  Артемьева Надежда Ананьевна, учитель химии
МБОУ «Николькинская СОШ»
Предмет: Химия
10 класс
УМК: Химия 10 класс, О.С. Габриелян
Уровень обучения: базовый
Тема: Лекарства
Цели урока
.Образовательные: Познакомить учащихся с химиотерапией, используя межпредметные связи с биологией. Рассмотреть химическую природу, механизм действия и безопасные способы применения некоторых лекарственных препаратов (сульфамидов, антибиотиков, аспирина). Научить ребят анализировать строение молекул лекарственных препаратов и предсказывать на основе этого анализа химические свойства их.
Развивающие: Развивать понятия о факторах здоровья и риска болезни, умение определять их значимость.
Воспитательные: Обратить внимание на то, что любое научное открытие может принести как пользу, так и вред.
Формировать необходимость химической грамотности и здорового образа жизни.
Воспитывать бережное отношение к окружающей среде в целом, и людям, которые нас окружают.
Тип урока: изучение новой темы.
Формы работы: фронтальная, индивидуальная, работа в парах.
Методы обучения: словесные, наглядные, репродуктивные, частично-поисковые,практические.
Оборудование: аптечные упаковки представителей различных групп лекарственных препаратов (сульфамидных, антибиотиков, различных форм аспирина).
Ход урока
I. Организационный момент.
II .Вступительное слово.
Органическая химия теснейшим образом связана с медициной. Огромное количество разнообразных лекарственных средств, которыми располагает сегодня медицина, в подавляющем большинстве органические соединения. Химики - органики в содружестве с медиками, микробиологами и фармацевтами смогли не только установить строение многих природных соединений, используемых в медицине, но и синтезировать некоторые из них. Наряду с этим химики пошли по пути создания соединений, хотя и отличающихся от природных, но обладающих аналогичным, а часто и более эффективным действием. Более того, были получены новые лекарственные средства, которые не знает природа, но способные излечивать многие болезни. Большую роль в медицине играют синтетические полимерные материалы. Из них делают многое: от одноразовых шприцов до искусственных клапанов сердца.
III. Сообщение темы и цели урока. Создание проблемной ситуации.
Сегодня на уроке рассмотрим влияние развития химии как науки и химической промышленности на здоровье человека.
Дома вы должны были подобрать материал на темы:
1) История развития лекарственных средств.
2)Общие представления о лекарствах.
3)Алкалоиды, их значение в медицине. Отдельные представители алкалоидов: морфин, кофеин, хинин, кокаин, и др.
4)Использование в медицине галогенопроизводных УВ, простых и сложных эфиров, полифункциональных соединений. Отдельные представители.
5).Основы химиотерапии и фармакотерапии.
6) Важнейшие открытия, сделавшие переворот в лечении тех или иных болезней( вакцины, сальварсан, пенициллин, антибиотики)
7)Антибиотики.
- Что в обыденной жизни подразумевают, когда говорят «Химия»?
- Почему современному человеку необходимо обладать химической грамотностью?
- Достижения химии несут вред или благо?
- Предлагаю вам разделиться на группы и приготовить аргументы для ответа на каждый из этих вопросов.
IV. Выступления учащихся.
Общие понятия о лекарственных веществах
В начале урока учитель может предоставить слово отдельным ученикам для краткого сообщения - исторического очерка о возникновении и развитии применения лекарственных средств в борьбе с болезнями (5 мин), которое старшеклассники готовят заранее, используя материал учебника и другую литературу. Своеобразным эпиграфом к этой части урока может служить высказывание основоположника медицинской химии (иатрохимии) Парацельса: «Явления жизнедеятельности организма как больного так и здорового, можно понять, лишь рассматривая и оценивая происходящие в нем химические процессы, а излечения можно достичь с помощью химических средств».
