XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Исследование химических свойств аспирина и изучение его влияния на организм человека
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Ацетилсалициловая кислота – это самое известное и самое широко применяемое лекарственное средство в мире. Ежегодно потребляется более 80 миллиардов таблеток аспирина. На сегодняшний день в России продается более ста различных болеутоляющих средств, и почти все они содержат в качестве основного ингредиента ацетилсалициловую кислоту, что говорит об очень высокой популярности этих препаратов. В 2019 году исполнилось 120 лет со дня открытия препарата. Конечно, ацетилсалициловая кислота в жизни человека играет важную роль, но в тоже время не стоит забывать о действии побочных эффектов на организм человека, которыми она обладает. Принимать или нет лекарства, содержащие ацетилсалициловую кислоту? Проблема использования аспирина заключается в его бесконтрольном и длительном приеме, а также целесообразности вообще, его применения.
В связи с этим я выдвинул гипотезу: если изучить химические свойства и механизмы действия ацетилсалициловой кислоты, то можно предугадать влияние аспирина на организм человека. Для подтверждения этой гипотезы мною были поставлены цели и задачи.
Цель: изучить характерные физические и химические свойства аспирина, способы безопасного его применения, изучить влияние аспирина на организм человека.
Задачи:
1. Изучить литературу, содержащую информацию об ацетилсалициловой кислоте.
2. Провести химические эксперименты, доказывающие свойства ацетилсалициловой кислоты.
3. Выяснить влияние ацетилсалициловой кислоты на организм человека
4. Дать рекомендации по использованию ацетилсалициловой кислоты.
Объект исследования: лекарственные препараты, содержащие ацетилсалициловую кислоту.
Предмет исследования: физико-химические и фармакологические свойства аспирина.
ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. История создания аспирина
Аспирин — самое успешное лекарство в истории — известен с конца XIX в., когда была впервые синтезирована ацетилсалициловая кислота — активный компонент Аспирина. Еще древние египтяне, а позже Гиппократ использовали экстракт ивовой коры для снятия жара и облегчения боли. Знал этот рецепт и доктор Феликс Хоффманн, сотрудник химической лаборатории компании « Байер и Ко. ». Отец доктора Хоффманна страдал ревматическими болями и зачастую, чтобы избавится от них, принимал отвар ив овой коры. Это сн адобье вы зывало у не го рв отные спазмы. И ра ди св оего от ца Фе ликс Хо ффманн ре шил ис кусственно си нтезировать ак тивный ко мпонент ив овой ко ры — са лициловую кислоту.
10 ав густа 18 97 го да д-р Фе ликс Хо ффманн из менил мир. Он ст ал пе рвым хи миком на зе мле, по лучившим са лициловую ки слоту в ла бораторных ус ловиях пу тем ацетилирования. А 6 ма рта 18 99 го да, ко гда но вое ле карственное ср едство бы ло за патентовано в Ка йзеровском па тентном ве домстве, ст ало дн ем ро ждения пр епарата Аспирин. Из начально был из вестен ли шь жа ропонижающий эф фект ас пирина, по зднее вы яснились та кже его бо леутоляющие и пр отивовоспалительные свойства. В пе рвые го ды ас пирин пр одавался как по рошок, а с 1904г. - в фо рме таблеток. К сл ову, та кое на звание бы ло вы брано не случайно: за главная «А» ос талась от ац етиловой ки слоты, а sp ir бы ла за имствована от ла тинского на звания Та волги Вя золистной (S piraea ul maria) — ра стения, из ко торого по лучали са лицилаты для пр оизводства препарата.
К 19 09 го ду тр еть вс ех пр одаж пр епарата по вс ему ми ру пр иходилась на США. В на чале XX ве ка но винка бы ла по пулярна и в России. По сле ок ончания I Ми ровой во йны ац етилсалициловая ки слота на ходила но вые сф еры применения. К пр имеру, до бавление Ас пирина в во ду для по лива бл аготворно ск азывалось на со стоянии растений. Во вр емя эп идемии гр иппа в Ев ропе Ас пирин сп ас ты сячи жизней.
