阿司匹林制备_实验教学中的理论与实践探讨

第7卷第3期长春理工大学学报

JournalofChangchunUniversityofScienceandTechnology

Vol.7No.3“阿司匹林制备”实验教学中的理论与实践探讨

薛洪宝1，常华兰2，陶兆林1

（1.蚌埠医学院公共课程部化学教研室，安徽蚌埠，233030；2.蚌埠医学院图书馆流通部，安徽蚌埠，233030）［摘

要］

针对医药专业院校“阿司匹林制备”实验教学内容与实际化学工业生产过程的反应原理、物料流程、设备装置

等的较大差异，为训练和培养学生实践能力，培养技术型人才，拟在基础化学实验教学中引入化学工程工艺方面内容，使学生既要学习科学理论知识，又要对工业技术有一定程度的了解，实现科学与技术、理论研究与实践应用的统一，开拓学生视野、激发学生学习兴趣、拓宽学生就业渠道，使之能更好地适应社会发展的需求。［关键词］［作者简介］

理论；实践；科学；技术

G642.0

［文献标识码］

A

薛洪宝（1979-），男，博士，研究方向为生物分析技术及医学生基础化学课程教学。

应用型复合人才方面还存在一定程度的不足。

［中图分类号］

科学的作用在于理解，技术的作用在于做、创造、实施；技术常常领先于甚至孕育着科学发现。化学学科的发展也不例外，是源于技术的领先，从古代的炼丹术，到现代的冶金、化工等都是由技术发展而来的，为了科学地解释这些化学现象及实质，发展了一些基础理论，理论的发展最终还是要以客观事实为依据，否则，理论也失去了存在的意义。

在实验教学中要以培养学生的思维能力、动手操作能力、观察能力、设计实验能力、分析和解决问题能力等科技创新能力为主线，以培养具有一定的实践能力的高素质创新型人才为教学目标。然而，目前的实验往往受到传统模式教学观念的束缚，只注重理论性的、科学性的讲授，忽视实践性的、技术性的应用，最终导致学生出了校门，只掌握理论知识，对技术和生产方面一无所知。在化学实验教学中亦是如此，学生实践能力方面欠缺的弊端在医药类院校中也有一定程度的表现，作为医药专业院校，有机化学是医药专业学生必修的专业基础课，而有机化学实验教学作为有机化学教学的重要组成部分，能有效提高学生的理论知识水平，培养学生理论联系实际的能力。以“阿司匹林制备”实验为例，浅析理论与实践、科学与技术的关系，通过优化实验教学内容、革新教学手段，以培养学生实践能力为目标。使学生能够在掌握基本操作技能的基础上，加深对化学工程工艺及其应用的认识和了解，同时训练和培养学生实践能力，培养技术型人才，使学生能更好地适应社会发展需求。

二、革新实验教学，实现科学与技术、理论与实践的

统一

（一）实验教学内容

阿司匹林，学名乙酰水杨酸，于1898年上市一百多年来一直是人们应用最广泛、安全有效、价廉物美的解热镇痛药，历史上三大经典药物之一，为人类带来健康和幸福。近年来发现它还有很多的新用途，如：用于乳腺癌、食道癌、直肠结肠癌等多种癌症防治，此外，发现它还具有抗血小板凝聚的作用。因此，重新引起了医药工作者的极大兴趣［1］。“阿司匹林制备”实验教学内容主要包括实验原理、实验步骤、所用仪器装置等。酰基化反应原理是浓硫酸的加入有利于破坏水杨酸的分子内氢键，对整个酰基化反应起到催化作用；实验步骤包括反应、分离纯化、干燥、纯度检验、产率计算等过程；实验用到的装置是水浴加热装置和减压过滤装置，实验原理、操作步骤、仪器装置见图1。

