Nazwa systematyczna kwasu acetylosalicylowego to kwas 2‑acetoksybenzoesowy. Jest związkiem, potocznie nazywanym aspiryną, polopiryną lub ASA. Pod względem chemicznym to acetylowa pochodna kwasu salicylowego (kwas 2‑hydroksybenzoesowego).

Po raz pierwszy kwas salicylowy zsyntezowany został już ponad 150 lat temu. Był on skutecznym lekiem przeciwbólowym i przeciwreumatycznym. Jednak skutkiem ubocznym jego stosowania było silne podrażnienie błony śluzowej żołądka, co zaważyło o jego dalszym stosowaniu.

Dlatego rozpoczęto prace nad syntezą leku, który nie będzie powodował takich skutków ubocznych. W 1897 r. niemiecka firma Bayer otrzymała kwas acetylosalicylowy, który spełnił wszystkie oczekiwania. Rok później wprowadzono lek, pod nazwą aspiryny, który od razu zyskał dużą popularność, niesłabnącą do dziś.

Nazwa kwasu acetylowego pochodzi od występującej w strukturze grupy acetylowej. Jest to najprostsza alkilowagrupa alkilowaalkilowa pochodna grupy aldehydowej (formylowej), budującej aldehydy.

R1GOh9vzUsDbZ

Na ilustracji są dwa fragmenty wzoru strukturalnego z wyróżnieniem grupy aldehydowej - CHO oraz acetylowej ${\mathrm{C}\mathrm{H}}_3\mathrm{C}\mathrm{O}$ .W pierwszym wzorze atom węgla łączy się wiązaniem podwójnym z atomem tlenu, a wiązaniem pojedynczym z atomem wodoru. W drugim wzorze atom węgla łączy się wiązaniem podwójnym z atomem tlenu i wiązaniem pojedynczym z grupą metylową ${\mathrm{C}\mathrm{H}}_3$.

Reakcja acetylowania, inaczej acetylacji, polega na podstawieniu atomu wodoru w cząsteczce związku organicznego - grupą acetylową ${\mathrm{CH}}_3-\mathrm{C}\left(\mathrm{O}\right)-$.

Warto zwrócić uwagę, że w tej reakcji bezwodnik octowybezwodnik octowybezwodnik octowy wykorzystany jest tylko częściowo. Grupa ${\text{CH}}_3{\text{COO}}^{-}$ to grupa opuszczająca, w reakcji nukleofilowejnukleofilnukleofilowej substytucji, grupę acylowągrupa acylowagrupę acylową

Substytucja nukleofilowa jest jedną z najbardziej użytecznych reakcji podstawienia w chemii organicznej. Polega na podstawieniu (substytucji) grupy X związanej z atomem węgla, w miejsce odczynnika nukleofilowego (Nu). Podstawnikiem X jest przeważnie grupa elektronoakceptorowa („wyciągająca” elektrony), która polaryzuje wiązanie C‑X, a następnie odchodzi z parą elektronową.

• W pierwszym etapie następuje protonowanie karbonylowego atomu tlenu cząsteczki za pomocą kationu wodoru (protonu) wytworzonego podczas dysocjacji elektrolitycznej kwasu siarkowego(VI). R oznacza resztę węglowodorową, a Z najczęściej resztę węglowodorową z grupą estrową.

• W dalszej kolejności następuje atak niewiążącej pary elektronowej nukleofila (Nu) na karbonylowy atom węgla powstały w pierwszym etapie kationu. Wówczas tworzy się stan przejściowy, w którym jednocześnie powstaje wiązanie z nukleofilem i zrywa się wiązanie podwójne między atomem tlenu a atomem węgla grupy karbonylowej.

• Następnie powstaje tetraedryczny produkt pośredni, w którym następuje przegrupowanie wiązań, odłączenie protonu oraz zerwanie wiązania C‑Z. Powstaje trygonalny produkt główny oraz produkt uboczny w postaci anionu ZIndeks górny -^-.

Klasyczna metoda syntezy kwasu acetylosalicylowego polega na reakcji kwasu salicylowego z bezwodnikiem octowym wobec katalizatorakatalizatorkatalizatora, a mianowicie kwasu siarkowego(VI). Pamiętaj, proton pochodzący od kwasu siarkowego(VI) przyłącza się do atomu tlenu jednej z grup karbonylowych bezwodnika octowego. Do tak powstającego karbokationu, w wyniku rezonansu, przyłącza się kwas salicylowy, a reakcję kończy odłączenie cząsteczki kwasu octowego i protonu oraz powstanie produktu głównego – aspiryny.

Ciekawostka

Aspiryna jest odporna na hydrolizę, w środowisku kwasowym o pH równym 2, panującym w żołądku człowieka. Dopiero w jelitach ulega rozkładowi na kwas salicylowy oraz kwas octowy, a stamtąd trafia do krwiobiegu. Należy pamiętać, że to wciąż kwas salicylowy jest właściwym lekiem, przy czym nie reaguje bezpośrednio ze ścianą żołądka, więc jej nie podrażnia.

RnJSgKmLg4G3J

Na ilustracji na szkiełku zegarkowym leży bardzo delikatna, biała substancja, przypominająca watę cukrową.

Słownik

grupa acylowa

grupa acylowa

grupa funkcyjna, powstająca przez oderwanie przynajmniej jednej grupy hydroksylowej, zazwyczaj od kwasu karboksylowego

Wzór ogólny można przedstawić następująco:

R1TKeMDG4cY6h

Na ilustracji jest wzór: atom węgla łączy się u góry wiązaniem podwójnym z atomem węgla, który po prawej stronie łączy się z grupą R, a po lewej stronie z linią falowaną.

Bibliografia

Czarny A., Kawałek B., Kolasa A., Milart P., Rys B., Wilamowski J., Ćwiczenia laboratoryjne z chemii organicznej. Część S: Synteza związków organicznych, 2013.

Czyż M., Watała C., Aspiryna - cudowne panaceum? Molekularne mechanizmy działania kwasu acetylosalicylowego w organizmie, „Postępy Hig Med Dosw.” 2005, 59, s. 105‑115.

Danikiewicz W., Chemia organiczna. Część III. Chemia organiczna, Warszawa 2009.

Kaznowski K., Chemia. Vademecum maturalne, Warszawa 2016.

McMurry J., Chemia organiczna, Warszawa 2000.

McMurry J., Chemia organiczna, Warszawa 2016.