А вот своеобразным обобщением по подготовленным учащимися материалам может стать сформулированный русским ученым Д. Л. Романовским в 1891 г. общий химиотерапевтический принцип, т. е. принцип лечения различных заболеваний химическими препаратами. Идеальным лекарством Д. Л. Романовский считал «вещество, которое при введении в заболевший организм окажет наименьший вред последнему и вызовет наибольшие деструктивные изменения в поражающем агенте».
Затем учитель подчеркивает, что развитие представлений о том, что многие болезни вызываются различными микроорганизмами, позволили создать целый арсенал антибактериальных и химиопрепаратов. Начало ему было положено немецким терапевтом и бактериологом П. Эрлихом, который впервые «химически прицелился» в возбудителя страшнейшего венерического заболевания — сифилиса, создав препарат сальварсан, что в переводе с латинского означает салют, мышьяку.
Начало эры химиотерапии бактериальных инфекций связана с открытием антибактериальных свойств у довольно простого по химической структуре органического соединения - амида сульфаниловой кислоты — стрептоцида:
Сенсационное для 1936 г. сообщение немецкого ученого Г. Домагка о том, что молекула стрептоцида убивает бактерии и способны излечивать такие тяжелые инфекционные заболевания, как менингит, пневмонию, скарлатину, явилось мощным стимулом для развития работ по созданию сульфамидных препаратов.
II. Сульфамиды
Бактериальная активность стрептоцида состоит в том, что он ингибирует рост и жизнедеятельность микроорганизмов и приводит в конце концов к их гибели. Это связано с тем, что вместо синтеза необходимой бактериям дигидрофолиевой кислоты сульфамиды конкурентно включаются в синтез «ложной» дигидрофолиевой кислоты, которая и уничтожает болезнетворные микробы.
Наиболее эффективные представители сульфамидов, такие, как сульфален, сульфодиметоксин, сульфаметоксазол и др., сохранили свое значение и в наше время. Например, последний из названных, а именно сульфаметоксазол входит в состав широко известного современного бинарного препарата бисептола.
III. Антибиотики
Важнейшим этапом в развитии химиотерапии явилось открытие и создание антибиотиков. Учитель спрашивает, что известно учащимся об этой группе лекарств, и обобщает, что в настоящее время вряд ли можно встретить человека, не слышавшего об антибиотиках. Они радикально изменили возможности медицины, которую сегодня нельзя представить себе без этого класса препаратов.
В 1928 г. английский микробиолог А. Флеминг отметил способность нитчатого гриба зеленой плесени Penicillium notatum вызывать гибель стафилококков (учитель просит ребят вспомнить особенности строения этой зеленой плесени из курса ботаники).
Дальнейшая совместная работа А. Флеминга с X. Флори, Е. Чейном и Е.Абрахом привела к выделению в чистом виде первого антибиотика — пенициллина. За пенициллином последовало получение стрептомицина, тетрациклинов, эритромицинов и др. В 60-е гг. появились вначале полусинтетические, а затем и синтетические антибиотики.
Сейчас под антибиотиками понимают небелковые тела изначально природного происхождения, обладающие антимикробными свойствами.
Антибиотики, продуцируемые растениями, называются фитонцидами (учитель просит ребят назвать известные им фитонцидные растения).
Исследование химической структуры пенициллина заняло более 5 лет, и лишь в 1945 г. методом рентгеноструктурного анализа было установлено, что основу скелета этой молекулы составляет пятичленный тиазольный цикл, соединенный с четырехчленным циклическим амидом — β-лактамом. Впоследствии химики научились выделять β-лактамные бициклы и ацилировать их, получая все более активные антибиотики.
И в самом деле, получаемые сейчас синтетические пенициллины (например, ампициллин) и особенно цефалоспарины третьего поколения (цефотоксин, например) представляют собой важнейшую группу антибиотиков.
В настоящее время в медицине используют несколько десятков антибиотиков разных групп:
По механизму действия антибиотики делят на:
— бактерицидные (убивающие микробы — (β-лактамные, аминогликозиды, полимиксины);
— бактериостатические (лишающие микробы способности делиться - тетрациклины, макролиды).
