《制药专业大实验（下）》
课程编号：1241532023
实验指导书
主撰人 王文忠
审核人 李建颖
天津商业大学生物技术与食品科学学院
二〇一〇年九月
前 言
1.实验总体目标
《制药专业大实验（下）》是制药工程专业的专业实验课。包括阿司匹林的制备、当归补血口服液的制备等实验。
《制药专业大实验（下）》使学生将制药工艺理论与实践相结合，掌握有关化学制药、中药制药、生物制药的工艺知识和专业技术，为毕业后从事制药工程的生产，技术改造，工艺设计和研制开发奠定牢固的专业技术基础。
⒉ 适用专业、年级、课程及课程编号：
制药工程专业大四年级《制药工艺学》课程编号：1241532020
⒊ 先修课程
有机化学、物理化学、化工原理、生物化学、制药设备、药物制剂
⒋ 实验课时分配
实验项目
实验要求
实验类型
每组人数
实验学时
实验一 阿司匹林的制备
必做
综合
6～8
10
实验二当归补血口服液的制备
实验三富集微量元素酵母发酵生产工艺
12
⒌ 实验环境
实验室的标准温度为20℃,实验室内的相对湿度一般应保持在50－70％。实验室的噪音、防震、防尘、防腐蚀等方面的环境条件应符合在室内开展的检定项目之检定规程。
⒍ 实验总体要求
掌握制药工艺的理论知识、基本方法、基本操作技能，要求操作正确、态度严谨认真，具有独力工作的初步能力。正确掌握和灵活处理各个环节的操作技能是训练学生严格认真的科学态度与良好工作习惯，促进理论与实践结合的一个重要环节。
⒎ 本实验的重点、难点及教学方法建议
为了保证实验的正常进行和培养学生良好的实验作风及保证实验质量，学生必须遵守下列要求：
1、实验前必须充分预习实验讲义，明确实验目的、要求，防止实验盲目性，讲求实验质量。
2、实验时要严格按照规范操作进行，仔细观察实验现象，认真记录有关数据。要善于思考，学会运用所学理论知识解释实验现象，研究实验中的问题。
3、重视安全操作，遵守实验室安全守则，使用易燃、易爆、有毒物品时要小心谨慎，避免事故发生。
4、要认真写好实验报告，实验报告要清楚、简练、整洁。
目 录
实验一阿司匹林的制备 ……………………………………………… 1
实验二当归补血口服液的制备……………………………………………… 5
实验三 富集微量元素酵母发酵生产工艺 7
一．实验目的
1.掌握酯化反应和产品精制的原理及基本操作。
2.掌握水杨酸的限量检查方法。
3.熟悉药物合成装置的安装及使用。
4.了解药物合成反应中无水、无氧操作的常用方法及设备。
二．实验原理
水杨酸是个双官能团化合物，它既是酚又是羧酸。因此它能进行几种不同的酯化反应；它既是醇的反应伙伴，也是酸的反应伙伴。在乙酸酐存在下，形成乙酰水杨酸（阿司匹林，Aspirin）；而在过量甲醇存在下，产品则是水杨酸甲酯（冬青油，一种天然香料并具有消炎、镇痛的作用，因此用于药品及日化产品）。
本实验中将用前一种反应以水杨酸为原料，在硫酸催化下用醋酐乙酰化制备阿司匹林。反应机理如下：
由于水杨酸既有羧基又有羟基，又有少量高聚副产物在反应中形成，这些事实使反应变得复杂化，乙酰水杨酸能和碳酸氢钠反应生成水溶性的钠盐，而高聚副产物不能溶于碳酸氢钠，这种性质上的差别可以用于阿司匹林的纯化。
最可能存在于最终产物中的杂质是水杨酸本身，它的存在是由于乙酰化反应不完全，或者由于产物在分离步骤中发生水解造成的。水杨酸在各个纯化阶段和产物的最后重结晶过程中被除去。水杨酸像大多数酚一样，与氯化铁形成深色络合物，因此产物中水杨酸的存在很容易被检测。
工艺流程
三．实验材料与设备
1.实验设备与仪器
药物合成实验装置、电子天平、熔点仪。
2.实验试剂与材料
水杨酸、冰醋酸、乙醇、浓盐酸、醋酐、浓硫酸、硫酸铁铵，活性炭；
烧杯、玻璃棒、量筒、移液管、容量瓶、吸球、滴管、称量纸、牛角勺。
3.实验前准备
水杨酸对照液的配制：精密称取水杨酸0.1g，加少量水溶解后，加入1ml冰醋酸，摇匀。加适量冷水，制成1000ml溶液，摇匀。精密吸取1ml，加入1ml乙醇，48ml水，及1ml新配制的稀硫酸铁铵溶液，摇匀。
