efficacy regularities of CMM was reflected on macroscopic. Therefore， the special representation forms of basic CMT is based on the macroscopic expression of "Qi chromatography" abided by imprinting effect regularities， and on whether the imprinted template of small molecules matched with cavity template of macromolecules in meridian and Zang-fu viscera， only is the adequate representation of supramolecular chemistry for them. The CMM materials is the mixture including single molecules and supramolecules. The compatibility for CM prescriptions can significantly change the function rules. Therefore in the study of basic CMT， we should pay special attention to the laws of supramolecular chemistry. It is the most essential differences of the CMT from the modern medicine which established by the laws of single molecular theories.