По спектру действия различают антибиотики:
— широкого спектра действия (тетрациклины, цефалоспорины);
— узкого спектра действия.
Первые нередко вызывают гибель полезных бактерий кишечной флоры - дисбактериоз, поэтому их применение должно проводиться с профилактикой этого последствия и под строгим контролем врача.
Механизм действия антибиотиков заключается в том, что они вызывают у бактерий:
— нарушение синтеза клеточной стенки (пенициллины, цефалоспорины);
— нарушение синтеза белка (тетрациклины);
— повреждение цитоплазматической мембраны (полимиксины, грамицидин);
— нарушение синтеза нуклеиновых кислот (рифамицины, противоопухолевые антибиотики).
IV. Аспирин
Этот препарат в качестве объекта на урок выбран нами не случайно:
— он широко используется в медицине, о чем красноречиво говорит его мировое производство десятками тысяч тонн в год;
— он позволяет рассмотреть полифункциональность групп атомов, то есть химическую природу;
— он наиболее известен учащимся и наиболее рекламируем средствами массовой информации.
Учитель может сделать небольшое сообщение примерно такого содержания.
Издавна при лихорадке люди использовали кору ивы, из которой в 1827 г. был выделен гликозид салицин, ставший источником получения салициловой кислоты, а с 1899 г. в медицинскую практику вошел аспирин - ацетилсалициловая кислота:
Учитель просит ребят назвать функциональные группы, предложить пути их экспериментального обнаружения, предсказать растворимость аспирина в различных средах (например, в воде, спирте, щелочном растворе).
Аспирин относится к группе нестероидных противовоспалительных средств, куда, например, включают и такие известные препараты, как ортофен, индометацин, бутадион. К другой группе - стероидным противовоспалительным средствам — относятся препараты коры надпочечников (гидрокартизон, преднизалон). Учитель просит учащихся вспомнить, к какому классу биологически активных веществ относятся эти препараты.
Лекарственные средства обеих обладают триединым действием: противовоспалительным, жаропонижающим и несколько менее выраженным обезболивающим эффектами.
В настоящее время аспирин рекомендуется для профилактики сердечнососудистых заболеваний, так как он оказывает и антитромбическое действие - предупреждает образование тромбов, которые могут нарушить кровоснабжение органа (ишемия) или закупорить кровеносный сосуд (эмболия).
Аспирин широко используется при лечении ревматических заболеваний, головной и зубной боли, мигрени, невралгиях и т.д.Вместе с тем бактериальное применение аспирина может иметь и негативные последствия - образование язв желудка и токсичное влияние на почки.
V. Закрепление. Химический практикум
Лабораторный практикум.
Анализ лекарственных препаратов, производных салициловой кислоты.
Для работы вам необходимо взять салициловую кислоту, аспирин.
Разотрите в ступке таблетки каждого из этих лекарств. Перенесите в пробирки по 0,1 г каждого лекарства. Добавьте в каждую пробирку 2-3 мл воды и отметьте растворимость лекарств в воде. Нагрейте на спиртовке пробирки с веществами до кипения. Что наблюдается?
Внесите в пробирки приблизительно по 0,1 г лекарственных препаратов и добавьте по 2-3 мл этанола. Что наблюдается? Нагрейте на спиртовке пробирки до полного растворения осадков. Сравните растворимость лекарственных препаратов в воде и этаноле.
Взболтайте по 0.1 г препарата с 2-3 мл воды и добавьте по 2-3 мл разбавленного раствора NaOH. Изменилась ли растворимость веществ?
Взболтайте по 0,1 г каждого препарата с 2-3 мл воды и добавьте несколько капель раствора хлорида железа. Что наблюдается?
Лабораторный опыт 2: Определение качественного состава препарата.