В 19 50 го ду Ас пирин был за несен в Кн игу ре кордов Ги ннесса, как са мое пр одаваемое обезболивающее. Бы ло до казано, что ре гулярный пр ием Ас пирина сн ижает ри ск ин сульта и ин фаркта миокарда. Ис пользование Ас пирина для пр офилактики се рдечно-сосудистых за болеваний ак тивно из учалось и бы ло доказано. В 19 82 го ду бр итанский уч еный Дж он Вэ йн был уд остоен ры царского ти тула и Но белевской пр емии за ис следования св ойств ац етилсалициловой кислоты. А сп устя че тыре го да ко ролева Ел изавета II, оц енивая вк лад Ге рмании в ра звитие вс его че ловечества, по ставила от крытие Ас пирина в од ин ряд с до стижениями в ли тературе, фи лософии и музыке.
В 19 94 го ду ко мпания «Б айер» ве рнула се бе ут раченные по сле II Ми ровой во йны пр ава на пр оизводство Ас пирина в США. В эт ом же го ду бы ла уч реждена пр емия In ternational As pirin Aw ard, пр изванная оц енивать вк лад уч еных в из учение и ис пользование ац етилсалициловой кислоты.
В 19 97 го ду Ас пирин по бил все во зможные ре корды, ст ав са мым пр одаваемым бе зрецептурным пр епаратом в ми ре са мым пр одаваемым бе зрецептурным пр епаратом в мире. Го дом по зже пр оизводство Ас пирина со ставило 50 000 то нн — 100 млрд. таблеток. По сле до казанного ан естетического де йствия и пр офилактики се рдечно-сосудистых за болеваний бы ло за мечено та кже де йствие ац етилсалициловой ки слоты пр отив ра звития ра ковых заболеваний.
Бо лее чем за сто лет св оего ак тивного ме дицинского пр именения Ас пирин не то лько не по терял св оей ак туальности, но и ра сширил сф еру пр именения в та ких об ластях, как ус транение бо ли, си мптомов пр остуды, а та кже в пр офилактике се рдечно-сосудистых заболеваний. На учный ин терес к пр епарату до сих пор оч ень высок.
1. 2.Физические св ойства ас пирина
Та блетки «А спирина» со держат ак тивный ин гредиент: ац етилсалициловую ки слоту, ко торая пр едставляет со бой са лициловый эф ир ук сусной кислоты.
По лное хи мическое на именование ац етилсалициловой ки слоты сл едующее:
2- ацетилоксибензойная кислота.
Ац етилсалициловая ки слота пр едставляет со бой бе лые ме лкие иг ольчатые кр исталлы или лё гкий кр исталлический по рошок сл абокислого вкуса. Пл охо ра створима в во де, ра створима в эф ире и хл ороформе и ле гко ра створима в 96% этаноле.
Од на ча сть ац етилсалициловой ки слоты ра створяется в:
300 ч. во ды; 20 ч. эф ира; 17 ч. хл ороформа; 7 ч. 96% этанола.
Те мпература пл авления 13 5°С
Тв ердение ра сплава 11 8°С
Те мпература ки пения 13 8°С (р азложение)
Пл отность 1,4 г/ см3
Те мпература во спламенения 49 0°С
Синтез:
Ац етилсалициловая ки слота пр оизводится пу тём на гревания са лициловой ки слоты с ук сусным ангидридом.
1. 3.Химические св ойства ас пирина:
А) Ац етилсалициловая ки слота при гидролизе ра спадается на салициловую и ук сусную кислоты. Ги дролиз пр оводят при ки пячении ра створа ац етилсалициловой ки слоты в во де в те чение 30 секунд. По сле ох лаждения са лициловая ки слота, пл охо ра створимая в во де, вы падает в ос адок в ви де пу шистых иг ольчатых кристаллов.
Б) Ре акция об мена по ка рбоксильной группе. Для эт ой ре акции я ис пользовал пи тьевую соду. Ре акция ид ет с вы делением уг лекислого газа.
Пр оведенные мн ой ре акции до казывают пр инадлежность ац етилсалициловой ки слоты к кл ассу ор ганических кислот.
