ქეთევან კუპატაძე
მოიფიქრეს… გააკეთეს…
1897 წლის 10 აგვისტოს ახალგაზრდა გერმანელმა ქიმიკოსმა ფელიქს ჰოფმანმა გააკეთა აღმოჩენა, რომელმაც მედიცინაში ნამდვილი ფურორი მოახდინა: დაასინთეზა აცეტილსალიცილის მჟავა – ასპირინი, უნიკალური წამალი, პანაცეა.
ასპირინამდე თითქმის ყველა დაავადებას „სიცხეს“ უწოდებდნენ და ბალახებით და სისხლის გამოშვებით მკურნალობდნენ. მაგალითად, ძველ ეგვიპტეში მირტის (ლათ. Mȳrtus) ფოთლების ნახარშს სიცხის დამწევად იყენებდნენ. ჰიპოკრატე ტირიფის ქერქის ნახარშს ანიჭებდა უპირატესობას. ამ მცენარეებში შემავალ აქტიურ ნივთიერებებზე წარმოდგენა არავის ჰქონდა. უბრალოდ, გამოცდილებით იცოდნენ, რომ სიცხისა და ტკივილების დროს ადამიანს შვებას ჰგვრიდა.
ასპირინის შექმნის შემდეგ ჰოფმანი გერმანიაში, ფაქტობრივად, ნაციონალურ გმირად იქცა, რომელმაც მსოფლიო სიცხისა და ტკივილისგან იხსნა. 1949 წელს კი ერთ-ერთ სამედიცინო ჟურნალში გამოქვეყნდა არტურ ეიჰერგრინის სტატია, რომელმაც ჰოფმანი საჯაროდ დაადანაშაულა მეცნიერული აღმოჩენის მითვისებაში.
„ბაიერისა და კომპანიის“ ლაბორატორიაში 1897 წელს მართლაც დაასინთეზეს ასპირინი. იმხანად იქ სამი მეცნიერი მუშაობდა: თავად ჰოფმანი, არტურ ეიჰერგრინი და ლაბორატორიის ხელმძღვანელი კარლ დუისბერგი.
წამლის აღმოჩენის ორი ვერსია არსებობს – ოფიციალური და ალტერნატიული.
ოფიციალური ვერსია: ფელიქს ჰოფმანი 1868 წელს ლუდვიგსბურგში დაიბადა. ბრწყინვალედ დაამთავრა სკოლა და მიუნხენის უნივერსიტეტი, 25 წლისამ ქიმიაში საკანდიდატო დისერტაციაც დაიცვა და 1894 წელს „ბაიერში“ დაიწყო მუშაობა. აქ ლაქ-საღებავებს აწარმოებდნენ, რასაც საკმაოდ კარგი მოგება მოჰქონდა და თანხის ნაწილით ფარმაკოლოგიური კვლევებიც ფინანსდებოდა.
კარლ დუისბერგი ახალი ნივთიერებების სინთეზს და მათ გამოცდას ხელმძღვანელობდა. ჰოფმანიც სწორედ მასთან მოხვდა სამუშაოდ. ლაბორატორიის მიზანი ეფექტური და იაფი ტკივილგამაყუჩებელი საშუალების შექმნა იყო. ძლიერ ანალგეტიკებს უკვე იცნობდნენ, თუმცა მათ მცენარეული მასალისგან იღებდნენ და საკმაოდ ძვირი ჯდებოდა. გარდა ამისა, სალიცილის მჟავას მძიმე გვერდითი ეფექტებიც ჰქონდა. ახალი წამლის სინთეზი ჰოფმანს დაავალეს. ლაბორატორიაში მან უამრავი ექსპერიმენტი ჩაატარა სალიცილის მჟავასა და სხვა ტკივილგამაყუჩებლებზე. შედეგმაც არ დააყოვნა – ჰოფმანმა აცეტილსალიცილის მჟავა მიიღო. ფხვნილის პირველი ულუფა მან მამას წაუღო, რომელსაც სახსრების ტკივილი ტანჯავდა. დალევის შემდეგ ტკივილმა გაიარა.
მცირე ხნით ადრე, 1763 წელს, მღვდელმა ედუარდ სტოუნმა, რომელიც ჩიპინგ ნორტონის ექიმი იყო, აღმოაჩინა, რომ ტირიფის ქერქის ნახარში სიცხეს დაბლა სწევდა. ამის შესახებ ლონდონის სამეფო საზოგადოებაში მოხსენებაც წაიკითხა. ქიმიკოსებმა კი ტირიფის ქერქიდან აქტიური ნივთიერებები მხოლოდ 70 წლის შემდეგ გამოყვეს. ეს მიუნხენის უნივერსიტეტის პროფესორმა იოჰან ბიუხნერმა გააკეთა. მიღებულ ნივთიერებას მან სალიცინი უწოდა (ლათინური სიტყვისგან „სალიც“ – ტირიფი).