（二）工业生产实践内容

从原理到操作流程，再到实验装置整个实验过程完美无缺，但是，阿司匹林的工业生产过程却与上面的实验过程差别很大。在工业上，阿司匹林的合成原理是在催化剂作用下，以醋酐为酰化剂，与水杨酸羟基酰化成酯。传统的合成阿司匹林的催化剂为浓硫酸，其存在如下缺点：（1）收率较低（65%~70%），腐蚀设备，有排酸污染。（2）操作条件要求严格。浓硫酸具有强氧化性，反应要严格控制其加入速度和搅拌速度，否则会导致反应物碳化。（3）粗产品干燥时，由于硫酸分离不完全而导致部分产品氧化，引起产品成色不好。（4）产品不能加热干燥，否则产品中残余的浓硫酸会催化乙酰水杨酸水解成水杨酸。工业上为回避上述缺点，往往采用催化活性高、环保型的醋酸锌、硫酸铝钾、三氯稀土等新型催化剂来代替质子酸催化合成乙酰水杨酸［2］。乙酰水杨酸是在酸性或碱性催化剂作用下，通过酰化试剂乙酸酐使水杨酸乙酰化得到，催化剂的性质对反应有重要影响。以硫酸铝钾催化剂为例：硫酸铝钾分子体积较大，分子中的质子极易电离，可作

一、“阿司匹林制备”实验教学理论与实践的差异

医药专业有机化学实验中的典范实验——阿司匹林制备实验在有效培养医药专业学生理论联系实际潜能方面仍有不足，还不能有效实现科学与技术、理论研究与实践应用的统一。目前，蚌埠医学院在有机化学实验教学的“阿司匹林制备”实验讲授中，仅局限于一般理论性的实验目的、原理、步骤、所用仪器、注意事项等讲授及演示操作，采用的教学模式有一定的局限性，受到理论教学思维模式的制约。实际工业生产过程与实验室操作内容大相径庭。因此，在培养

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A

原理图

B

物料流程图

B

步骤图

C设备图

图2某企业的部分工艺图

实验室操作和工业生产过程的关系是科学与技术、理论

C装置图

图1“阿司匹林制备”实验教学图

研究与实践应用的关系。科学与技术二者对立统一，互相影响、制约。技术为科学提供了探索世界所需要的工具，而科学所提供的有关自然界知识，是当今多数技术产品的基础。一个化合物往往可以用不同的路线和方法合成，实验室最初采用的路线和方法不一定是最佳者，最初对反应条件、仪器设备、原材料来源等考察不多［6］，对产率也不作过高要求，但这些对工业生产却十分重要，一条比较成熟的合成工艺路线应该是：合成步骤短，总产率高，设备技术条件和工艺流程简单，原材料来源充裕而且便宜。因此，实验室操作与工业生产的反应原理、操作流程、所用设备装置等方面的差异甚大，实际工业生产过程与实验室操作内容亦大相径庭。

（三）解决方案

鉴于上述显著差异，为了培养复合型医药专业人才，除了加强基础化学实验教学外，还应在化学实验教学改革过程中引入一定量的化学工程工艺方面的内容，组织学生参观一些医药企业的生产车间，让学生了解实际工业生产过程，以实现学生学科学、用科学，进而与技术和生产相统一，扩宽学生视野、提高学生的学习兴趣、拓宽学生就业渠道。

通过对比“阿司匹林制备”实验与工业生产过程的反应原理、物料流程、设备装置等的不同可知：实验室操作与工业生产的差异甚远，实验室操作一般考虑问题比较单一，主要是操作简便易行、现象直观明显、不计成本和产率、对产品质量要求不高；而工业生产对反应条件，仪器设备，原材料来源、成本、产率、纯度等要求较高。在有机化学实验教学改革过程中，引入一定量的化学工程工艺方面的内容，组织学生参观一些医药企业的生产车间，让学生了解实际工业生产过程，以实现学生学科学、用科学，进而与技术和生产相统一。让学生体会到科学与技术的内在统一性，不仅要学科学，还要学技术、学生产，扩宽学生视野、提高学生的学习兴趣、拓宽学生的就业渠道，最终培养技术型、应用型复合人才，以适

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