Исследование свойств аспирина и изучение его влияния на организм человека

Проектно - исследовательская работа

«Исследование свойств аспирина

и изучение его влияния на организм человека»

Автор проекта:

Колесниченко  Юлия, учащаяся 11а класса

МКОУ СОШ №14 посёлка Пятигорский

Предгорного района Ставропольского края

 Руководитель:  

Балацкая Татьяна Алексеевна

учитель химии  

МКОУ СОШ №14 посёлка Пятигорский

Предгорного района Ставропольского края

Адрес ОУ: 

357355  Ставропольский край

Предгорный район

посёлок Пятигорский

улица Новая 1а

2014 год

I. Введение………………………………………………………………………………………..…..3

II. Основная часть

1. История открытия аспирина и создание соответствующего препарата………………..……..5
2. Характеристика ацетилсалициловой кислоты (аспирина) …………………………………….5
3. Физические свойства ацетилсалициловой кислоты ………..…………..……………………...6
4. Химические свойства ацетилсалициловой кислоты………………..………………………….6

III. Практическая часть…………………………………………………………………………….7

1. Определение растворимости аспирина в воде…………………………………………………...7

2. Определение кислотности среды…………………………………………………………………7

3. Определение растворимости аспирина  в этаноле…………………………………………….…8

4. Определение фенолпроизводного в растворе………....................................................................8

IV. Заключение………………………………………………………………………………..……..9

V. Библиография…………………………………………………..………………………...............9

Введение.

Актуальность проблемы:

В каждом доме есть лекарства. В настоящее время очень многие лекарства продаются в аптеках без рецепта, и часто, люди покупают препараты по совету друзей, знакомых и родственников. Заболела голова – принимаем таблетку. Болит желудок – снова лекарство. А как действует тот, или иной  препарат? Так  ли безобидны таблетки?  

В 1891 году русский ученый Д.Л. Романовский сформулировал общий химиотерапевтический принцип: «Идеальным лекарством можно считать вещество, которое при введении в заболевший организм окажет наименьший вред последнему и вызовет наибольшие деструктивные изменения в поражающем агенте». Соответствуют ли этому определению лекарства, которыми мы обычно пользуемся?  Чтобы ответить на эти вопросы заглянем в домашнюю аптечку. Какие препараты мы используем чаще других? Это в первую очередь – обезболивающие, жаропонижающие средства, антибиотики. А одним из самых распространенных лекарственных средств во всем мире – это лекарства, содержащие ацетилсалициловую кислоту, более известное всем как аспирин. К сожалению, аспирин  человек принимает часто и без назначения врача, не говоря уже о том, что многие элементарно не читают инструкцию к препарату, а, следовательно, подвергают опасности свой организм.

Аспирин человечество принимает уже более века, но сих пор его применение вызывает споры. Ацетилсалициловая кислота, созданная в лаборатории в 1869 году, используется как жаропонижающее и обезболивающее средство. Она предупреждает развитие инфаркта и инсульта, препятствует образованию тромбов. Аспирин принимают в качестве профилактики люди с ишемической болезнью сердца. Несомненно, ацетилсалициловая кислота в жизни человека играет большую роль. Но в тоже время, она опасна, существует впечатляющий список побочных действий на организм человека, которые возникают при приеме  ацетилсалициловой кислоты.

Принимать или не принимать лекарства, содержащие ацетилсалициловую кислоту? Проблема использования лекарственных препаратов заключается в разумности и грамотности их применения.

Цель: рассмотреть лекарства, содержащие в своем составе ацетилсалициловую кислоту, принадлежащим разным производителям (АСПИРИН С - Германия, УПСАРИН УПСА- Франция, АСПИРИН -Россия), выявить характерные физические и химические свойства, механизм действия и способы безопасного применения лекарственных препаратов, содержащих ацетилсалициловую кислоту.

Для решения этой цели были поставлены следующие задачи:

Задачи.

• Ознакомиться с литературой, содержащей информацию об ацетилсалициловой кислоте;
• Провести анкетирование по выявлению наиболее используемых лекарственных препаратах, содержащих ацетилсалициловую кислоту, для выявления объекта исследования;
• Провести химические эксперименты, доказывающие свойства ацетилсалициловой кислоты;
• Выяснить влияние ацетилсалициловой кислоты на организм человека;
• Дать рекомендации по использованию ацетилсалициловой кислоты.

