ઔષધરસાયણશાસ્ત્ર

ઔષધરસાયણશાસ્ત્ર (pharmaceutical chemistry) : ઔષધીય ગુણધર્મો ધરાવતા પદાર્થોનું રસાયણશાસ્ત્ર. ઔષધશાસ્ત્રની આ શાખામાં ઔષધ તરીકે માન્ય થયેલા પદાર્થના સંશ્લેષણની રીતો, શુદ્ધીકરણની રીતો અને અન્ય ગુણધર્મોનો અભ્યાસ તથા તેમાં રહેલી અશુદ્ધિઓની મર્યાદા નક્કી કરવાની રીતો, તેનું આમાપન (assay) વગેરે બાબતોનો સમાવેશ કરવામાં આવે છે. ઔષધરસાયણશાસ્ત્રમાં સામાન્ય રસાયણશાસ્ત્રની વિવિધ શાખાઓ(અકાર્બનિક રસાયણ, કાર્બનિક રસાયણ, પૃથક્કરણ-રસાયણ વગેરે)ના અભ્યાસ ઉપરાંત શરીરક્રિયારસાયણ (physiological chemistry), સૂક્ષ્મજીવશાસ્ત્ર, શરીરક્રિયાશાસ્ત્ર (physiology) અને પ્રાણીશાસ્ત્રના જ્ઞાનની જરૂર પડે છે. જે રાસાયણિક પદાર્થ ઔષધકોશ મુજબનાં વર્ણન અને શુદ્ધતાનાં બધાં જ ધોરણો ધરાવતો હોય તેને માન્ય પદાર્થ કહેવામાં આવે છે. માન્ય પદાર્થો જ ઔષધનિર્માણમાં વપરાય છે.

આધુનિક ઔષધશાસ્ત્રમાં થયેલ આશ્રર્યકારક પ્રગતિનું કારણ ઔષધરસાયણશાસ્ત્રમાં તથા વિજ્ઞાનની બીજી શાખાઓમાં થયેલ વિકાસ છે. પ્રાચીન સમયથી માંડીને છેક ઓગણીસમી સદી સુધી જે ઔષધો ઉપયોગમાં હતાં તે મોટાભાગે વનસ્પતિમાંથી અને કેટલાંક પ્રાણીમાંથી મેળવવામાં આવતાં હતાં. ખનિજ સ્રોતોમાંથી મેળવાયેલ પદાર્થો પણ ઠીક ઠીક વપરાશમાં હતા. ઓગણીસમી સદીમાં કુદરતમાં ઉપલબ્ધ અપરિષ્કૃત (crude) ઔષધોમાંથી સક્રિય ઘટક અલગ પાડવાનું કાર્ય શરૂ થયું અને આ સક્રિય ઘટકો શુદ્ધ રૂપમાં વપરાશમાં આવ્યા; દા. ત., અફીણમાંથી નાર્કોટિન (1803) અને મૉર્ફિન (1806), ઇપિકૅકુઆહ્મામાંથી ઇમેટિન અને ઝેરકોચલામાંથી સ્ટ્રીકની (1817) તથા બ્રુસીન (1819), કોલ્ચિકમ ઓટમનેલમાંથી કોલ્ચિસીન અને સિંકોના છાલમાંથી ક્વિનીન (1820), તમાકુમાંથી નિકોટિન (1828), ધતુરામાંથી એટ્રોપિન (1833), કોકા (Erythroxylon coca) વૃક્ષનાં પાંદડાંમાંથી કોકેન (1860), કેલાબાર બીન(physostigma venenosum)માંથી ફાયટોસ્ટિગ્મીન (1867) અલગ પાડવામાં આવ્યાં. અપરિષ્કૃત ઔષધોને બદલે શુદ્ધ સક્રિય ઘટકો વપરાશમાં આવવાને કારણે (1) ચોક્કસ માત્રામાં ઔષધ આપવાનું, (2) અપરિષ્કૃત ઔષધોમાં રહેલ બીજાં ઘટકોની વિષાળુતા અને આડઅસરોથી બચાવ અને (3) સક્રિય ઘટકના રાસાયણિક બંધારણના જ્ઞાન ઉપરથી તેનું તથા સંબંધિત ઉપયોગી ઔષધોનું સંશ્લેષણ શક્ય બન્યું.