ალტერნატიული ვერსია: არტურ ეიჰერგრინი 1867 წელს დაიბადა მდიდარი ებრაელის ოჯახში. მანაც, ჰოფმანის მსგავსად, სკოლა და უნივერსიტეტი ბრწყინვალედ დაამთავრა და 23 წლისა ქიმიის დოქტორი გახდა. 1897 წელს „ბაიერმა“ მასაც შესთავაზა დუისბერგის ლაბორატორიაში მუშაობა. 1897 წლის აპრილში ეიჰერგრინმა ჰოფმანს სალიცილის მჟავას აცეტილირების რეაქციის ჩატარება დაავალა. ჰოფმანმა დავალება შეასრულა და კოლეგას პროცესის დეტალური ტექნიკური აღწერაც მიაწოდა. აგვისტოში კი არტურ ეიჰერგრინმა აცეტილსალიცილის მჟავას პირველი ულუფა მიიღო და ლაბორატორიის ხელმძღვანელს მიმართა ნებართვისთვის, რომ მიღებულ ნივთიერებაზე კლინიკური დაკვირვება დაწყებულიყო. დუისბურგმა წამლის ადამიანებზე გამოცდა აუკრძალა.
რთულია მთელ ამ ამბავში ტყუილ-მართლის გარჩევა, თუმცა ქიმიის კლუბისთვის შესანიშნავი იდეაა, პირიქით მოვიქცეთ და მზა, აფთიაქში ნაყიდი ასპირინიდან მეთილსალიცილატი მივიღოთ. ისიც არ დავივიწყოთ, რომ ქვემოთ მოყვანილი ცდა დაწერილია რობერტ ბრიუს თომსონის წიგნის „All Lab, No Lecture“ მიხედვით.
ნებისმიერ სინთეზამდე თეორიული გამოსავლიანობის გამოანგარიშებაა საჭირო. ჩვენს შემთხვევაში ჭარბ ეთანოლთან 13 გ ასპირინი შევა რეაქციაში, რათა წარმოიქმნას მეთილსალიცილატი. ასპირინის მოლური მასა ფორმულის მიხედვით 180.160გ/მოლია. თქვენ მიერ აღებული ასპირინის რეალური მასის მიხედვით იანგარიშეთ ასპირინის მოლების რაოდენობა, რომელიც რეაქციაში შევა და ჩაინიშნეთ. ერთი მოლი სალიცილის მჟავა ურთიერთქმედებს ერთ მოლ მეთანოლთან და ერთ მოლ მეთილსალიცილატს წარმოქმნის. ერთი მოლი ასპირინი ურთიერთქმედებს ორ მოლ მეთანოლთან და წარმოქმნის ერთ მოლ მეთილაცეტატს ერთ მოლ მეთილსალიცილატთან ერთად. ფორმულის მიხედვით, მეთილსალიცილატის მასაა 152.1494გ/მოლი. იანგარიშეთ მეთილსალიცილატის თეორიული გამოსავალი გრამებში და მიღებული სიდიდე ჩაინიშნეთ. მეთილსალიცილატის სიმკვრივეა 1.1825გ/მლ. სიმკვრივისა და თეორიული გამოსავლის გამოყენებით იანგარიშეთ მეთილსალიცილატის თეორიული გამოსავალი მლ-ებში და შედეგი ჩაინიშნეთ.
ნაწილი #1: მეთილსალიცილატის სინთეზი
60მლ მეთანოლი ჩაასხით 125მლ ერლენმეიერის კოლბაში. დაამატეთ 13გ ასპირინი და კარგად მოურიეთ, რომ ასპირინი გაიხსნას. ასპირინის აბები შეიცავს არააქტიურ ინგრედიენტებს, რომლებიც შესაძლოა ბოლომდე ვერ გაიხსნას ეთანოლში და ამას ყურადღება არ მიაქციოთ. სარეაქციო არეს დაამატეთ 10მლ კონცენტრირებული გოგირდმჟავა და კარგად მოურიეთ. კოლბა ისე დაამაგრეთ შტატივზე, რომ 60 გრადუსამდე გაცხელებულ წყლის აბაზანაში ნაწილობრივ ჩაუშვათ. ერთი საათი აცადეთ რეაქციას წარმართვა. დროდადრო მოურიეთ. მეთილსალიცილატის წარმოქმნას სპეციფიკური სუნით მიხვდებით. სარეაქციო არის დონე დაიწევს მეთანოლის აორთქლების გამო, ამიტომ, საჭიროებისამებრ, შეგიძლიათ დაამატოთ, ისევე როგორც წყალი წყლის აბაზანაში.
ერთი საათის შემდეგ ეთანოლის დამატება შეწყვიტეთ. სარეაქციო არეს მიეცით დუღილის საშუალება, რომლის დროსაც დარჩენილი მეთანოლი აორთქლდება. ამოიღეთ ჭურჭელი აბაზანიდან და გააცივეთ.
ნაწილი #2: მიღებული პროდუქტის გამოყოფა და გასუფთავება
სარეაქციო არეში არსებული ყავისფერი სითხე არის რთული ხსნარი, რომელიც შეიცავს მეთანოლს, მეთილსალიცილატს, გოგირდმჟავას, რეაქციაში შეუსვლელ ასპირინის ნაწილს და სხვა მინარევებს. მეთილსალიცილატი თავისუფლად იხსნება მეთანოლსა და ძალიან ცოტა წყალში.