ГЛ АВА II .ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧА СТЬ
2. 1.Изучение ра створимости ас пирина в во де
Для из учения св ойств ис пользуем ку пленные в ап теке ле карственные пр епараты,разных поизводителей, со держащие ац етилсалициловую ки слоту.
Ме тодика ис следования: ра стерли в ст упке та блетки ка ждого из лекарств. Об означили пр обирки:
Образец № 1 ;
Образец № 2 ;
Образец № 3 ;
Пе ренесли в пр обирки по 0,2г. ка ждого лекарства. До бавили в ка ждую пр обирку по 15 мл во ды и от метили ра створимость ле карств в воде. На грели на сп иртовке пр обирки с аспирином.
Результат:
Образец №1– пл охая ра створимость;
Образец № 2 – хо рошая ра створимость;
Образец № 3– хо рошая ра створимость;
Выводы:
Ац етилсалициловая ки слота, со гласно фи зическим св ойствам, ма ло ра створима в хо лодной воде. Но образцы №2 и №3 хо рошо ра створились в хо лодной воде. Образец №1 пл охо ра створился в хо лодной во де, даже по сле на гревания, ос адок остался.
В ре зультате оп ыта мы вы яснили, что ас пирин в пр обирке №1 ма ло ра створим в во де, по этому мо жно сд елать вы вод, что по пав в же лудок, ес ть ри ск, что он пр илипнет к сл изистой же лудка и, ра здражая ее, мо жет вы звать яз венные по ражения (П риложение 1).
2.2. Оп ределение рН ра створов, со держащих ац етилсалициловую ки слоту
Ме тодика ис следования: рН ис следуемых ра створов в тр ех пр обирках пр оверили с по мощью ун иверсальной ин дикаторной бумаги.
Результат:
Образец № 1- рН =3 (в ысокая ки слотность);
Образец № 2-рН =6 (н изкий по казатель ки слотности);
Образец № 3- рН =5;
Выводы:
Ац етилсалициловая ки слота в образце №1 по казала по вышенную кислотность. В же лудке на ходится со ляная ки слота (H Cl), ко торая ну жна для об еззараживания и пе реваривания пи щи, а ац етилсалициловая ки слота со св оей вы сокой ки слотностью мо жет пр ивести к по вышению ко нцентрации же лудочного со ка, что не гативно ск ажется на его слизистой. И это св ойство ас пирина яв ляется пр отивопоказанием к пр именению при эр озийно-язвенных за болеваниях же лудочно-кишечного тр акта (П риложение 2).
2.3. Оп ределение ра створимости ас пирина в эт иловом сп ирте
Ме тодика ис следования: вн если в пр обирки по 0,2г. ле карственных пр епаратов и до бавили 10 мл этанола. На грели на сп иртовке пр обирки с веществами.
Результат:
Образец № 1- вы падение ос адка в ви де кр исталлов;
Образец № 2 -бе лый ос адок;
Образец № 3-бе лый ос адок;
Выводы:
Ре зультаты эк сперимента по казали, что образец №1 лу чше ра створяется в эт аноле, чем в во де, но вы падает в ос адок в ви де кр исталлов, образец №3 ча стично ра створился, а ча сть ле карства об разовала хо рошо ра зличимый бе лый ос адок, так же бе лый ос адок, мы на блюдали в образце № 2.
В ин струкциях пр оизводителей ас пирина ук азано, что не допустимо его пр именение со вместно с эт анолом, это та кже до казано на шими ис следованиями, ко торые по казали из менения св ойств лекарств. Сл едует сд елать вы вод о не допустимости пр именения ас пирина со вместно с ле карствами, со держащими сп ирт, а тем бо лее с алкоголем. Оп исано мн ожество сл учаев, ко гда пр ием вн утрь да же 40 гр аммов эт анола (1 00 гр аммов во дки), в со четании с та кими об ычным пр епаратом, как ас пирин, со провождался тя желейшими ал лергическими ре акциями, а та кже же лудочными кр овотечениями (П риложение 3).
2. 4.Определение фе нолпроизводного (с алициловой ки слоты) в ра створе
Ме тодика ис следования: вз болтали по 0,2г. ка ждого пр епарата с 10 -15 мл во ды и на грели, по том до бавили не сколько ка пель хл орида же леза (III). При его до бавлении к ра створу по является фи олетовое окрашивание.
