A KÉMIA TÖRTÉNETE 7. A szerves vegyipar kialakulása II. Gyógyszerek

Az előadások a következő témára: "A KÉMIA TÖRTÉNETE 7. A szerves vegyipar kialakulása II. Gyógyszerek"— Előadás másolata:

1 A KÉMIA TÖRTÉNETE 7. A szerves vegyipar kialakulása II. Gyógyszerek
Gumi és műgumi Műanyagok

2 Az orvoslás fejlődése (A „Fonds der Chemische Industrie” kiadványa alapján szerk. Hobinka Ildikó, máj. 6.) Kr. e. 3000: legrégebbi orvosi szöveg Egyiptomban Kr. e. 1500: Prof. Georg Ebers, Luxor papirusz Kr. e : Hippokratész, orvosi eskü, boncolások Kr. u : ókori Róma, Claudius Galenus (Pergamon), orvos-gyógyszerész, anatómia, optimális gyógyszeradagolás, „De materia medica” („A gyógyító anyagok”) : Hildegard (Bingen), természet-leírási könyvek : Paracelsus, jatrokémia, a dózis fogalma 1592: Nürnberg, Orvosi Rendtartás megtiltotta a borbélyoknak, fürdősöknek és seborvosoknak, hogy betegeiket belsőleg, gyógyszerekkel kezeljék : Heinrich Emmanuel Merck, Darmstadt (Frankfurt közelében), Angyal Patika, alkaloidák kinyerése és alkalmazása fájdalomcsillapítóként műtéteknél (morfin, 1817)

3 A gyógyszeripar születése
Carl Duisberg ötlete nyomán szintetizálták egy festékgyári melléktermékből az anilin egyik egyszerű származékát, a fenacetint, amit 1888-ban a Fabernfabriken vorm. Friedrich Baeyer & Co. LÁZCSILLAPÍTÓKÉNT hozott forgalomba – a festékgyár első gyógyszeripari terméke. 1853 Gerhardt: acetil-szalicilsavat állít elő, de lázcsillapítóként csak 1899-től gyártja a Baeyer (ASPIRIN) 1878 Paul Ehrlich ( ): a metilénkék szelektíven színezi az idegszöveteket és kimutatja a tüdőbaj kórokozóját!

4 A gyógyszeripar születése (folyt.)
A színezékek a különböző anyagokon eltérő mértékben adszorbeálódnak és ez szoros kapcsolatban van festőhatásukkal. Ehrlich (1887): „szelektív adszorpció elve”: a színezék vagy gyógyszer csak ott fejti ki hatását, ahol adszorbeálódik. Ehrlich: bizonyos színezékek baktériumölő tulajdonsága (pl. tripánvörös – álomkór bacillusát öli meg). 1912 Ehrlich és Sahachiro Hata felfedezi a vérbaj gyógyszerét a „Salvarsan”-nak nevezett arzén vegyületet (a híres 606-os kísérlet!) Ehrlich a modern kemoterápia úttörője! Domagk-nak 1932-ben sikerült Streptococcus-sal fertőzött egereket egy gyapjúfestésre gyártott azofestékkel, a Prontosillal meggyógyítani. A Prontosil a szervezetben redukálódva kettéhasad, s keletkező p-amino-benzol-szulfonamid a gyógyító vegyület! 1928: Fleming, Penicillin; 1955: első szintetikus antibiotikum 1961: Contergam-katasztrófa (teratogén, torzszülöttek)

5 N-(4-ethoxyphenyl)-acetamide CAS Number. 62-44-2
Fenacetin IUPAC Name: N-(4-ethoxyphenyl)-acetamide CAS Number Chemical Formula: C10H13NO2

6 Hippocrates- first to use the bark of the willow tree as medicine
Charles Frederic Gerhardt synthesizes acetylsalicylic acid. Though it worked, he abandoned his discovery. 1853 Then later as pills, as we know it today. BC 400 1899 The history of Aspirin Felix Hoffmann rediscovered Gerhardt’s formula, used it with good results, and convinced Bayer to market the medicine. Nowadays Aspirin was first marketed as a powder.

7 2007. 05. 09. http://www.happinessonline.org/BeTemperate/p12.htm
November 21, 1917, the following news item appeared in the Chicago Daily Tribune: "Doctors Cheer at Discovery of New Cures"  "Announcement of two discoveries of world wide importance in the cure of tetanus and syphilis were made today at the annual fall meeting of the National Academy of Science, held at the University of Pennsylvania. "Discovery of the new drug, known as A-189, was made at the Rockefeller institute after experiments dating from the outbreak of the world war. It means virtually the medical independence of America from Germany.  ''The new drug, an organic arsenical compound, can be prepared in this country at a nominal cost of five cents a dose wholesale, whereas the wholesale price of salvarsan is now $3.50 a dose.    "But the most important feature of the new invention is the fact that it develops greater resistance for the spirochaetal infections without doing as much damage to the cells of the body."

