Apteczna historia chloru.

Tym aptekarzem był Carl Wilhelm Scheele, urodzony 9 grudnia 1742 roku w Stralsundzie na niemieckim Pomorzu, które wtedy należało do Szwecji. Carl Wilhelm Scheele pochodził z zamożnej niemieckiej rodziny, ale mając już czternaście lat rozpoczął naukę zawodu aptekarza w Göteborgu. Po jej zakończeniu przeniósł się do Malmö, gdzie nie tylko pracował w aptece, ale również spotykał się z luminarzami ówczesnej epoki na Uniwersytecie w Lund. Kolejnym jego miejscem pracy był Sztokholm, potem Upssala, gdzie coraz bardziej zbliżał się do świata nauki, a oddalał od aptecznego biznesu.

Ale jak doszło do odkrycia tego nieznanego wówczas pierwiastka? Carl Scheele potraktował braunsztyn kwasem solnym i zaobserwował wydzielanie się żółtozielonego gazu, który pozostawał na dnie próbówki. Powąchał ten gaz i zaczął się krztusić. Tak szwedzki aptekarz nie tylko odkrył chlor, ale sam przekonał się o jego działaniu. Jego odkrycie pobudziło  go do dalszych badań. Scheele zaobserwował, że nowoodkryty gaz odbarwia kwiaty, materiały i papier. 

Bielące właściwości chloru należycie wykorzystał finansowo już ktoś inny, bo francuski lekarz i chemik, Claude Luis Berthollet, który założył pierwszą w świecie wytwórnię środków bielących. Berthollet założył swoją fabryczkę w 1789 w podparyskiej miejscowości Javel. Produkt Bertholleta powstawał przez przepuszczanie gazowego chloru przez ług potasowy. W ten sposób na rynku pojawił się produkt zwany „eau de Javel”, czyli woda z Javel. Pomysł Bertholleta na biznes podpatrzył szkocki chemik Charles Tennant i otworzył bielarnię w Glasgow, gdzie zamiast przepuszczać chlor przez ług potasowy, użył taniego mleka wapiennego.

Popularyzacji nowego środka dokonał francuski aptekarz Antoine Germain Labarraque w 1820 roku. Labarraque zaobserwował, że o wiele lepsze działanie odwaniające ma podchloryn sodu, a nie potasu, i do tego jest tańszy. Kariera Labarraque’a nabrała rozpędu dzięki zastosowaniu podchlorynu sodu do likwidacji odoru rozkładającego się ciała zmarłego  króla Francji Ludwika XVIII. Zwłoki króla Francji zostały zabalsamowane, a farmaceuta otrzymał serię nagród, od nagrody Akademii Nauk w 1825, po Legię Honorową w 1827. Odtąd stosowano podchloryn sodu jako środek odwaniający, dezynfekujący, zapobiegający epidemiom, na długo przed Ludwikiem Pasteurem czy nawet wiedeńskim lekarzem walczącym podchlorynem wapnia z gorączką połogową – Ignazem Semmelweissem.

Podczas gdy wielcy chemicy epoki ciągle zastanawiali się nad tym czy chlor jest pierwiastkiem czy nie, nasi rodzimi przyrodnicy z Jędrzejem Śniadeckim i Aleksandrem Chodkiewiczem na czele zastanawiali się, jak nową substancję nazwać po polsku. Pomysły były różne: od chloryny i halogenium po soliród, a nawet słoń (słony). Ostatecznie pozostał chlor od greckiego chloros – „zielony”.