Результат:
Образец № 1-фи олетовое ок рашивание;
Образец № 2- ко ричневое ок рашивание;
Образец № 3-ко ричнево-фиолетовое ок рашивание;
Выводы:
В ре зультате, бы ло вы явлено, что при ги дролизе образца №2 об разуется бо льше ук сусной ки слоты, чем фе нолпроизводных, вс ледствие то го, что фи олетовой ок раски не появилось. А при ги дролизе образца №3 и №1, на оборот, бо льше об разуется фе нолпроизводных, чем ук сусной ки слоты и по этому ра створ ок расился в фи олетовый цв ет (П риложение 4).
Са лициловая ки слота при пр иеме вн утрь, это оч ень оп асное для зд оровья че ловека вещество. Уч еные по сей де нь го ворят о то м, что да же в ма лых до зах са лициловая ки слота, пр инятая вн утрь, мо жет ок азать па губное вл ияние на ве сь ор ганизм в целом. Ос обенно вр една она для де тей, бе ременных и ко рмящий же нщин, ст ариков и лю дей, им еющих за болевание по чек (т.к. из бытки ки слоты вы водятся с мочой).
ГЛ АВА III. ВЛ ИЯНИЕ АС ПИРИНА НА ОР ГАНИЗМ ЧЕ ЛОВЕКА
3. 1.Положительные св ойства ас пирина
Ас пирин уже на пр отяжении мн огих лет ос тается са мым по пулярным ле карством в мире. При пе рвых же бо лезненных ощ ущениях лю ди вы пивают та блетку, а то и бо льше эт ого средства. По следние из ыскания уч еных по казали, что эт от пр епарат не так бе зобиден, как сч италось ранее. По льза ас пирина для ор ганизма, бе зусловно, ес ть, но и вр ед мо жет бы ть ве сьма ощутимым. По этому не обходимо по мнить ос обенности эт ого ле карства и пр авила его применения. Ац етилсалициловая ки слота ок азывает пр отивовоспалительное, жа ропонижающее и бо леутоляющее де йствие, её ши роко пр именяют при ли хорадочных со стояниях, го ловной бо ли, не вралгиях, а та кже в ка честве пр отиворевматического средства.
Пр отивовоспалительное де йствие ац етилсалициловой ки слоты об ъясняется её вл иянием на пр оцессы, пр отекающие в оч аге во спаления: ум еньшением пр оницаемости ка пилляров, по нижением ак тивности ги алуронидазы, ог раничением эн ергетического об еспечения во спалительного пр оцесса пу тём то рможения об разования АТФ и др. В ме ханизме пр отивовоспалительного де йствия им еет зн ачение ин гибирование би осинтеза простагландинов.
Жа ропонижающий эф фект до стигается пу тем во здействия на це нтр те рморегуляции, ра сположенный в го ловном мозге. Бл агодаря эт ому пр оисходит ра сширение кр овеносных со судов и ус иление по тоотделения, что ув еличивает теплоотдачу. В ре зультате те мпература те ла бы стро пр иходит в норму.
Ок азывает об езболивающее де йствие на ме диаторы, на ходящиеся в зо не воспаления. Кр оме то го, он вл ияет и на це нтральную не рвную систему.
Кр оворазжижающее де йствие ас пирина по зволяет пр именять его для сн ижения вн утричерепного да вления, при оп асности во зникновения кр овяных тромбов.
До казано, что дл ительный пр ием не большой до зы ац етилсалициловой ки слоты лю дьми, ск лонными к за болеваниям се рдечно-сосудистой си стемы, зн ачительно сн ижает ри ск ин сульта и ин фаркта миокарда.
Ум еньшает ве роятность ра звития он кологических заболеваний. Уч еные вы яснили, что лю ди, дл ительное вр емя пр инимающие ас пирин, ме нее по двержены ра ковым заболеваниям. Для до стижения та кого эф фекта пр одолжительность его пр иема до лжна со ставлять по рядка тр ех лет. Но та кое де йствие ас пирина еще до ко нца не изучено.
