劉 軍,謝佳琦,李 容
(湖南化工職業技術學院,湖南 株洲 412002)
近年來,隨著新的教學理念、教學模式和教學形式不斷出現,為高等職業教育的改革注入了新的想法和活力。特別是基于網絡視頻信息技術的興起,微課逐漸走入大家的視野,成為教學改革的熱點[1]。藥物分析是運用化學的、物理學的、生物學的以及微生物學的方法和技術來研究研究藥物的化學檢驗 、藥物穩定性、生物利用度、藥物臨床監測和中草藥有效成分的定性和定量等的一門學科[2]。阿司匹林是藥物分析中芳酸類藥物的代表,針對阿司匹林的知識點,本文欲開發和制作一堂可視化、情景化、趣味性的數字化微課資源。具體的微課設計方案如下:
錄制工具:屏幕錄像專家camtasia studio、攝像機、手機、電腦等。
方法:錄屏、排視頻、剪輯視頻。
阿司匹林在生活中常見的解熱鎮痛藥,提出三個問題,引入“阿司匹林的分析”教學內容。
(1)阿司匹林的發現史。
(2)阿司匹林的化學結構與理化性質之間的關系。
(3)阿司匹林含量的測定方法:兩步滴定法。
①教師先講解為什么要采用兩步滴定法測定阿司匹林片劑的含量;
②兩步滴定法的原理;
③教師演示兩步滴定法測定阿司匹林含量的實驗過程;
④阿司匹林含量的計算;
⑤實驗的注意事項。
用回顧思考的方式進行小結。
提出問題,引發學生思考,并介紹本節課的內容[攝像,真人出鏡]。阿司匹林是一種歷史悠久的解熱鎮痛藥,人們在因感冒而引起頭痛發燒的時候,就會按照說明書服用適當劑量來緩解癥狀。阿司匹林是怎樣被發現的呢?有怎樣的分子結構和理化性質?怎么測定它的含量呢?
阿司匹林的傳奇歷史和人類文明幾乎一樣悠長。公元二千多年以前,埃及人已經知道柳樹葉子具有止痛功效。
1897年:霍夫曼首次合成純度高、性質穩定的乙酰水楊酸。
1899年:ASPIRIN,作為一個商標,正式在柏林專利局注冊。
1985年:美國衛生與民眾服務部長瑪格麗特·赫克勒宣布:一天一片阿司匹林,有效預防第二次心肌梗死發作。
1988年:轟動一時的“內科健康醫師研究”公布:阿司匹林使健康男性首次心肌梗死發生率下降44%。
阿司匹林從發明至今已有百多年的歷史,它與青霉素、安定合稱為“醫藥史上三大經典杰作”,阿司匹林最基本的藥理作用是解熱、鎮痛、抗炎、防血栓等。并且,人們不斷發現阿司匹林的新效用,因此,它被稱為“神奇藥”。
藥物的分析方法包括理化分析法、儀器分析法以及生物學法。藥物的理化性質是分析方法建立的主要依據。藥物的理化性質又是由藥物的化學結構決定的。在了解了阿司匹林的發展史之后,首先從阿司匹林的化學結構入手,認識阿司匹林的結構與理化性質之間的關系,在這個基礎之上,繼續學習阿司匹林的含量測定的方法。
阿司匹林的化學名稱是乙酰水楊酸,屬于水楊酸類藥物,阿司匹林的結構中,在苯環上連有羧基,羧基的鄰位連有乙酰基。阿司匹林在乙醇中易溶,在水中溶解度小,多以醇為溶劑進行分析;由于阿司匹林的分子結構中有游離的羧基,因此,其溶液呈酸性。分子結構中含酯鍵,不穩定,易水解;之間水解后生成游離的酚羥基,可與鐵離子發生呈色反應,分子結構中有苯環,在紫外光區有特征吸收。藥物的化學結構和理化性質可以為分析方法的建立提供重要依據,如果我們想知道每片阿司匹林腸溶片中阿司匹林的含量,根據阿司匹林的化學結構,同學們能想到什么樣的分析方法呢?
[學生提問,錄屏]老師,從阿司匹林的理化性質我們了解到,阿司匹林呈酸性,可以采用直接酸堿滴定法來測定阿斯匹林腸溶片的含量嗎?
[教師回答,錄屏]在回答這個問題之前,我們來了解阿司匹林腸溶片的成分吧。阿司匹林片劑中除了加入少量酒石酸或枸櫞酸穩定劑外,又可能有水解產物水楊酸、乙酸,因此不能采用直接滴定法,必須采用氫氧化鈉先中和共存酸,然后,阿司匹林與過量的氫氧化鈉發生中和反應,以及在堿性條件下發生水解反應,水解完成后,生成水楊酸鈉,接下來,以硫酸標準液滴定剩余的氫氧化鈉,同時做空白試驗。
實驗過程中所使用的試劑和器材有:氫氧化鈉 標準溶液、硫酸標準溶液、酚酞指示劑、已研磨好的阿司匹林腸溶片粉末、酸堿兩用滴定管、錐形瓶。
(1)精密稱取已經研磨好的阿司匹林腸溶片粉末0.3~0.4g,置于錐形瓶中。
(2)加中性乙醇20mL,振搖使阿司匹林完全溶解后,加酚酞指示液3滴,滴加氫氧化鈉滴定液(0.1mol/L)至溶液顯粉紅色,記錄下所用氫氧化鈉的體積數V1。
(3)再加氫氧化鈉滴定液(0.1mol/L)40mL,置電爐上加熱15分鐘并時時振搖,迅速放冷至室溫,用硫酸溶液 (0.1mol/L)標準溶液滴定至粉紅色消失,記錄消耗的硫酸標準溶液的體積數V2。
老師:通過老師的演示實驗,同學們還有什么疑問嗎?
學生:老師,我們為什么要用中性乙醇作為溶劑呢?
老師:由于乙醇中含有乙酸等雜質,這些酸性雜質會和氫氧化鈉發生中和反應,首先要用氫氧化鈉中和掉乙醇中的酸直到乙醇為中性。
學生:老師,為什么阿司匹林在加熱水解的時候也要振搖呢?
老師:這是為了讓阿司匹林水解得更完全,阿司匹林加熱水解的時候要振搖,這一步不能省。
學生:老師,為什么要做空白試驗呢?
老師:一方面是為了消除所用試劑中雜質的干擾,另一方面,在加熱氫氧化鈉溶液時,易吸收空氣中的二氧化碳,降低氫氧化鈉的濃度而影響結果,應在同樣條件下做空白試驗。
通過這次課的學習,知道阿司匹林從發明至今已有百多年的歷史,它具有解熱、鎮痛、抗炎、防血栓等藥理作用。
阿司匹林的化學名稱為乙酰水楊酸,分子結構中含有羧基和脂鍵,因此,阿司匹林具有酸性、易水解。阿司匹林的結構和理化性質,為其含量測定提供重要的理論依據,通常,可采用兩步滴定法測定阿司匹林腸溶片的含量。
對藥物分析課程開展微課教學還處于改進和完善階段,還有很多工作有待完善。但是總體來說,開展微課教學的成果是比較顯著的,不僅使學生直觀的掌握阿司匹林的發展史、結構、性質和含量的測定方法,更有助于學生對該藥物建立全面的認識。接下來,我們將嘗試設計更多的微課用于藥物分析的教學。