稀硫酸铁铵溶液的配制：取1mol/L盐酸溶液1ml，加硫酸铁铵指示液2ml（取硫酸铁铵8g加水100ml使溶解即得）后，加适量冷水，制成100ml溶液，摇匀。
四．实验步骤
实验装置流程见图1。
1.酯化
（1）温水槽、冰水槽中均按用量加入纯水，开启水温控制，至所需温度备用。
（2）从反应釜进料口依次按量加入干燥的水杨酸40g，醋酐65ml,浓硫酸3ml。搅拌，混合均匀。
（3）开启恒温循环器加热，至反应釜中温度为70～75℃时向回流冷凝器中通入冷却水。
（4）搅拌下保温约1h左右（用8.5％的FeCl3溶液检测不得呈紫色）。
（5）停止搅拌及保温，稍冷，向反应釜中加入冰水300ml。
（6）搅拌15min，抽滤，得粗品。
2.精制
（1）调节恒温循环器加热，使反应釜中温度达到60℃。
（2）向反应釜中加入100ml乙醇，搅拌，至阿司匹林全部溶解。
（3）打开釜底放液三通阀，使釜内料液流经活性炭吸附罐后进入精制釜。
（4）向精制釜中加入300ml温水（40～50℃）。
（5）调节恒温循环器温度至5～8℃，使精制釜冷却结晶（析出白色晶体）。
（6）结晶完全后，抽滤，并用少量冰水洗涤后并抽去水分。
（7）调节恒温循环器温度至60℃，开启真空，进行真空干燥。
（8）取出产品，称重、测溶点。
3.水杨酸限量检查
取阿司匹林0.10g，加乙醇1ml溶解后，加冷水适量，制成50ml溶液。立即加入1ml新配制的稀硫酸铁铵溶液，摇匀；30s内如显色，与对照液比较不得更深，水杨酸的限量为0.1﹪。
五．思考题
1.反应中有哪些副产品，如何除去？
2.反应中加入浓硫酸的目的是什么？
3.阿司匹林精制选择溶媒依据是什么？
4.讨论反应终点控制的原理及目的？
5.写出水杨酸在酸催化剂存在下，生成聚酯聚合物的机理。
6.为什么水杨酸聚合物不能和碳酸氢钠反应生成水溶性产物？
7.通过闻味，你能否说出一瓶阿司匹林是否变质？
参考文献
1.J.A.米勒，E.F.诺齐尔.现代有机化学实验.1987. 560
2.天津大学等。制药工程专业实验指导.北京：化学工业出版社2005. 6～10
实验二 当归补血口服液的制备
当归补血口服液是由传统方剂当归补血汤用现代制剂工艺提取加工而成。当归补血汤是一首金元时代李东垣所创造的益气补血方剂，由黄芪和当归两味药以5∶1的比例组成的，具有补气生血之功效，适用于气血两虚证。现代医学科学研究发现当归补血汤具有促进造血、提高机体免疫功能、升高血压及促进核酸蛋白合成、抗应激反应等作用，用于多种原因所致之贫血、心脑血管系统及其肿瘤等疾病的治疗。
一、实验目的
1．了解制备中药口服液的基本方法和步骤。
2．掌握提取、浓缩、滤过等机组设备的构造、工作原理及操作要点。
二、实验原理
中药口服液是以中药材为原料，采用适当方法提取、精制，加入适宜的附加剂制成的一种无菌或半无菌口服液体制剂。本实验所用中药材为黄芪和当归，主要含有黄芪挥发油、黄芪黄酮、黄芪皂苷、黄芪多糖、当归挥发油、阿魏酸、黄酮、当归多糖等成分，易溶于醇或水。以70％乙醇为溶剂回流提取，回收乙醇，减压浓缩，滤过去除杂质等，即得到澄清的当归补血口服液。
三、实验材料与设备
1．实验设备、仪器
中药材粉碎机，微型提取机组（多功能提取罐），电子天平，电子台秤，配料罐（不锈钢桶），乙醇比重计，旋转蒸发仪，糖量计，酸度计，超声清洗器，循环水泵，鼓风干燥箱，电磁炉，不锈钢锅，灭菌罐，灌封机，封盖机等。
2．实验材料、试剂
（1）中药材：黄芪630g，当归126g。
（2）95%食用乙醇，蒸馏水，蔗糖，山梨酸，硅藻土，氢氧化钠等。
（3）pH试纸、滤纸、微孔滤膜（0.80mm），纱布，口服液瓶（10ml）等。
四、实验步骤
1．将黄芪，当归粉碎成粗粉。