По лезные св ойства ас пирина пр оявляются то лько при пр авильном его приеме. Пе ред ис пользованием эт ого пр епарата не обходимо ко нсультироваться со специалистом.
3. 2.Отрицательные св ойства ас пирина
Как и лю бое ле карственное ср едство, ац етилсалициловая ки слота небезопасна. Пе редозировка мо жет пр ивести к от равлению, пр оявляющемуся то шнотой, рв отой, бо лями в же лудке, го ловокружением, а в тя желых сл учаях – к то ксическому во спалению пе чени и по чек, по ражению це нтральной не рвной си стемы и кровоизлияниям. Ес ли че ловек пр инимает од новременно не сколько ле карств, ну жно бы ть ос обенно осторожным. Не которые ле карства не совместимы др уг с др угом, и из -за эт ого мо гут пр оизойти отравления. Ац етилсалициловая ки слота ув еличивает то ксические эф фекты су льфаниламидов, ус иливает де йствие некоторых об езболивающих и пр отивовоспалительных ср едств. Ес ть у эт ого ле карства и по бочные эффекты. Оно пр иводит к ра здражению сл изистых об олочек желудка. Во из бежание не гативного во здействия на же лудочно-кишечный тр акт ре комендуется уп отреблять это ле карство по сле ед ы, за пивая бо льшим ко личеством жидкости. Од нако сл едует им еть в ви ду, что эти ме ры не сн ижают ри ск ра звития же лудочно-кишечных кровотечений. По этому ац етилсалициловой ки слотой лу чше не зл оупотреблять, ос обенно лю дям, бо льным га стритом или яз вой желудка. Не ст оит без кр айней не обходимости пр инимать пр епараты ац етилсалициловой ки слоты бе ременным же нщинам и ма леньким детям. Пе ред тем как сп ециалистами на значается ац етилсалициловая ки слота, по льза и вр ед ее взвешиваются. Ин огда ее не гативное вл ияние мо жет бы ть си льнее по лезных качеств.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При по дготовке к ис следованиям был вы полнен об зор ли тературы, со держащей ин формацию об ац етилсалициловой ки слоте, ее св ойствах и применении.
В хо де пр оведенных эк спериментов бы ли пр оведены ка чественные ре акции на ац етилсалициловую ки слоту, до казаны ее хи мические св ойства, а та кже вл ияние на ор ганизм человека.
Ре зультаты мо их оп ытов по казали, что образец №1 ма ло ра створим в во де, эт иловом сп ирте, им еет по вышенную кислотность и большое содержание фенолпроизводных. Я думаю это из-за не очень качественной субстанции, которая используется при производстве таблеток.
Опасность применения аспирина заключается в том, что в желудке он может привести к появлению эрозивно-язвенных поражений и желудочно-кишечных кровотечений. И поэтому все большую популярность приобретают лекарственные формы аспирина с кишечнорастворимыми оболочками, в которых активный ингредиент (ацетилсалициловая кислота) высвобождается не в желудке, а только в тонком кишечнике. Также очень популярны и шипучие формы аспирина, с минимальным воздействием на слизистую стенку желудка.
ЛИТЕРАТУРА
Артеменко А.И. Применение органических соединений. – М.: Дрофа, 2005.
Дайсон Г., Май П. Химия синтетических лекарственных веществ. М.: Мир, 1964.
Машковский М.Д. Лекарственные средства. М.: Медицина, 2001.
Рекомендации по антитромботической терапии у больных со стабильными проявлениями атеротромбоза. Подготовлены Е.П. Панченко с участием Е.С. Кропачевой, Атеротромбоз 1(2), 2009, стр. 39-54.
Пичугина Г.В.Химия и повседневная жизнь человека. М.: Дрофа, 2004.
Справочник Видаль: Лекарственные препараты в России: Справочник.- М.: Астра-ФармСервис.- 2001.
Шульпин Г.Б. Эта увлекательная химия. М.; Химия,1984.
Приложение 1. Растворимость аспирина в воде.
Приложение 2. Определение рН растворов, содержащих ацетилсалициловую кислоту.
Приложение 3. Растворимость аспирина в спирте.
Приложение 4. Гидролиз аспирина.