Die Entwicklung von Aspirin

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Die Geschichte der Acetylsalicylsäure
2.1 Von der Weidenrinde zum Aspirin:
2.2 Namensgebung des Aspirins

3 Chemische Struktur des Wirkstoffes Acetylsalicylsäure
3.1 Aufbau und Ausgangsstoffe des Wirkstoffes
3.1.1 Salicylsäure
3.1.2 Essigsäure
3.1.3 Essigsäureanhydrid
3.2 Synthese von der Acetylsalicylsäure

4 Wirkungsweisen der Acetylsalicylsäure
4.1 Entstehung von Schmerzen
4.2 An dem Wirkmechanismus beteiligte Stoffe
4.2.1 Arachidonsäure
4.2.2 Prostaglandine
4.2.3 Thromboxan
4.2.4 Cyclooxygenase(COX)
4.3 Wirkmechanismus nach Vane

5 Anwendung des Aspirins
5.1 Dosierung
5.2 Vorbeugen mit Aspirin
5.3 Nebenwirkungen

6 Verschiedene Arten des Aspirins
6.1 Alternativen zu Aspirin

7 Fazit

8 Quellen
8.1 Literaturverzeichnis
8.2 ZeitscJa sorry sorry irgendwie der der der die als was bist du ja hriftenartikel:
8.3 Internetquellen
8.4 Bildquellen:

9 Anhang

Einleitung

Seit Urzeiten versuchen Menschen, Krankheiten mithilfe von Arzneimitteln zu behandeln.

Heutzutage kennen viele das in der Apotheke verkäufliche Aspirin oder sein Wirkstoff, die Acetylsalicylsäure (im Folgenden abgekürzt mit ASS).

Vor 122 Jahren brachte der Pharmakonzern Bayer das weltweit erste ASS-Präparat auf den Markt, welches über die Jahre immer weiterentwickelt wurde. Außer der Tatsache, dass es bei Kopf- oder Gliederschmerzen Linderung bewirkt und daher bei vielen zu Hause seinen Platz findet, wissen und wussten die Verbraucher kaum etwas über das Mittel.¹

Heute gibt es neben „Aspirin“ außerdem „Aspirin Effect“, „Aspirin Complex“, „Aspirin Protect“ und viele weitere Kombinationen dieses Medikaments. Daran lässt sich erkennen, wie weitläufig und fortgeschritten die Forschungen mit diesem Wirkstoff sind. Darüber hinaus wachsen auch die Intentionen der Forscher immer bessere Heilmittel zu entwickeln und unser Alltagsleben zu verbessern. Aber diese Vielfalt ist nicht ganz ungefährlich, denn es gibt kaum Arzneimittel ohne Nebenwirkungen.

Um so wichtiger ist es zu erfahren wie die ASS aufgebaut ist, wie der Wirkstoff funktioniert und welche Nebenwirkungen die Substanz im Verhältnis zu ihrer Heilfähigkeit besitzt.

Es stellt sich die Frage, ob ASS als das Wundermittel gelten kann, wie es über das Präparat behauptet wurde.

Die Geschichte der Acetylsalicylsäure

Die Geschichte des Arzneimittels „Aspirin“ ist auf einen langen Prozess der Entwicklung zurückzuführen, da das Medikament schon über 100 Jahre auf dem Markt verkäuflich ist. Im Folgenden soll erläutert werden, worin der Wirkstoff seinen Ursprung hat und wer die ASS entdeckt hat. Darüber hinaus werden auch weitere Fakten zur Entstehungsgeschichte dargelegt.

Von der Weidenrinde zum Aspirin

Bevor es zur Entwicklung der ASS kam, gab es eine Substanz in der Natur, die ähnliche Wirkungen hat. Hierbei handelt es sich um die Weidenrinde auch Salicis Cortex genannt. Cortex bedeutet „Baumrinde“, während Salicis „der Weide“ bedeutet.² Heutzutage wird die Weidenrinde auch als „natürliches Aspirin“ bezeichnet.³

Schon die alten Ägypter wussten, dass die Rinde und die Blätter des Weidenbaums sich gut zur Linderung von Schmerzen eignen und auch die Anzeichen von Fieber mindern.⁴

Das liegt vor allem daran, dass die Weidenrinde einen großen Anteil an Salicylaten aufweist, diese gehören zu der Gruppe der Pflanzenstoffe zu denen auch Salicin und Salicortin zugehören. Hierbei ist Salicin der Stoff, welcher eine ähnliche Wirkung aufweist, wie der Wirkstoff des Aspirins; somit ist das der Inhaltsstoff der Weidenrinde, welcher zur Verbesserung der Schmerzen beiträgt. Vor allem durch das Kochen der Weidenbaumrinde konnten diese Extrakte gewonnen und zu den aufgeführten Heilzwecken verwendet werden.⁵