Гипотеза:

• если выяснить качественный состав и химические свойства ацетилсалициловой кислоты, то можно предположить действие аспирина на организм человека.

Поставленные цель и задачи, выдвинутая гипотеза определили:

Предмет исследования: лекарства.

Объект исследования: аспирин (ацетилсалициловая кислота) разных производителей: Германия, Франция и Россия.

Были использованы методы исследования:

Метод эксперимента – химические реакции;

Эмпирические методы: наблюдение, сравнение;

Экспериментально - теоретический: анализ и синтез;

Метатеоретический: обобщение;

Данная работа носит как теоретический, так и прикладной характер, так как изучались научные данные о свойствах и физиологическом воздействии ацетилсалициловой кислоты на организм человека; проведены эксперименты, подтверждающие химические свойства данного вещества, на основе полученных данных сделаны выводы и рекомендации.

 Работа выполнялась по следующему плану:

1. Изучение литературных источников, содержащей информацию об ацетилсалициловой кислоте;
2. Проведение анкетирования с целью выбора объекта исследования;
3. Проведение химических экспериментов, доказывающих свойства аспирина;
4. Обобщение результатов, выводы и рекомендации.

По результатам исследования, предполагается создать продукт, который представляет собой буклет- памятку «Правила использования лекарственных препаратов».

В процессе работы была использована литература:

В ходе выполнения работы были изучены некоторые публикации отечественных и зарубежных авторов об аспирине. В данных работах наше внимание привлекали материалы об истории появления, способах применения, формах лекарств, их побочных эффектах на организм. В химических справочниках находили материал о строении веществ, которые составляют основу этого лекарства, на основе чего пыталась прогнозировать их свойства, способы и области их применения.

II. Основная часть.

1. История открытия аспирина и создание соответствующего препарата.

История открытия аспирина является ярким примером того, как лекарственное соединение было найдено в результате наблюдений человека над природой. К середине ХVIII в. кора ивы уже была широко известным народным средством для лечения простуд. Более чем полвека спустя начались интенсивные исследования действующего начала ивовой коры. В 1829 г. французскому фармацевту И.Леру удалось получить из коры ивы кристаллическое вещество, которое он назвал салицином (это название происходит от латинского названия ивы – «salix»). В 1838–1839 гг. итальянский ученый Р.Пириа расщепил салицин, показав, что это соединение является гликозидом, и, окислив ароматический фрагмент, получил вещество, которое назвал салициловой кислотой. Сначала салицин получали промышленным путем из очищенной ивовой коры, являвшейся отходом на корзиночных производствах в Бельгии. В 1874 г. в Дрездене была основана первая большая фабрика по производству синтетических салицилатов, исходя из фенола, диоксида углерода и натрия. Несмотря на то, что дешевизна салициловой кислоты позволяла широко использовать ее в медицинской практике, лечение этим препаратом таило в себе немало опасностей, связанных с ее токсическими свойствами. Токсичность салициловой кислоты и явилась причиной, которая привела к открытию аспирина в самом конце прошлого века. У одного из сотрудников фирмы «Байер» по имени Феликс Гофман, который занимался анилиновыми красителями, отец страдал артритом (воспаление суставов), но не переносил салицилаты натрия из-за хронического острого раздражения желудка (что неудивительно, т. к. доза в 6–8 г салицилата в день является, несомненно, сильным раздражителем для пищеварительного тракта). Гофман разыскивал в химической литературе сведения о производных салицилата натрия с меньшей кислотностью и наткнулся на данные об ацетилсалициловой кислоте (она была синтезирована 30 годами раньше). Ацетилсалициловая кислота оказалась более приятной на вкус и, как подчеркивал Гофман, более эффективно помогала его отцу. Новому препарату дали название «аспирин», взяв букву «а» от слова «acetyl» (ацетил) и часть «спирин» от немецкого слова «Spirsaure», которое, в свою очередь, произошло от латинского названия лабазника вязолистного (Spiraea ulmaria) – растения, содержащего большие количества салициловой кислоты. В 1899 г. на фирме «Байер» началось производство препарата под названием «ас-пирин» в качестве анальгезирующего, жаропонижающего и противовоспалительного средства. В то время препарат выпускался в виде порошка, расфасованного в стеклянные бутылочки.

