Феликс Хофман и раѓањето на Aспиринот

Една –OH група. Една лабораториска реакција. Еден од најпознатите лекови во историјата.

На 10 август 1897 година, во лабораториите на германската компанија Bayer, хемичарот Феликс Хофман успеал да ја добие ацетилсалицилната киселина во чиста и стабилна форма. На прв поглед, станувало збор за уште една органска синтеза, за една од илјадниците реакции што секојдневно се изведуваат во хемиските лаборатории. Но оваа реакција ќе има последици далеку поголеми од она што можел да го замисли човекот што ја извел. Две години подоцна, соединението ќе биде пуштено во продажба под името Aspirin и постепено ќе стане еден од најпознатите и најупотребуваните лекови во историјата.

Но приказната за Аспиринот не започнува во лабораторијата на Хофман, ниту пак со него. Нејзините корени се многу постари и водат до едно дрво што луѓето го користеле со векови пред да разберат што се случува на молекуларно ниво.

Уште од античко време, кората од врба се користела за ублажување на болка и треска. Растенијата од родот Salix, меѓу кои и белата врба (Salix alba), содржат салицин, природен глукозид кој во организмот се разложува до соединенија што на крајот доведуваат до салицилна киселина. Луѓето не ја знаеле хемијата зад ова дејство, но емпириски знаеле дека врбовата кора помага.

Со развојот на хемијата во XIX век, ова традиционално знаење постепено било претворено во научно знаење. Хемичарите почнале да ги изолираат активните компоненти од растенијата, да ја определуваат нивната структура и да се обидуваат да ги добијат по синтетички пат. Така, лековитото дејство на растението постепено се одвојувало од самото растение и станувало својство на конкретна молекула.

Салицилната киселина била ефикасна против болка и треска, но имала сериозен недостаток: била непријатна за пациентите и можела значително да го иритира желудникот. Токму овој проблем ја насочил хемијата кон една едноставна, но генијална идеја - наместо да се бара сосема нова супстанца, можеби било доволно постојната да се промени.

Уште во 1853 година, францускиот хемичар Шарл Фредерик Жерар (Charles Frédéric Gerhardt) успеал да добие ацетилсалицилна киселина. Неговиот препарат, сепак, бил нечист и нестабилен и не можел да стане практичен лек. Идејата, значи, постоела, но сè уште недостасувала доволно добра лабораториска подготовка за таа да добие медицинско и индустриско значење.

Тука, повеќе од четири децении подоцна, стапува Феликс Хофман. Феликс Хофман бил роден во 1868 година во Лудвигсбург, Германија, во семејство на индустријалец. Студирал фармација и хемија на Универзитетот во Минхен, каде што во 1893 година докторирал со највисоки почести. Во 1894 година се приклучил на истражувачките лаборатории на Bayer во Елберфелд, каде што работел на синтеза и модификација на фармацевтски активни соединенија.

На 10 август 1897 година, Хофман извршил ацетилација на фенолната хидроксилна група на салицилната киселина со оцетен анхидрид. Со оваа реакција добил ацетилсалицилна киселина во форма која била доволно чиста и стабилна за понатамошно испитување.

Хемиски, промената била релативно мала: на молекулата на салицилната киселина ѝ била додадена ацетилна група. Но токму во ова лежи една од најубавите лекции на медицинската хемија - понекогаш не е потребно да се создаде целосно нова молекула за да се добие подобар лек. Доволно е внимателно да се измени постојната структура и со тоа да се променат нејзините физички, хемиски и фармаколошки својства.

Салицилната киселина (бензенски прстен со –COOH и –OH група) напаѓа со својата фенолна –OH група на карбонилниот јаглерод од анхидридот на оцетна киселина.

Нуклеофилен напад: Кислородот од –OH групата на салицилната киселина ги донира електроните кон карбонилниот C-атом на анхидридот. Истовремено се формира тетраедарски интермедијар (преодна состојба).

Формирање на интермедиер: Се создава позитивно наелектризиран интермедиер каде што кислородот од фенолот е врзан, а еден од ацетил-остатоците е привремено поврзан. Елиминација / преуредување: Протонот се пренесува, а потоа се отцепува молекула на оцетна киселина. Електроните се враќаат и се формира естерската врска (–OCOCH3). Краен производ: Се добива ацетилсалицилна киселина (аспирин) – бензенски прстен со –COOH и –OCOCH3 група, заедно со ослободена оцетна киселина.

Новото соединение било подложено на испитувања и покажало потенцијал како аналгетик и антипиретик. Во 1899 година, Bayer го пуштил препаратот на пазарот под името Aspirin.