Salicin wird in unserem Darm aufgespalten und reagiert zu Salicylalkohol und Glukose.⁶ Erst ab diesem Vorgang kann die Substanz schmerzlindernd und fiebersenkend wirken. Der einzige Nachteil ist, dass die Salicylsäure ungenießbar ist und sehr leicht Magenbeschwerden verursacht.⁷

Am 10. August des Jahre 1887 gelang es einem Chemiker der Friedrich Bayer & Co. in Wuppertal, ASS in einer reinen Form herzustellen. Dass das daraus resultierende Medikament eines der erfolgreichsten der Welt werden würde, ahnte man damals nicht.

Der Chemiker, um den es sich hier handelt ist Felix Hoffman. Als Sohn des Fabrikanten Reinhold Hoffmann wurde er am 21. Januar 1868 in Ludwigsburg geboren. Nach seiner Schulzeit erlernte Hoffmann die Pharmazie und war in unterschiedlichen Apotheken tätig. Dies genügte Hoffmann nicht und er vertiefte sein Wissen mit einem weiteren Studium in Chemie, welches er 1891 an der Münchener Universität abgeschlossen hat.⁸

Was der Bayer-Chemiker in seinem Laboratorium zusammengebraut hat, war keines Wegs ein Zufallsprodukt und ging nicht auf einen Auftrag der Firma Bayer zurück.

Sein Anlass hierzu war die rheumatische Erkrankung seines Vaters, welcher die Salicylsäure nicht gut vertrug, weil diese eine äußerst übelschmeckende Substanz ist. Man versuchte diese mit Natrium zu verbessern, kam aber nicht zum Erfolg. Darüber hinaus verursachte dieses Natriumsalicylat-Präparat unangenehme Nebenwirkungen bei den Behandelten, beispielsweise Brechreiz und Übelkeit. Aus diesen Gründen konnte eine lang andauernde Behandlung mit dieser starken Säure nicht empfohlen werden. Deshalb hatte Hoffman sich das Ziel gesetzt ein Präparat zu finden, welches verträglicher und angenehmer einzunehmen wäre und damit seinem Vater zu helfen.⁹

Hoffmann war aber nicht der erste Chemiker, der es geschafft hat, die ASS herzustellen. Ein Franzose namens Charles Frederic Gerhardt stieß 44 Jahre vor Hoffmann auf die ASS. Dieser Chemiker synthetisierte die Säure in dem er Natriumsalicylat (das Natriumsalz der Salicylsäure) mit Acetylchlorid (Essigsäurechlorid¹⁰ ) mischte. Wegen der nicht gegebenen Reinheit war diese ASS jedoch nicht nutzbar. Aus diesem Grund ist Gerhardt in Vergessenheit geraten.¹¹

Über Hoffmanns gelungene Synthese hörte man zu Anfang nur Positives. So berichtete beispielsweise der Oberarzt Kurt Witthauer, dass das Mittel in seiner Beeinflussung der Schmerzen, der Schwellungen und des Fiebers nie versagte.¹² Zusätzlich bezeichnete die „New York Times“ den Wirkstoff in einem Artikel als „ The Wonder Drug That Nobody Understands“.¹³

Des Weiteren waren die Nebenwirkungen nicht so stark ausgeprägt wie bei dem Natriumsalicylat-Präparat, denn offenbar blieb die im Aspirin enthaltene Salicylsäure länger im Organismus als die der vorherigen Präparate.

Allerdings sind in dieser Begeisterungswelle die Nebenwirkungen des „Aspirins“ untergegangen, denn auch ASS konnte die Magenschleimhaut reizen, dazu später mehr (siehe.Kap.5).

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Hoffmann eine Entdeckung gemacht hat, deren Folgen man sich aus der heutigen Zeit nicht mehr wegdenken könnte, denn Aspirin ist weltweit ein Synonym für Schmerzmittel und ist in mehr als 90 Ländern der Erde erhältlich.¹⁴

Namensgebung des Aspirins

Es kommt nicht selten vor, dass sich die Pharmazeuten Phantasie- oder Kunstnamen für ihre Arzneimittel ausdenken. Da das Patent der Firma Bayer in Deutschland verweigert wurde, schützte sich das Pharmaunternehmen, indem es Hoffmanns „Entdeckung“ unter einem Phantasienamen als Warenzeichen kenntlich machte. Die Herleitung des Markennamens entstand so: Der Buchstabe A wurde von dem Begriff Acetyl genommen und die Silbe „spir“ von der Spirsäure. Dies ist eine andere Bezeichnung für die Salicylsäure, die aber in diesem Fall aus der Spirstaude (Spiraea ulmaria) gewonnen wird. Die Endsilbe „in“ ist eine geläufige Endung für Medikamente.