2．将两种药材粗粉放入微型提取罐中，加入70%乙醇作溶剂，回流提取2次，固液比为1∶15，第1次加入溶剂12L（11.3L+0.7L），回流提取60分钟，第2次加入溶剂11L，回流提取45分钟；合并提取液，回收乙醇（常压）、减压浓缩至约840mL；静置，冷却，滤过(先用滤纸滤过，再用微孔滤膜（0.80m）滤过)，得澄清液，测定其相对密度。
3．取蔗糖70g溶于2倍量水中，煮沸10分钟，制成糖浆后与澄清液混合，加入山梨酸1.5g，加水至1000ml，搅匀，测定含糖量，调pH值（以40%氢氧化钠溶液调pH值4.5 ~ 7.0）。
4．洗涤口服液瓶、瓶盖，干燥。
5．灌装，灭菌（10ml/每支）。
本药液为棕黄色液体，气香，味甜，微辛。
五、注意事项
1．设备管路要通畅，避免中药渣堵塞管道。
2．灌封压盖时，操作要规范，注意安全。
3．注意水电安全，避免明火操作。
六、思考题
1．中药口服液的特点和一般要求是什么？
2．制备中药口服液常用的溶剂是什么？
3．制备中药口服液应采用蒸馏水或去离子水，而不采用自来水，为什么？
4．微型提取机组的构造、工作原理及操作要点什么？
附微型提取机组示意图：
一、实验目的
1.学习酵母菌的发酵基本过程
2.学习发酵罐使用方法、学习超声波细胞破碎仪、紫外/可见分光光度仪冷冻干燥器等使用方法
3.了解小型发酵罐的基本结构
二、实验内容
1. 配制培养基
2. 菌种活化
3. 菌种扩大培养（摇床培养）
4. 发酵罐培养
5. 细胞分离
6. 细胞洗涤
7. 细胞破壁
8. 冻干
9. 磨粉
10.微量元素测定
三、实验要求
1. 掌握发酵生产药物的基本过程；
2. 了解发酵过程中的设备性能、使用方法和保养；
3. 整个实验过程记录要完整；
4. 实验结束认真写出实验报告。
四、实验准备
1.菌种
啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）
2.培养基及试剂
麦芽汁培养基：11-13波美度，自然pH值。
马铃薯葡萄糖培养基：
三氯化铬、氯化锌、亚硒酸钠。
3.仪器及其它
恒温培养箱、WF32高压消毒器、HYG-Ⅲ型摇瓶柜、WKT-D-7L自动发酵罐、大容量制备离心机、超声波细胞破碎仪、1.5-40型高压均质机、冷冻干燥器、粉碎机、UV755B紫外可见分光光度计、研钵。
五、实验原理、方法和手段
在马铃薯葡萄糖培养基或麦芽汁培养基中加入铬（锌或硒等）无机微量元素，将保藏的啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）经活化后扩大培养，接种至发酵罐发酵培养，离心收集沉淀菌体细胞，洗涤。啤酒酵母吸收无机微量元素，将其同化为有机化合物，低毒性，高生物活性，利于人体吸收。将富微量元素的啤酒酵母破壁，经冷冻干燥，磨粉制成富微量元素酵母。
六、实验条件
1. 实验设备运转正常
2. 实验材料齐全
3. 每批实验学生不超过8人
七、实验步骤
1.微量元素酵母制备
发酵培养基配制 （含微量元素）
灭菌
固体培养基 液体培养基 接种量10%
啤酒酵母 活化 扩大培养 发酵罐
28℃，24-36小时
发酵培养
离心（3000rpm,20mi
发酵乳液分离
离心 去离子水
新鲜富微量元素酵母 洗涤三次 沉 淀
上清液（废弃）
超声波细胞破碎仪或高压均质机
破壁 冷冻干燥 磨 粉 成品富微量元素酵母
2.微量元素酵母的测定
富铬酵母铬含量测定
分别称取0.20g干燥的富铬酵母和普通酵母粉，溶于10ml蒸馏水中，置40℃水浴30min，滤纸过滤，取其滤液在紫外扫描仪用270~350nm波长进行扫描。无机铬的最大吸收峰值应在540nm左右，经过酵母吸收，将无机铬转化为有机铬，最大吸收峰值移至260nm、280nm处。
八、思考题
1.富微量元素酵母发酵工艺关键步骤有哪几步？
2.巴斯德效应在次试验各环节中的应用
九、实验报告
实验报告包括：实验名称、实验原理、实验设备与材料、实验步骤、实验结果和讨论。
十、注意事项及其它说明
实验过程中注意安全，认真阅读各设备使用方法和安全要求，尤其是高温、高压设备应老师在场指导下使用。