Wydawać by się mogło, że dalsze losy chloru i jego zastosowania będą się wiązały z  przemysłowym bieleniem tkanin i papieru oraz z medycyną, gdyby nie pewien niemiecki chemik urodzony 9 grudnia 1868 roku we Wrocławiu. Pochodził on  z zamożnej kupieckiej rodziny i od młodości pasjonowała go chemia. Za studia  chłopaka zapłacił brat jego przedwcześnie zmarłej matki, ponieważ ojciec chciał, aby syn czym prędzej stanął za kupieckim kontuarem. Młodzieniec miał talent oraz ambicje i nie zamierzał zajmować się handlem. Fritz Haber, bo o nim mowa, noblista z roku 1918 za syntezę amoniaku z gazowego wodoru i azotu, być może zostałby zapamiętany jako dobroczyńca ludzkości, ponieważ jego wcześniejsze odkrycie pozwoliło na rozwój i produkcję nawozów sztucznych,  gdyby nie jego źle rozumiany patriotyzm i ambicja. Jako pruski oficer i naukowiec osobiście nadzorował zastosowanie chloru jako gazu bojowego pod Ypres w 1915 roku. Haber obserwował zabójcze działanie chloru u francuskich żołnierzy, którzy  konali w męczarniach po ataku gazowym. Jego żona, Clara Immerwahr Haber, na wieść o śmierci pięciu tysięcy ludzi, popełniła samobójstwo. Tablica pamiątkowa Clary Immerwahr Haber, również utalentowanego chemika, znajduje się od 2011 roku  na ścianie  budynku głównego Uniwersytetu Wrocławskiego.

Na tym historii chloru nie koniec. W 1874 roku austriacki chemik i farmaceuta Othmar Zeidler zsyntetyzował nowy związek z chloralu i chlorobenzenu znany później jako DDT. Owadobójcze działanie DDT odkrył w XX wieku Szwajcar Paul Mueller, za co w 1948 roku otrzymał Nagrodę Nobla. DDT czyli dichloro-difenylo-trichloroetan wydawał się być idealnym środkiem owadobójczym, który zwalczał komary i wszy, a tym samym epidemie malarii i tyfusu plamistego. Jednak w dalszych badaniach okazało się, że  DDT jest  toksyczne dla zwierząt kręgowych i ludzi, a także kumuluje się w ich organizmach. Z czasem  zakazano  stosowania tego środka, najpierw w Szwecji w 1970 roku, potem w kolejnych krajach.

W 1835 roku niemiecki farmaceuta Justus von Liebig i jego uczeń, Francuz Henri Victor Regnault otrzymali chlorek winylu. W 1872 roku niemiecki farmaceuta Eugen Baumann opracował metodę otrzymywania polichlorku winylu z chlorku winylu. Baumann nigdy nie skomercjalizował swojego wynalazku. Próbował to uczynić w latach dwudziestych niemiecki chemik i farmaceuta Fritz Klatte. Dopiero jednak plastyfikacja tworzywa przez dodatek innych substancji pozwoliła na przetwórstwo polichlorku winylu oraz jego liczne zastosowania. Plastyfikowany polichlorek winylu jest nie tylko używany w budownictwie i elektrotechnice, ale jako tworzywo, którego używa się do produkcji zestawów do poboru, przechowywania i transfuzji krwi. Dzięki  swoim właściwościom nadaje się do tego tak dobrze jak żadne inne tworzywo. Przechowywana w workach z PVC krew długo zachowuje trwałość i właściwe parametry, a także może być bezpiecznie transportowana na duże odległości.

Chlor i jego związki to nie tylko przemysł budowlany, papierniczy, włókienniczy, tworzyw sztucznych, środków ochrony roślin, ale także i farmaceutyczny. Lek, aby mógł zadziałać musi się rozpuszczać, dlatego większość substancji aktywnych to rozpuszczalne w wodzie chlorki i chlorowodorki. Ponadto, jednym ze związków chloru, użytych do pierwszych zabiegów znieczulenia ogólnego był chloroform, zsyntetyzowany przez  Justusa von Liebiga i zastosowany po raz pierwszy w 1847 roku. Usypiające działanie chloroformu było niestety również używane w celach przestępczych. Koniec XIX i początek XX wieku obfitował w zdarzenia kryminalne, gdzie chloroformu używano w celu uśpienia ofiary, często śmiertelnego. 