Es ergibt sich der Markenname „A(cetyl)-spir(säure)-in“.¹⁵

Chemische Struktur des Wirkstoffes Acetylsalicylsäure Allgemein ist die ASS eine kristalline, weiße Substanz mit der Summenformel C9H8O4.¹⁶

ASS schmeckt leicht säuerlich und weist keinen oder nur einen schwachen Geruch auf. Der Wirkstoff ist schlecht in Wasser löslich, jedoch besteht eine gute Löslichkeit in Ethanol. Die Schmelztemperatur liegt bei etwa 134-136° Celsius und der Siedepunkt bei ungefähr 140° Celsius.¹⁷

Aufbau und Ausgangsstoffe des Wirkstoffes

Die chemischen Bausteine von der ASS sind Salicyl- und Essigsäure, beziehungsweise Essigsäureanhydrid. Es folgen die wichtigsten Fakten zu den einzelnen Bausteinen der ASS.

Salicylsäure

Wie oben schon aufgeführt, ist die Salicylsäure auch unter dem Namen Spirsäure bekannt, da sie unter anderem aus dem Saft der Spirstraude gewonnen werden kann. Chemikern ist eher der Name 2-Hydroxybenzencarbonsäure geläufig. Nebenbei findet man die Salicylsäure in Salben, Pflastern oder ähnlichem. Diese hilft besonders gut gegen Akne, Hühneraugen und Warzen. Auch als pflanzliches Hormon ist sie zu finden und ist für die pflanzliche Abwehr von großer Bedeutung.¹⁸

Die Salicylsäure ist ein farbloses Pulver mit der Summenformel C7H6O3. Sie hat eine molare Masse von 228,25 g/mol und ist in Wasser nur sehr schwer löslich. In Ethanol, Aceton und Ether dagegen ist die Löslichkeit recht hoch. Zudem hat die Salicylsäure einen Benzolring. Dieser Ringe ist ein wichtiger Baustein der aromatischen Kohlenwasserstoffe, welcher zyklisch im Molekül mit konjugierten Doppelbindungen angeordnet sind. In der Salicylsäure sind an diesen eine Carboxy- sowie eine Hydroxygruppe gebunden.¹⁹

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Abb.1: Strukturformel Salicylsäure)

Essigsäure

Essigsäure gehört zu den wichtigsten Konservierungsstoffen in unseren Lebensmitteln und wird in Lebensmitteln als Zusatzstoff mit der Nummer E260 gekennzeichnet.²⁰ Chemisch gesehen ist die Essigsäure, auch Ethansäure genannt, eine flüssige, farblose, ätzende und stark nach Essig riechende Carbonsäure. Diese schwache Säure hat die Summenformel C2H4O2. Um die Wirksamkeit als Säure kenntlich zu machen, schreibt man die Summenformel auch als CH3-COOH. Der Aufbau sieht folgendermaßen aus: Das Molekül der Essigsäure besitzt zwei Kohlenstoff-Atome, die mit einer Einfachbindung miteinander verbunden sind. Wie auch bei allen anderen Carbonsäuren liegt die funktionelle Gruppe als Carboxygruppe vor. Das heißt, dass das Carboxykohlenstoffatom ein doppeltgebundenes Sauerstoffatom und eine einfach gebundene Hydroxygruppe trägt.²¹

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Abb.2: Strukturformel Essigsäure)

Essigsäureanhydrid

Essigsäureanhydrid oder auch Acetanhydrid genannt, ist eine chemische Verbindung mit der Summenformel C4H6O3. Allgemein gehört die Essigsäureanhydrid-Verbindung zu der Gruppe der Säureanhydride. Durch die Kondensation zweier Essigsäuremoleküle entsteht das Essigsäureanhydrid, hierbei verbinden sich die Carboxygruppen der beiden Moleküle unter Eliminierung von Wasser (H2O). Als Eliminierung bezeichnet man einen Reaktionsmechanismus, welcher in der organischen Chemie bei der Abspaltung von Wasser verwendet wird.

Allgemein werden rund eine Millionen Tonnen Essigsäureanhydrid pro Jahr produziert, um beispielsweise in der Herstellung von ASS oder Heroin verwendet werden zu können. Darüber hinaus ist Essigsäureanhydrid sehr wichtig für die Umsetzung von Alkoholen zu Acetaten. Solche Reaktionen finden auch bei uns im Körper statt, wenn Alkohol abgebaut werden muss.