Измельчите таблетку феррум Лек (этот препарат содержит соли железа и применяется для лечения анемии) в ступке и растворите в воде (5-10 мл).
1. Проведите качественные реакции.
2. Реактивы: гидроксид натрия, хлорид бария,
3. Сделайте вывод о качественном составе препарата.
Пояснения: Основываясь на предложенной информации, исходя из названия препарата и используя метод исключения, учащиеся делают предположение о наличии в составе соли катионов Fe+2, Fe+3 и анионов SO4-2, Cl-. Экспериментальная проверка гипотезы позволяет сделать вывод, что состав соли – FeSO4.
Учитель: изучив химический состав лекарственных препаратов, к какому выводу вы пришли? Лекарства может быть как лекарственным препаратом, так и ядом в большом количестве.
VI. Обобщение знаний. Фронтальная беседа.
V. Итог урока. Дом .зад. п.32. упр.3,6,7
 «Химия и здоровье человека.»
Цели:
Образовательные:
- Показать - взаимосвязь здоровья человека, здоровья населения и здоровья среды в целом, влияние развития современной химической промышленности и фармацевтики на здоровье человека.
- Необходимость знаний о здоровье для каждого культурного человека.
- Доказать при помощи химических экспериментов отрицательное влияние отдельных факторов на здоровье человека.
Развивающие:
- Развивать понятия о факторах здоровья и риска болезни, умение определять их значимость.
Воспитательные:
- Обратить внимание на то, что любое научное открытие может принести как пользу, так и вред.
- Формировать необходимость химической грамотности и здорового образа жизни.
- Воспитывать бережное отношение к окружающей среде в целом, и людям, которые нас окружают.
Оборудование:
- компьютерная презентация,
- упаковки от лекарственных препаратов, инструкции по медицинскому применению лекарственных средств.
- хим. реактивы (этанол, серная кислота конц., уксусная кислота)
Ход урока.
I. Организационный момент.
II.Вступительное слово.
Органическая химия теснейшим образом связана с медициной. Огромное количество разнообразных лекарственных средств, которыми располагает сегодня медицина, в подавляющем большинстве органические соединения. Химики - органики в содружестве с медиками, микробиологами и фармацевтами смогли не только установить строение многих природных соединений, используемых в медицине, но и синтезировать некоторые из них. Наряду с этим химики пошли по пути создания соединений, хотя и отличающихся от природных, но обладающих аналогичным, а часто и более эффективным действием. Более того, были получены новые лекарственные средства, которые не знает природа, но способные излечивать многие болезни.
Большую роль в медицине играют синтетические полимерные материалы. Из них делают многое: от одноразовых шприцов до искусственных клапанов сердца.
III. Сообщение темы и цели урока. Создание проблемной ситуации.
Сегодня на уроке рассмотрим влияние развития химии как науки и химической промышленности на здоровье человека.
Дома вы должны были подобрать материал для ответа на вопросы:
- Что в обыденной жизни подразумевают, когда говорят «Химия»?
- Почему современному человеку необходимо обладать химической грамотностью?
- Достижения химии несут вред или благо?
- Предлагаю вам разделиться на группы и приготовить аргументы для ответа на каждый из этих вопросов.
IV. Выступления учащихся.
1. Лекарства и пищевые добавки.
-Почему говорят «В капле — лекарство, в ложке — яд.»?
Во многом благодаря лекарственным средствам средняя продолжительность жизни в промышленно развитых странах за последнее столетие удвоилась. Так, в Германии смертность от пневмонии, которая в 1936 составляла 165 на 100 тыс. населения, снизилась к 1985 в результате применения сульфаниламидных препаратов до 17; смертность от туберкулеза в 1930–1985 уменьшилась в результате применения антитуберкулезных препаратов еще разительнее – с 158 до 1,9. В США только за период 1965– 1996 удалось снизить смертность от ревматизма на 83%, от атеросклероза – на 74%, от язвы желудка и двенадцатиперстной кишки – на 72% и т.д.