2. Характеристика ацетилсалициловой кислоты (аспирина).

Сначала,  мы изучили физические и химические свойства данного класса веществ. Ацетилсалициловая кислота – это уксусный эфир салициловой кислоты и относится к органическим соединениям класса сложных эфиров. Полное химическое наименование ацетилсалициловой кислоты по международной номенклатуре -2-ацетокси-бензойная кислота, краткая химическая формула:C9H8O4, молекулярная масса:180.2,

3. Физические свойства ацетилсалициловой кислоты:

Ацетилсалициловая кислота белое кристаллическое вещество, малорастворимое в воде при комнатной температуре, растворимое в горячей воде, хорошо растворимо в спирте, в растворах щелочей, температура плавления:143 – 144 0С.

4. Химические свойства ацетилсалициловой кислоты.

1.     Наиболее характерной реакцией является – гидролиз. При нагревании с водой происходит реакция гидролиза, в результате образуются две кислоты – салициловая и уксусная: Салициловая кислота содержит две функциональные группы – OH и COOH. Гидролиз проводят при кипячении раствора ацетилсалициловой кислоты в воде в течение 30 с. После охлаждения салициловая кислота, плохо растворимая в воде, выпадает в осадок в виде пушистых игольчатых кристаллов.
2.   Фиолетовое окрашивание раствора обусловлено группой OH, вступающей с FeCl3 в характерную для фенолов реакцию.

Затем, мы отправились в аптеку за объектом исследования. Попросили фармацевта показать лекарства, содержащие ацетилсалициловую кислоту. Определились с выбором лекарственного препарата, содержащего ацетилсалициловую кислоту. К нашему удивлению продукт отечественного производства нам продали без инструкции. И только после нашей просьбы инструкция была к препарату выдана. В основе выбора лекарственных препаратов как объекта исследования– это не только рекомендация фармацевта, а предварительно проведенная  нами анкета,  также исследование домашней аптечки, что позволило определить объект исследования. Оказалось, что большинство предпочитают Упсарин Упса (производитель Франция), Аспирин С (производитель Германия) и Ацетилсалициловую кислоту российского производства.

Прежде чем приступить к практической части нашей работы мы изучили инструкцию данных лекарственных средств (приложение). В результате исследования инструкции, мы увидели: разную дозировку активного вещества, состав вспомогательных веществ, отличия в рекомендациях по использованию препаратов.

III. Практическая часть.

«Анализ лекарственных препаратов – аспирина разных производителей».

1. Определение растворимости аспирина  в воде.

Растерли в ступке  таблетки каждого из лекарств. Обозначили пробирки под номерами (№ 1 – АСПИРИН С (производство Германия), № 2 УПСАРИН УПСА (производство Франция), № 3 – АСПИРИН (производство Россия))

Перенесли в пробирки по 0,1 г каждого лекарства. Добавили в каждую пробирку 10-15 мл воды и отметили растворимость лекарств в воде. Нагрели на спиртовке пробирки с веществами (примерно 30 с)  до повышения температуры, чтобы приблизить максимально к условиям внутри организма.  

Результаты и выводы:

№ 1 – АСПИРИН С (производство Германия) - растворимость очень хорошая

№ 2 - УПСАРИН УПСА (производство Франция) – растворимость очень хорошая

№ 3 – АСПИРИН (производство Россия) – растворимость плохая.

Ацетилсалициловая кислота, согласно физическим свойствам малорастворимая в холодной воде. Но Аспирин С и Упсарин УПСА хорошо растворились уже в холодной воде. Аспирин российского производства практически не растворился в холодной воде и также плохо растворился и после нагревания. Внимательно изучив инструкцию по составу лекарств, пришли к выводу, что крахмал, который присутствует в качестве вспомогательного вещества в аспирине российского производства является малорастворимым веществом, что также сказалось на растворении аспирина российского производства.

По инструкции данные лекарства следует запивать водой (рекомендации всех производителей), соком (рекомендация дляУпсарина УПСА) и дополнительно молоком для Аспирина российского производства.