Also hat auch bei uns im Körper Essigsäureanhydrid seinen Platz.²²

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Abb.3: Strukturformel Essigsäureanhydrid)

Synthese von der Acetylsalicylsäure

Die Herstellung der ASS erfolgt durch das Erhitzen der Salicylsäure mit Essigsäure. Hierbei werden fünf Tropfen 95%-Schwefelsäure hinzugegeben, damit eine Reaktion in Gange gesetzt wird. In diesem Fall fungiert die Schwefelsäure als Katalysator.²³

Zur Durchführung im Schullabor wurde Essigsäureanhydrid statt der Essigsäure verwendet, weil das Anhydrid reaktiver ist.²⁴

Diese Reaktion von der Salicylsäure zur ASS ist eine grundlegende chemische Synthesereaktion, eine Veresterung. Dabei reagiert ein Alkohol oder ein Phenol mit einer Säure zu einem Ester. Auch in unserem alltäglichen Leben lassen sich Ester finden. Unter anderem gehören Aromastoffe, Bienenwachs, Öle und Konservierungsmittel zur Gruppe der Ester.²⁵

Die Reaktion zwischen den beiden Säuren erfolgt, indem sich von der Hydroxygruppe der Salicylsäure sich das Wasserstoff-Atom löst und sich an die Carboxygruppe der Essigsäure bindet. Daraufhin verbindet sich das partiell positiv geladene Kohlenstoff-Atom der Essigsäure mit der Hydroxygruppe der Salicylsäure durch eine Esterbindung.²⁶

Wie schon in Kap.3.1.3 aufgeführt entsteht ein Wasser-Molekül, welches eliminiert wird. Darauf folgt die Entstehung von ASS. Am Ende der Synthese liegen Essigsäure und ASS vor.²⁷ Diese Synthese habe ich in dem Schullabor durchgeführt und kann bestätigen, dass sich eine klare kristalline Substanz bildet.²⁸

Allgemein produziert Bayer pro Jahr rund 50.000 Tonnen ASS. Das ergibt in Tablettenform eine Strecke von der Erde bis zum Mond und wieder zurück. Die beschriebene Synthese des Ausgangsprodukts Salicylsäure erfolgt bei der industriellen Herstellung genau wie aufgerührt. Die Geräte, mit denen ASS synthetisiert wird, sind allerdings um einiges größer, als die im Schullabor und auch um ein Vielfaches sauberer, um die Reinheit zu gewährleisten, sodass es wirklich für die Medikamentenherstellung angewendet werden kann.²⁹

Wirkungsweisen der Acetylsalicylsäure

In erster Linie verspricht ASS uns in erster Linie eine Senkung des Fiebers und eine Linderung von Schmerzen. Früher wurde es von Ärzten verordnet, ohne dass diese genau wussten, wie die Substanz eigentlich wirkt, denn wichtig war nur, dass sie wirkte. Erst in den siebziger Jahren hat der britische Pharmakologe Sir John R. Vane einen Teil des Geheimnisses gelüftet, der 1982 für diese Erkenntnis den Nobelpreis für Medizin erhielt. ASS hemmt die Synthese von bestimmten Botenstoffen im Körper, welche zur Entstehung von Schmerzen, Fieber und Entzündungen beitragen.³⁰

Bezüglich der Frage, ob ASS als ein Wundermittel galt, drückte der Pharmakologe seine Begeisterung von ASS aus, indem er sagte: „Kein Arzneimittel auf dieser Welt hat eine so faszinierendende und rekordträchtige Geschichte - eine Entwicklung, die noch nicht zu Ende ist“.³¹

Im Folgenden wird der von Vane entdeckte Wirkmechanismus von ASS erläutert; in diesem Zusammenhang auch, wie überhaupt Schmerzen entstehen, um den Wirkmechanismus der dahinter steckt besser verstehen zu können.

Entstehung von Schmerzen

Schmerzen warnen den Menschen vor möglichen Gefahren. Ohne Schmerzen wären wir nicht in der Lage Verletzungen wahrzunehmen. Fraglich ist, wie Schmerzen entstehen und was haben sie mit der ASS zu tun?