Името најчесто се поврзува со „A“ од acetyl, „spir“ од Spiraea - род на растенија богат со салицилати - и наставката „-in“, која била вообичаена во тогашното именување на фармацевтски производи.

Така, една супстанца која својата далечна историја ја започнала во врбовата кора, преку органската хемија станала индустриски произведен лек.

Аспиринот не бил единствениот голем погодок

Приказната станува уште поинтересна кога ќе се види што се случувало во истата лабораторија во истото време. Само единаесет дена по синтезата на ацетилсалицилната киселина, на 21 август 1897 година, Хофман повторно применил ацетилација, овојпат на морфинот. Резултатот бил диацетилморфин, соединение кое Bayer подоцна го пласирал под името Heroin.

Во 1898 година, хероинот бил претставуван како фармацевтски препарат, меѓу другото и како средство против кашлица и болка. Во тој период опасностите од зависноста сè уште не биле разбрани на начинот на кој ги разбираме денес. Така, во неверојатен историски парадокс, во истата лабораторија и во интервал од само единаесет дена биле добиени две соединенија кои ќе тргнат во сосема спротивни насоки: едното ќе стане еден од најпознатите лекови во светот, а другото ќе стане еден од најпознатите симболи на разорната моќ на зависноста.

Морфин (лево) се претвора во хероин (десно) со реакција со анхидрид на оцетна киселина при загревање (Δ).Во реакцијата, двете хидроксилни групи (–OH, означени со зелено) на морфинот се ацетилираат, односно се заменуваат со ацетил-групи (–OCOCH₃, означени со сино). Така се добива дијацетилморфин, познат како хероин.

Кој всушност го создал Аспиринот? Тука приказната за Хофман добива уште еден, многу посложен слој. Со децении, официјалната приказна го претставувала Феликс Хофман како пронаоѓач на Аспиринот. Но во 1949 година, Артур Ајхенгрин (Arthur Eichengrün), хемичар и поранешен претпоставен на Хофман во Bayer, објавил своја верзија на настаните.

Ајхенгрин тврдел дека токму тој го иницирал и раководел проектот за развој на нови деривати на салицилната киселина и дека на Хофман му била доверена конкретната лабораториска синтеза. Според неговото сведоштво, Хофман ја извел реакцијата според неговите инструкции, а заслугата за концептот и насоката на истражувањето требало да биде поделена, ако не и во значителна мера припишана, на неговиот раководител. Ова не е само спор околу една научна заслуга. Во приказната е вмешана и историјата на Европа во XX век.

Ајхенгрин бил Евреин и, за време на нацистичкиот режим, бил прогонуван, лишен од професионалниот статус и имот и на крајот интерниран во концентрациониот логор Терезиенштат. Во периодот на нацистичката власт, неговата улога во историјата на Bayer била потиснувана, а официјалната приказна за Аспиринот постепено се концентрирала околу името на Хофман.

По Втората светска војна, Ајхенгрин повторно го поставил прашањето за својата улога. Неговото сведоштво предизвикало историска дебата која, со различен интензитет, продолжува и денес. Дел од историчарите ја прифаќаат неговата верзија како важна корекција на традиционалната приказна, додека други сметаат дека доказите не дозволуваат едноставно да му се одземе заслугата на Хофман.

Затоа, денес е попрецизно да се каже дека Аспиринот не е производ на еден изолиран „генијален момент“, туку резултат на работа во која учествувале повеќе хемичари, претходни истражувања и институционален контекст. Хофман ја извршил клучната синтеза во 1897 година, но прашањето кој ја дал идејата и кој го раководел проектот останува дел од сложената историја на откритието.

Историјата на Аспиринот всушност прекрасно го покажува начинот на кој науката напредува. Таа не започнува со празен лист, туку со акумулирано човечко искуство. Прво постои народното знаење дека врбовата кора ја намалува болката; потоа хемијата го открива салицинот и салицилната киселина; органската синтеза се обидува да ја подобри нивната употребливост; а индустриската фармација на крајот го претвора лабораториското соединение во лек достапен за милиони луѓе.

Од Salix alba до ацетилсалицилна киселина. Од врбова кора до лабораториски кристал. Од традиционално искуство до модерна фармакологија.

И можеби токму затоа Аспиринот е повеќе од обичен лек. Тој е своевидна хемиска временска капсула: во неговата приказна се среќаваат древното знаење за лековитите растенија, развојот на органската хемија, раѓањето на индустриската фармација, огромниот успех на Bayer, трагедиите на нацистичка Европа и вечната човечка борба околу тоа кому му припаѓа заслугата за едно големо откритие.

А зад сето тоа стои една навидум мала хемиска интервенција - промена на една –OH група. Понекогаш токму така изгледаат големите пресврти во науката: огромна промена во светот, скриена во мала промена на една молекула.