Лекарства бывают разные. Сколько болезней, столько и лекарств. Часто бывает и так, что одно и то же заболевание лечат многими лекарствами. Обычно лекарственные средства классифицируют по их основному лечебному действию. Одни лекарственные средства обладают противомикробным действием (например, сульфаниламидные препараты: например стрептоцид, норсульфазол, сельфален, фталазол, сульфадимезин и др.). С их помощью удается побороть инфекционные заболевания. Другие лекарства помогают снять боль, но не вызывают потери сознания (например, ацетилсалициловая кислота, или аспирин, прарцетамол, анальгин и др.). Существуют лекарства, которые воздействуют на сердце и кровеносные сосуды (нитроглицерин, анапрелинн, дибазол др.) Получены антигистаминные для лечения аллергических заболеваний, противоопухолевые для лечения злокачественных новообразований и даже психофармакологические препараты, влияющие на психическое состояние человека.
В большинстве своем лекарственные препараты редко бывают простыми веществами. Чаще это сложные по химическому строению органические вещества или их смеси. И хотя число лекарственных препаратов огромно, мы ограничимся рассказом только о двух самых известных и часто применяемых лекарствах – аспирине и белом стрептоциде.
Едва ли найдется человек, который не знаком с аспирином (ацетилсалициловая кислота). Это вещество не обнаружено в природе. Аспирин впервые синтезировал немецкий химик Ш. Герхард в 1853г. путем ацетилирования салициловой кислоты уксусным ангидридом.
Однако в течение 40 лет эта реакция не привлекала к себе внимания, и только в 1893г. другой известный немецкий химик – Ф. Гофман подарил миру это замечательное лекарство. Аспирин обладает обезболивающим, жаропонижающим, противоспалительным и противоревматическим действием.
Аспирин – замечательное лекарство. Но безвредно ли оно? Заметим, что безвредных лекарств вообще не бывает. Что же касается аспирина, то вы должны знать: его нельзя принимать на пустой желудок. Аспирин может вызвать внутрижелудочное кровотечение. Но если нужно срочно прибегнуть к аспирину, то запейте его хотя бы стаканом молока.
- Что необходимо сделать перед приёмом лекарства?
2. Полимеры.
3. Пищевая промышленность
- Почему современные продукты остаются свежими в течении длительного времени?
Одной из проблем создания синтетической пищи является придание продукту не только необходимой структуры, но и определенных свойств – запаха, вкуса, цвета и т.д. Эту роль выполняют специальные органические добавки, которые не только справляются с этой задачей, но и улучшают натуральные продукты питания. Такими добавками могут быть как индивидуальные вещества, так и сложная смесь, состоящая из десятков различных органических соединений. Чаще всего это эфирные масла, сложные эфиры, некоторые спирты, альдегиды, кетоны, а также углеводороды. Приведем только некоторые соединения, обладающие соответствующим запахом:
СН3 – СООСН2 – СН2 – СН (СН3)2 изопентилацетат (запах бананов).
С3Н7 – СООС2Н5 этилбутират (запах ананасов).
СН2 = СН – СН2 - S – S – CH2CH = CH2 диаллилдисульфид (запах чеснока).
4. Топливо.
5.Создание синтетических запахов
Этилметанат (этилформиат, муравьиноэтиловый эфир), образующийся из этанола (этилового спирта) и метановой (муравьиной) кислоты. Этот эфир добавляют к некоторым сортам рома, чтобы придать ему характерный аромат.
Изопентилэтанат (изоамилацетат, уксусноизоамиловый эфир) - из 3-метилбутанола-1, то есть изоамилового спирта (Яд!), и этановой кислоты. Эти два эфира в разбавленном растворе имеют запах груш. Они входят в состав фантазийных духов и служат растворителями в лаках для ногтей.