Результат данного опыта показывает, что среди выбранных для исследования лекарств, содержащих ацетилсалициловую кислоту, аспирин российского производства малорастворимый в воде, поэтому попав в желудок, есть риск того что он прикрепится к стенкам желудка, что может вызвать эрозивно-язвенные поражения и желудочно-кишечные кровотечения.

2. Определение кислотности среды.

Использовали индикатор метилоранж, для определения кислотности среды. Продуктами гидролиза являются фенолпроизводное (салициловая кислота) и уксусная кислота, следовательно, необходимо использовать индикатор для выявления кислотных свойств.

Результаты и выводы:

При добавлении индикатора метилоранжа, яркая красная окраска появилась в образце № 3, где находился исследуемый образец с АСПИРИНОМ Российского производства, появление красной окраски метилоранжа указывает на выраженность кислотной среды. В пробирке № 1 и в пробирке № 2, где находились образцы АСПИРИНА С (Германия) и УПСАРИНА УПСА(Франция), индикатор не поменял свою окраску, следовательно, следует сделать вывод, что данные образцы не имеют яркой выраженной кислотности среды.

Опасность аспирина заключается в том, что в желудке человека он под действием воды, как мы уже выяснили, подвергается гидролизу. Продуктами гидролиза являются фенолпроизводное (салициловая кислота) и уксусная кислота. В желудке находится определённая концентрация своей соляной кислоты, необходимой для обеззараживания и переваривания пищи, и повышение концентрации кислоты способствует нарушению кислотного баланса желудка, что может привести к появлению эрозивно-язвенных поражений и желудочно-кишечных кровотечений.

3. Определение растворимости аспирина в этаноле.

Внесли в пробирки по 0,1 г лекарственных препаратов и добавили 10 мл этанола.  При этом наблюдали частичную растворимость аспирина. Нагрели на спиртовке пробирки с веществами. Сравнили растворимость лекарственных препаратов в воде и этаноле.

Результаты и выводы:

Результаты эксперимента показали, что АСПИРИН (Российского производства) лучше растворяется в этаноле, чем в воде, но выпадает в осадок  в виде игольчатых кристаллов, АСПИРИН  (производство - Германия) частично растворился, а часть лекарства образовала хорошо различимый белый осадок, так же белый осадок, мы наблюдали в пробирке № 2, где находился УПСАРИН УПСА (производство -Франция).

В инструкции производители АСПИРИНА С (Германия) и УПСАРИНА УПСА (Франция) указывают, что недопустимо применение аспирина совместно с этанолом, это также доказало наше исследование, которое показало об изменении свойств лекарства. Следует сделать вывод о недопустимости применения алкогольсодержащих лекарств совместно с аспирином, а тем более с алкоголем.

4. Определение фенолпроизводного в растворе.

Для качественного определения фенолпроизводного (салициловой кислоты) в растворе необходимо взять FeCl3. При его добавлении к раствору появляется фиолетовое окрашивание (справочник).

Взболтали по 0,1 г каждого препарата с 10-15 мл воды и добавили  несколько капель хлорида железа (III). При этом наблюдали темное коричнево-фиолетовое окрашивание. Наиболее ярко выраженное окрашивание наблюдалось в пробирках № 1 и № 2 (АСПИРИН С (Германия) и УПСАРИН УПСА (Франция).

Результаты и выводы:

В результате, было выявлено, что при гидролизе российского аспирина образуется больше уксусной кислоты, чем фенолпроизводных, вследствие того, что фиолетовой окраски не появилось. А при гидролизе АСПИРИНА С(Германия) и УПСАРИНА УПСА (Франция), наоборот, больше образуется фенолпроизводных, чем уксусной кислоты.

Затем мы выяснили, что фенолпроизводное, это очень опасное для здоровья человека вещество, и предположили, что возможно, фенольное соединение влияет на появление побочных эффектов на организм человека, при приеме ацетилсалициловой кислоты  (данный факт упоминался еще в 19 веке).