მოათავსეთ სარეაქციო არეში არსებული სითხე გამყოფ ძაბრში. ძაბრში ჩაასხით 50 მლ ყინულივით ცივი წყალი. ძაბრი ჩაკეტეთ და შიგთავსი 30 წამის განმავლობაში ანჯღრიეთ. აცადეთ ძაბრის შიგნით არსებულ სითხეს ორ ფენად გაყოფა. წყლის ფენა შეიცავს გოგირდმჟავას და წყალში ხსნად მინარევებს. წყლის ფენა ჩამოცალეთ 250მლ-იან ჭიქაში. იგივე გაუკეთეთ ძაბრში დარჩენილ მასას, ანუ დაამატეთ წყალი და წყლის ფენა ჩამოცალეთ.
დაამატეთ 50მლ ნატრიუმის ბიკარბონატის ხსნარი გამყოფ ძაბრს. ანჯღრიეთ 30 წამის განმავლობაში. კვლავ დაელოდეთ გამყოფ ძაბრში ხსნარის ორ ფენად გაყოფას. წყლიანი ფენა შეიცავს ნატრიუმის ბიკარბონატის ჭარბ რაოდენობას და ნატრიუმის სულფატის მცირე რაოდენობას, რომელიც გოგირდმჟავასთან რეაქციით წარმოიქმნება. წყლიანი ფენა ჩამოცალეთ 250მლ-იან ქიმიურ ჭიქაში. მეორე ფენა ნედლ მეთილსალიცილატს შეიცავს.
ნაწილი #3: მიღებული პროდუქტის სიმკვრივისა და გაყინვის წერტილის განსაზღვრა
მიღებული პროდუქტი რამდენიმე მილილიტრი ნახევრად სუფთა მეთილსალიცილატია. დისტილაციის მეშვეობით ნედლი პროდუქტის გასუფთავება შესაძლებელია, მაგრამ თუ შესაბამისი აღჭურვილობა ლაბორატორიაში არ არის, მაშინ შეიძლება პირდაპირ მიღებულუ პროდუქტის კვლევა დავიწყოთ.
ცნობილია, რომ სუფთა მეთილსალიცილატის სიმკვრივე 1.1825გ/მლ-ია. მიღებული პროდუქტის სიმკვრივის განსაზღვრით წარმოდგენა შეგვექმნება მის სისუფთავეზე, თუმცა ეს საკმარისი არ იქნება, რადგან მიღებული პროდუქტის სიმკვრივე თუნდაც 1.1825გ/მლ-ს უახლოვდებოდეს, შეიძლება ვივარაუდოთ მინარევების არსებობა, რომელთა სიკვრივეც ზემოთ მოყვანილ სიდიდესთან ახლოს იქნება.
გაყინვის წერტილის განსაზღვრა გაცილებით უკეთეს ინფორმაციას მოგვაწვდის მიღებული პროდუქტის სისუფთავეზე. სუფთა მეთილსალიცილატი იყინება -8.30C ტემპერატურაზე.
აწონეთ მშრალი 50 მლ-იანი ქიმიური ჭიქა და ჩაინიშნეთ მისი წონა. აიღეთ პიპეტით მიღებული პროდუქტის 10 მლ და ჩაასხით ჭიქაში. ჭიქა კვლავ აწონეთ, ახლა პროდუქტიანი წონა ჩაინიშნეთ. პროდუქტიანი ჭიქის მასას გამოაკლეთ ცარიელი ჭიქის მასა და ჩაინიშნეთ.
მიღებული პროდუქტის დარჩენილი ნაწილი მოათავსეთ სინჯარაში. ჩაუშვით სინჯარა ყინულიან აბაზანაში. გამოიყენეთ თერმომეტრი. როდესაც თერმომეტრზე ნული გრადუსი დაფიქსირდება, შეამოწმეთ სინჯარის შიგთავსი – დაიწყო თუ არა კრისტალებმა წარმოქმნა. ჩაინიშნეთ ტემპერატურა, რომელზეც კრისტალებმა ფორმირება დაიწყო. გააგრძელეთ გაყინვა, სანამ ნიმუში მთლიანად არ გაიყინება და ჩაინიშნეთ ეს ტემპერატურაც.
ამოიღეთ ყინულიდან სინჯარა და აცალეთ გალღობა ოთახის ტემპერატურაზე. ჩაინიშნეთ ტემპერატურა, რომელზეც გაყინული კრისტალები ლღობას დაიწყებს. ბოლოს კი ჩაინიშნეთ ის ტემპერატურა, რომელზეც ნიმუში კვლავ თხევად მდგომარეობას დაუბრუნდება.
წერილის თავში მოთხრობილ ამბავს თუ დავუბრუნდებით, სულაც არ არის საინტერესო, ვის მხარეზეა სიმართლე და ვის ეკუთვნის ასპირინის სინთეზის პატივი. მთავარია, მოიფიქრეს, გააკეთეს და ადამიანებს ტკივილი შეუმსუბუქეს.