8 A kaucsuk 1656 John Tradescant: felfedezi a maláji kaucsukfák nedvéből nyert nyers guttaperchát. 1735 Charles Marie de la Condamine a Francia tudományos Akadémia perui expedíciójának vezetőjeként nagyobb mennyiséget hoz haza kísérleti célra. 1751-ben előadást tart az akadémián: az indiánok a kaucsukfa (Havea brasiliensis) kérgét bevágták, kifolyó tejszerű nedvét edényekbe gyűjtötték („latex”). Ebbe farudat mártottak, amit tűz fölé tartva jutottak a rugalmas anyaghoz („kaucsuk”).

9 A kaucsuk (folyt) 1770 Priestley: a kaucsuk radírgumiként használható.
1763 és 1768: Macquert: a kaucsuk oldható terpentinben, ill. éterben. 1791 Samuel Peal: vízhatlan szövet és cipő, de üldögélés közben a székhez ragadt és hidegben, ill. napfényen törékeny! 1820 Thomas Hancock: kaucsukhengerlő és vágógépek 1823. jún. 17. Charles Macintosh: szénkátrány termékekben a kaucsuk feloldható, s a textíliák felületén az oldószer elpárolgása után vékony kaucsukréteg marad. Két textíliát összepréselve közötte vízhatlan réteg alakul ki!

10 A gumi 1/ 1841 Charles Goodyear ( ): VULKANIZÁLÁS - ként és ólomfehér festéket adott a kaucsukhoz és véletlenül túlhevítette. Rugalmas anyag keletkezett (mivel a kénből kialakuló diszulfid hidak összekapcsolták a láncokat), ami télen se válik törékennyé → GUMI! Több kén → keménygumi („ebonit”). 1860 Charles Greville Williams: kaucsuk száraz desztillációja → IZOPRÉN. Még nem tudták, hogy a kaucsuk poli-izoprén, aminek a rugalmasságát a szén tetraéderes szerkezete miatt kialakuló hosszú, zegzugos láncok okozzák.

11 A gumi (folyt.) 1845 Robert W. Thomson: pneumatikus gumikerék!
1870 körül gumikerekű kerékpár és lovaskocsi. 1846 Kölle Károly és Jung: Első Magyar Ruganymézga Gyár 1890 Magyar Ruggyantaárugyár Guttaperchaból nem lehet rugalmas gumit csinálni, de parafatörmelékkel melegen összehengerelve: műanyag lapok! Megpóbálták máshol is termeszteni a gumifát (Brazíliában halál várt a csempészekre!). 1873-ban a Brit Kelet-Indiai Társaság 2000 magot juttat el a Kew Gardenbe → csíráztatás → India, de az éghajlat nem megfelelő!

12 A műgumi 1879 Gustave Bouchardat: izoprénből savval ragacsos, gumiszerű termék 1901 Ivan Lavrentevics Kondakov (a prágai egyetem professzora): fém nátriummal metil-izoprénből kaucsukszerű anyag Fritz Hofmann: izoprén polimerizációjával vulkanizálható gumi. A német vegyipar az első világháború alatt (a természetes kaucsuk hiányában, viszont az izoprén előállítására alkalmas nagymennyiségű aceton birtokában) ezen az elven állított elő metil-izoprénből „metil-kaucsuk”-ot, de minősége meg sem közelítette a természetesét!

13 A műgumi (folyt.) 1903 Vlagyimir Nyikolajevics Ipatyev: etil-alkohol → butadién, amit Szergej Vasziljevics Lebegyev még egyszerűbbé tett. 1915 A BASF vegyészei: butadién fémnátriummal segített polimerizációja BUNA (butadién+Na) műkaucsuk. 1930 Wallace Hume Carothers és Julius Arthur Nieuwland az amerikai Du Pont laboratóriumában: KLOROPRÉN → polimerizációjával → NEOPRÉN műkaucsuk (1932-től). Carothers kidolgozta az EMULZIÓS POLIMERIZÁCIÓ módszerét, ami más műanyagok gyártásánál is alkalmazható.

14 Cellulóz alapú műszálak
A vegyipar a műanyagból készült textíliák létrehozásával rótta le háláját a textiliparnak… (valójában persze gazdasági szükségszerűség: olcsó hulladék cellulózból műszál gyártás!) 1844 John Mercer: cellulóz+cc. NaOH+nyújtás→ fényesebb és könnyebben festhető szál („hidrátcellulóz”, „mercerizálás”) 1884 Lous Marie Hilaire de Chardonnet: első műselyem - textilipari pamuthulladék + nitrálóelegy + alkoholos-éteres oldás → kollódium, amit szálhúzófejen át vízbe, majd 1889-től ammónium-szulfidba préselt, de így is TŰZVESZÉLYES!