IV. Заключение.

На основании проведенных экспериментов можно сделать следующие выводы:

1. Результаты анкетирования показали, что среди подростков и взрослого населения существует проблема правильного использования аспирина (ацетилсалициловой кислоты). Поэтому необходимо вести просветительную работу по данному вопросу и наша работа в этом может помочь.
2. АСПИРИН Российского производства плохо растворим в воде, имеет наиболее ярко выраженную кислотность, поэтому, мы не рекомендуем его применять, а, лучше использовать АСПИРИН С (Германия) или УПСАРИН УПСА (Франция), производители, которых обеспечили полную растворимость ацетилсалициловой кислоты  в воде. Следовательно, снижается опасность заболеваний желудочно-кишечного тракта. Если, вы, все-таки употребляете АСПИРИН Российского производства, то необходимо помнить, что его лучше запивать молоком, что обеспечит защиту желудка от повышения кислотности среды. АСПИРИН С (Германия) и УПСАРИН УПСА (Франция), следует запивать водой, которая обеспечивает полную растворимость данных лекарственных препаратов, но не рекомендуется запивать соком или морсом, что может привести к повышению кислотности среды желудка.
3. При гидролизе аспирина образуется фенолпроизводное соединение, которое является токсичным веществом для организма человека, и, внимательно, изучив инструкцию, мы увидели, наличие множества побочных эффектов, которые возможно вызваны действием данного соединения. Поэтому хорошо подумайте, прежде чем употребить данное лекарство, если в этом нет крайней необходимости. В таком случае откажитесь от приема такой таблетки.
4. При не соблюдении сроков и правил хранения ацетилсалициловая кислота разлагается, что приводит к образованию других веществ, а именно фенолкислоты, и применение такого препарата может пагубно отразиться на здоровье человека. При вскрытии упаковочной бумаги АСПИРИНА С, мы, почувствовали резкий запах уксусной кислоты, следовательно, скорее всего, были нарушены правила  хранения данного лекарственного средства, и ацетилсалициловая кислота подверглась гидролизу (препарат хранили в условиях повышенной влажности), в результате которого образуется не только фенолкислота (салициловая кислота), но и уксусная кислота. Рекомендация: прежде чем употреблять аспирин, необходимо проверить на наличие запаха уксусной кислоты, такого запаха быть не должно, согласно физическим свойствам ацетилсалициловая кислота запаха не имеет, если запах присутствует, то следовательно ацетилсалициловая кислота подверглась гидролизу).
5. Необходимо знать, что все лекарства действуют эффективно только в определенных условиях, которые всегда указаны в прилагаемой инструкции. Прежде чем пользоваться любым препаратом, надо внимательно ознакомиться с инструкцией, так как неумелое использование или хранение может представлять потенциальную опасность для здоровья. Лекарственные препараты также нужно применять по назначению. Суммируя сказанное выше, нельзя ещё раз не подчеркнуть опасность злоупотребления некоторыми органическими химикатами. Однако это обстоятельство не может умалить тех достижений в области органической химии, которые поставили её в ряд наиболее полезных человечеству наук.

Очевидно, что невозможно рассмотреть все многообразие лекарственных средств, их действие на организм, особенности применения и лекарственные формы этих препаратов, являющихся обычными химическими веществами. Более подробное знакомство с миром лекарств ждет тех, кто в дальнейшем будет заниматься фармакологией и медициной. Однако уже теперь понятно, что знакомство с этим миром невозможно без знания и понимания химии.

V.Библиография

1) Аликберова Л.Ю.Занимательная химия: Книга для учащихся, учителей и родите-лей. –М.:АСТ-ПРЕСС, 2002.

2) Артеменко А.И. Применение органических соединений. – М.: Дрофа, 2005.

3) Машковский М.Д. Лекарственные средства. М.: Медицина, 2001.

4) Пичугина Г.В.Химия и повседневная жизнь человека. М.: Дрофа, 2004.

5) Справочник Видаль: Лекарственные препараты в России: Справочник.- М.: Астра-ФармСервис.- 2001.- 1536 с.

6) Тутельян В.А. Витамины: 99 вопросов и ответов.- М.- 2000.- 47 с.

7) Энциклопедия для детей, том 17. Химия. - М. Аванта+, 200.-640с.

8) Регистр лекарственных средств России "Энциклопедия лекарств".- 9-й вып.- ООО М; 2001.

9) Машковский М.Д. Лекарства ХХ века. М.: Новая волна, 1998, 320 с.;

10) Дайсон Г., Мей П. Химия синтетических лекарственных веществ. М.: Мир, 1964, 660 с.

11)Энциклопедия лекарств 9 выпуск 2002 года. Лекарственные средства М.Д. Машковский 14 издание.