Schmerzen entstehen durch die Reizung von Nervenfasern, an deren Enden Schmerzrezeptoren sitzen. Von diesen ausgehend wird die Schmerzinformation in Form von elektrischen Strömen bis zum Rückenmark und dann weiter an das Gehirn geleitet³². Dort findet in den verschiedenen Hirnregionen die Auswertung des Warnsignals statt. Rückenmark und Gehirn bilden das zentrale Nervensystem. Die Rezeptoren können unterschiedliche Arten von Reizen wahrnehmen, zum Beispiel Temperatur, Druck und Vibration. Diese Reize müssen stark ausgeprägt sein, damit die Erregung weitergeleitet wird. Es gibt bestimmte Stoffe, die die Funktion von den Schmerzrezeptoren beeinflussen können, die sogenannten Schmerzmeditatoren. Zu diesen gehören Histamin, Serotonin und Prostaglandin (vgl.Kap.4.2). Zudem setzen beschädigte Zellen in dem Bereich, wo wir uns verletzt haben, Arachidonsäure frei. Eine Fettsäure, die in den Zellmembranen enthalten ist. Unter Einwirkung des Enzyms Cyclooxygenase werden daraus sehr schnell Prostaglandine gebildet. Die gebildeten Prostaglandine steigern die Empfindlichkeit der Schmerzrezeptoren an den Nervenfasern und verstärken so die Weiterleitung der Schmerzimpulse an das Gehirn.³³

An diesem Punkt verspüren wir den Schmerzreiz und wollen ihn möglichst zügig bekämpfen.

An dem Wirkmechanismus beteiligte Stoffe

Um die Grundlage der Wirkung von ASS verstehen zu können, müssen die an der Biosynthese beteiligten Stoffe genauer betrachtet werden.

Arachidonsäure

Arachidonsäure ist eine Fettsäure, die bei Schmerzempfinden freigesetzt wird. Sie erfüllt eine wichtige biologische Funktion, indem sie den Ausgangspunkt für die Synthese von Prostaglandin H2 bildet. Aus diesem werden Thromboxane und andere Formen von den Prostaglandinen synthetisiert.³⁴

Wenn die Arachidonsäure vermehrt im Körper produziert wird, kann es zu einer Förderung von entzündlichen Krankheiten kommen, zum Beispiel Gelenk-Entzündungen.³⁵

[...]

---

¹ (vgl.) www.bayer.de, (30.04.2018)

² (vgl.) Schmidt, K. & Zerbst, M. (1997), S. 9 ff.

³ (vgl.) www.pharmazeutische-zeitung.de , (19.02.2007)

⁴ (vgl.) Schmidt, K.& Zerbst, M. (1997), S. 12.

⁵ (vgl.) www.pharmazeutische-zeitung.de, (19.02.2007)

⁶ (vgl.) www.weidenrinde.info , (2020)

⁷ (vgl.) www.pharmazeutische-zeitung.de , (19.02.2007)

⁸ (vgl.) www.bayer.de, (30.04.2018)

⁹ (vgl.) Schmidt, K. & Zerbst, M. (1997), S. 13

¹⁰ (vgl.) www.chemie-schule.de , (2020)

¹¹ (vgl.) www.br.de , (09.08.2017)

¹² (vgl.) Schmidt, K. & Zerbst, M. (1997), S.13

¹³ (vgl.) www.bayer.de ,(18.07.2019)

¹⁴ (vgl.) www.research.bayer.de , (2011)

¹⁵ (vgl.) Schmidt, K. & Zerbst, M. (1997), S.14

¹⁶ Siehe Anhang III.)

¹⁷ (vgl.) www.pharmawiki.ch, (13.12.2019)

¹⁸ (vgl.) www.medikamente-per-klick.de, (13.08.2019)

¹⁹ (vgl.) www.chemie.de

²⁰ (vgl.) Hrsg: Kemnitz, E & Simon, R. (2020), S. 323, 364

²¹ (vgl.) www.lernhelfer.de

²² (vgl.) www.chemie.de

²³ (vgl.) www.pharmawiki.ch

²⁴ (vgl.) www.chemie-schule.de

²⁵ (vgl.) www.research.bayer.de, (2011)

²⁶ (vgl.) Hrsg: Kemnitz, E & Simon, R. (2020), S. 287, 319, 422

²⁷ Siehe Anhang III.)

²⁸ Siehe Anhang I, II, III.)

²⁹ (vgl.) www.research.bayer.de, (2011)

³⁰ (vgl.) Schmidt, K. & Zerbst, M. (1997), S. 24

³¹ www.research.bayer.de, (2011)

³² Siehe Anhang IV.)

³³ (vgl.) Schmidt, K. & Zerbst, M. (1997), S. 26

³⁴ Siehe Anhang IV.)

³⁵ (vgl.) Schmidt, K. & Zerbst, M. (1997), S. 27f.