15 Cellulóz alapú műszálak (folyt.)
1857 Matthias Eduard Schweizer: a cellulóz rézsók ammóniás vizes oldatában oldódik, ebből 1890-ben F. Despaissis kénsavas fürdőben húzott szálat („réz-oxid-műselyem”) - drága! 1865 Paul Schützenberger: cellulóz-acetát, 1921-ben a Dreyfuss testvérek Angliában és az USA-ban: „acetátműselyem”, de még ez is DRÁGA! Charles Frederick Cross és Edward John Bevan: viszkóz műselyem (még a XX. sz. második felében is gyártják!) – cellulóz+NaOH+oldás CS2-ban →cellulóz-xantogenát Na-sója (sárgás, viszkózus) 10%-os NaOH-ban oldva, majd kénsavoldaton átpréselve → finom, fényes szál!

16 Szintetikus műszálak Wallace Hume Charoters (a NEOPRÉN műkaucsuk előállítója) az amerikai Du Pont cég 27 millió dolláros befektetése segítségével az első poliamid-típusú műszál: adipinsav + hexametilén-diamin → „NYLON 66” (a név eredete nem tisztázott - New York Pylon ?) 1938: NYLONHARISNYA! Schlanck - I. G. Farbenindustrie kaprolaktám kondenzációja → „PERLON” Du Pont: poli-akril-nitril („ORLON”)

17 Szintetikus műszálak (folyt.)
1939-ben John Rex Whinfield és J. T. Dickinson a Calico Printers Association cégnél: tereftálsav + etilén-glikol → első poliészter: „TERILÉN”, melyet a német I. G. Farbenindustrie működésének ellensúlyozására létrehozott angol Imperial Chemical Industrie (ICI) 20 millió font befektetésével fejlesztett termékké 1946-ra. 1935 Feretti: a tejből előállított kazein oldása NaOH-ban → szálképző fej → savas fürdőben kicsapás → formaldehiddel keményítés → MŰGYAPJÚ 1860 F. Walton: pamutszövetre lenolaj → megszáradás után LINÓLEUM (1864-től ipari méretű gyártás)

18 Egyéb műanyagok 1897 Adolf Spiteler: kazeinből formaldehiddel → MŰSZARU 1905 Leo Hendrik Baekeland ( ) az USA-ba áttelepült flamand vegyész: BAKELIT, az első valódi szintetikus műanyag (első fenol-formaldehid műgyanta), mely kitűnő elektromos szigetelő és sok használati tárgy! Baekeland 1907-ben magáról nevezte el, 1908: szabadalom! Fenol + formaledhid polimerizálása → Bakelit A → hevítésekor megolvad → Bakelit B → formákba sajtolva térhálós, hőre nem lágyuló Bakelit C 1912 A. Klatte: vinil-acetát, hidrolízisével vinil-alkohol

19 Egyéb műanyagok (folyt.)
1928 Herbert Rein és Hubbert: PVC (poli-vinil-klorid), de szükség volt a lágyítók és a fröccsöntés feltalálására → tömeggyártás csak 1935-től – cső, padló stb., de égéskor HCl! 1928 német, angol, amerikai és francia kutatók egyidejűleg(!): akrilsav polimerizációjával törhetetlen „PLEXIÜVEG” 1930 polisztírol (poli-vinil-benzol) 1937-től Farbenfabriken Baeyer: poliuretán (ma habosítva) 1935 ICI: polietilén, : Karl Ziegler: alacsony nyomáson 1943 Du Pont: atombombához TEFLON (poli-tetrafluor-etilén) 1976 „Kevlar”: golyóálló mellényekhez

20 Szilikon-alapú műanyagok www. dowcorning
Szilikon-alapú műanyagok 1901 Kipping: különféle szilánok előállítása Grignar reakcióval és a klórszilánok hidrolízisével polimerek 1940-es évek: a szilikonok kereskedelmi termékekké válnak, miután a szilikon gyanták hőstabilitása és elektromos ellenállása ismertté válik és Rochow a General Electric-nél közvetlen módszert dolgoz ki a szilíciumból és metil-kloridból való előállításukra.

21 Szilikon-alapú műanyagok (folyt.)
Gyakorlati felhasználásuk pl.: Extrém hideg- és melegtűrés → űrkutatás Nagy elektromos ellenállás → elektromos szigetelők Víztaszító jelleg → szigetelés, vízálló bevonatok és ragasztók az építőiparban Biokompatibilitás implantáttumok, gyógyszerészeti és gyógyászati eszközök

22 http://edak. cellkabel. hu/fok/kiir. php
A holland típusú akváriumok titkai… „Töröljük szárazra a műanyag részt, de a parafa maradjon nedves. Szilikonnal ragasszuk az előkészített falat az akvárium hátsó /oldalsó üvegéhez.”