Метилбутанат (метнлбутират, маслянометиловый эфир) - из метанола (метилового спирта) и бутановой (масляной) кислоты. Запах его напоминает ранет.
Этилбутанат (этилбутират; масляноэтиловый эфир) - из этилового спирта и бутановой кислоты. Он имеет характерный запах ананасов.
Пентилбутанат (амилбутират, масляноамиловый эфир) - из пентанола (амилового спирта) и бутановой кислоты (спирт ядовит!).
Изопентилбутанат (изоамилбутират, масляноизоамиловый эфир) - из 3-метилбутанола-1 (изоамилового спирта) и бутановой кислоты (спирт ядовит!). Два последних эфира имеют запах груш.
Пентилбензоат (амилбензоат, бензойноамиловый эфир) и изопентилбензоат (изоамилбензоат, бензойноизоамиловый эфир) пахнут клевером и амброй - своеобразным выделением из пищеварительного тракта кита. Их используют для духов с восточным колоритом.
Для получения этих веществ используют бензойную кислоту амиловым или изоамиловым спиртом (Яд!) в присутствии концентрированной соляной кислоты, потому что в присутствии серной кислоты возможны побочные реакции.
Демонстрационный опыт.
Реакция образования уксусно-этилового эфира. При нагревании ацетатов с этиловым спиртом в присутствии серной кислоты образуется уксусно-этиловый эфир (этилацетат) :
Выполнение реакции. В пробирку вносят 3—5 мл дистиллята и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 1 мл этилового спирта и 2 мл концентрированной серной кислоты, а затем смесь осторожно нагревают на пламени горелки. При наличии ацетатов в дистилляте появляется специфический запах этилацетата.
Этилацетат применяется как компонент фруктовых эссенций.
Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E1504.
6. Отрицательное воздействие.
Вредными химическими элементами могут быть: канцерогены (вещества, вызывающие рак); реагенты, нарушающие гормональный баланс и разрушающие центральную нервную систему; яды, которые влияют на репродуктивную способность .Психотропные препараты, т.е. вещества, оказывающие влияние на психические процессы (на данный момент употребляется более 70 000 реактивов, причем ежегодно на рынок попадает не менее 1 000 новых препаратов; 43% из них вообще не проходило никакой проверки, а полная информация о безопасности того или иного вещества имеется не более чем для 7% реагентов. Сведения о безопасности веществ, входящих в состав чистящих средств доступны не более чем для четверти общего их числа.)
V. Рефлексия. Подведение итогов урока .
С одной стороны, химия, сделавшая все это возможным, кажется настоящим чудом. Но с другой стороны – каждый такой продукт имеет и оборотную сторону. Такая продукция пагубно влияет на состояние здоровья человека в целом. Т.к. с тех пор, как человек начал пользоваться этими «благами», контакт с потенциально токсическими веществами возрос мног
В России зарегистрировано более 20 тысяч лекарственных средств. В этом море лекарств трудно ориентироваться. Лекарства не являются безвредными веществами. Принимать их надо строго по назначению врача, внимательно прочитав инструкцию. Каждому необходимо знать об отрицательном (побочном) действии препаратов на организм человека и уметь принимать меры по решению появившихся проблем. ократно.
VI. Итог урока.
Оценивание учащихся происходит по итогам работы на уроке, подготовке материалов к уроку и работе в малых группах.
VII.Домашнее задание
Синтетические волокна и полимеры.
Анкета:
1. Каковы были Ваши цели перед занятием и насколько их удалось реализовать?
2. Перечислите трудности, с которыми вы столкнулись при изучении темы.
3. Каким образом вы преодолели трудности? За счет чего?
4. Каков главный результат для Вас лично при изучении темы?
5. Что Вам удалось больше всего при изучении темы и почему?
6. Что не понравилось и почему?
7. Опишите динамику Ваших чувств и настроений при изучении темы.
8. Пригодятся ли вам знания, полученные на данном уроке в жизни?
|