Lekami zawierającymi w swojej cząsteczce chlor, gdzie ma to kluczowe znaczenie ze względu na mechanizm działania tych leków,  jest grupa leków przeciwnowotworowych o działaniu alkilującym. Pomysł na te leki narodził się podczas pierwszej wojny światowej pod Ypres w 1917 roku. Mowa tu o pochodnych iperytu takich jak np. melfalan, chlorambucyl czy busulfan. W czasie I wojny światowej użyto iperytu siarkowego, czyli gazu musztardowego do zabijania, ale już wtedy  amerykański lekarz wojskowy Edward Bell Krumbhaar zauważył, że środek ten leczy niektóre nowotwory u zwierząt laboratoryjnych oraz wywołuje supresję szpiku kostnego i węzłów chłonnych u ludzi. Odkrycie to  początkowo pozostało bez echa, ale w latach czterdziestych XX wieku w Stanach Zjednoczonych przypomniano sobie o nim. Stało się to przy okazji innej tragedii. W 1943 roku, w Bari we Włoszech doszło do zbombardowania przez Niemców statków ze zbiornikami gazu musztardowego. Skutki wydostania się ogromnych ilości toksycznego gazu były porażające. Liczbę ofiar szacowano na tysiące. Do uczestnictwa w autopsjach ofiar skierowano między innymi dwóch amerykańskich  farmakologów, Alfreda Gilmana i Louisa Goodmana. Naukowcy potwierdzili, że ofiary zatrucia gazem musztardowym mają objawy supresji szpiku kostnego i węzłów chłonnych. Od tej chwili losy gazu musztardowego potoczyły się już błyskawicznie: to co miało zabijać, zaczęło leczyć. Pierwszym pacjentem leczonym gazem musztardowym był chory na mięsaka limfatycznego robotnik, 47 – letni polski imigrant znany jako J.D.  

Prace nad lekami alkilującymi nabrały przyspieszenia w latach 50-tych XX wieku, gdy naukowcy z Institute of Cancer Reaserch zsyntetyzowali wspomniane pochodne iperytu azotowego i fosforowe, które posłużyły do skuteczniejszego i bezpieczniejszego leczenia nowotworów u ludzi.  

Dzisiaj chlor jest wbudowany w cząsteczki wielu leków. Wymieniać można liczne grupy terapeutyczne, jak na przykład leki moczopędne, znieczulające, kardiologiczne, psychotropowe, przeciwnowotworowe. Ich struktura chemiczna,  zastosowanie  w leczeniu różnych chorób i mechanizmy działania są różne. Tylko, że to już zupełnie inna historia…

mgr farm. Marta Orel-Regucka

Piśmiennictwo:

1. Ignacy Eichstaedt; Księga pierwiastków chemicznych, Warszawa: Wiedza Powszechna 1973
2. Hugh Aldersey-Williams; Fascynujące pierwiastki. W krainie fundamentalnych składników rzeczywistości, Prószyński i S-ka, Warszawa,2012
3. http://global.onclive.com/publications/Oncology-live/2011/november-2011/From-Warfare-to-Mainstay-Mustard-Derivatives-Play-Evolving-Role-in-Cancer-Therapy
4. Neil Schlager, Jayne Weisblatt, David E. Newton:Chemical Compounds. Thomson Gale, 2006, s. 5–6.
5. http://www.icr.ac.uk/about-us/our-achievements/our-discoveries/we-discovered-chemotherapeutic-agents-which-are-still-in-use-more-than-50-years-later
6. Ronald Bodley Scott, Cancer Chemotherapy-The First Twenty-five Years, British Medical Journal, 1970, 4, 259-265
7. Judith Schiff, Pioneers in chemotherapy, Yale Alumni Magazine,2011, https://yalealumnimagazine.com/articles/3173/pioneers-in-chemotherapy
8. Maurice Bouvet, Les grands pharmaciens : Labarraque (1777-1850), Revue de l’historie de pharmacie, 1950,vol. 38
9. http://www.deutsches-kunststoff-museum.de/en/all-about-plastic/inventor/fritz-klatte-pvc-1/
10. J.P. Payne, The criminal use of chloroform, Anaestesia, 1958, 53