ઔષધશાસ્ત્રમાં રસાયણશાસ્ત્રના કીમતી ફાળાનો ખ્યાલ નીચેની ક્રાંતિકારી શોધની તવારીખોથી સ્પષ્ટ થાય છે. નિશ્ચેતક તરીકે ઈથર (1842) અને ક્લૉરોફૉર્મ (1849), લિસ્ટરની પ્રતિરોધી અસર (antiseptic) વાઢકાપમાં ફિનૉલ (1865), પ્રથમ સંશ્લેષિત નિદ્રાકારી (hypnotic) ક્લૉરલ (1869), રક્તવાહિનીઓના વિસ્ફારક (relaxant) તરીકે નાઇટ્રાઇટ્સ (1874), જ્વરશામક (antipyretic) તરીકે સેલિસિલેટ્સ (1875), સંશ્લેષિત મધુરક (sweetening agent) તરીકે સૅકરિન (1879), પ્રથમ પીડાશામક (analgesic) અને જ્વરશામક તરીકે એસેટાનિલાઇડ (1886), ફિનસેટિન (1887) અને ઍસ્પિરિન (1889), નિદ્રાકારી તરીકે સલ્ફૉનલ અને બાર્બિટ્યુરેટ્સ (1888) અને પૅરાસિટામોલ (1956).

1900ના વર્ષ સુધી સ્થાનિક નિશ્ચેતક તરીકે ફક્ત કોકેન જ જાણીતું હતું. આ પછીના થોડા સમયમાં જ બેન્ઝોકેન અને પ્રૉકેન શોધી કાઢવામાં આવ્યાં હતાં. 1909માં આર્સફિનેમીન અને 1912માં નિયૉઆર્સફિનેમીન સિફિલિસ માટે શોધાયાં હતાં. આ શોધે રસાયણચિકિત્સા(chemotherapy)ની આગવી શાખાનો પાયો નાંખ્યો. 1935માં સલ્ફા-ઔષધો વપરાશમાં આવ્યાં. જોકે 1941માં શોધાયેલ પેનિસિલીન અને ત્યારપછી શોધાયેલ બીજા પ્રતિજીવીઓને કારણે સલ્ફા-ઔષધોની અગત્ય કાંઈક ઓછી થઈ છે. 1959માં 6-ઍમીનો પેનિસિલાનિક ઍસિડ મોટા પ્રમાણમાં મળવાનું શક્ય બનતાં અર્ધસંશ્લેષિત (semisynthetic) પ્રતિજીવીઓની શ્રેણી (દા. ત., ઍમ્પિસિલિન, ક્લૉક્સાસિલિન વગેરે) સરળતાથી બનાવવાનું શક્ય બન્યું.

અંત:સ્રાવી ગ્રંથિઓના સ્રાવોના રાસાયણિક ઘટકોના અભ્યાસમાં એવા પદાર્થો મળ્યા છે, જે અંત:સ્રાવની ખામીથી થતા રોગો ઉપર ઔષધો તરીકે ઉપયોગી સાબિત થયા છે. વળી આ અભ્યાસની એક આડપેદાશ તરીકે મુખમાર્ગી (oral) ગર્ભનિરોધક પદાર્થોની શોધને ગણાવી શકાય.

પ્રોજેસ્ટેરોનનું સંશ્લેષણ 1934માં શક્ય બન્યું અને ડાયોસ્જેનિનનો ભરપૂર સ્રોત મળી આવતાં અર્ધસંશ્લેષિત સ્ટેરૉઇડનું નિર્માણ કરતો વિશાળ ઉદ્યોગ અસ્તિત્વમાં આવ્યો. એકમાન નામના વૈજ્ઞાનિકે ઊણપજન્ય રોગો (deficiency diseases) માટે જવાબદાર આહાર-ઘટકો શોધવાની જે શરૂઆત કરી તે દિશામાં થયેલ સંશોધનના પરિપાકરૂપે બારેક વિટામિનોની શોધ થઈ. આમાંનાં ઘણાં વિટામિનો સંશ્લેષિત રીતે બનાવવાનું શક્ય થતાં આર્થિક રીતે નબળા વર્ગોને અપૂર્ણતાના રોગોથી બચાવવા પૌષ્ટિક (enriched) ખોરાકની યોજનાઓ અમલમાં મૂકવાનું શક્ય બન્યું છે.

મનોલક્ષી (psychopharmacological) ઔષધોની શોધે મનશ્ચિકિત્સામાં ક્રાંતિકારી પ્રગતિ શક્ય બનાવી છે.

ઔષધનું વર્ગીકરણ તેમનાં બંધારણ, તેમની દેહધાર્મિક ક્રિયા અથવા તેમના ચિકિત્સાકીય (therapeutic) ઉપયોગ અનુસાર કરી શકાય. ઔષધરસાયણના અભ્યાસમાં બંધારણ અનુસારનું વર્ગીકરણ વધુ ઉપયોગી છે. આ વર્ગીકરણ ઔષધીય પદાર્થોના ભૌતિક રાસાયણિક અને જૈવિક ગુણધર્મોનો તુલનાત્મક અભ્યાસ કરવામાં મદદરૂપ થાય છે. ઔષધીય પદાર્થના અણુની સંરૂપ સહિતની સંરચના ઉપર પદાર્થના ઉપર દર્શાવેલ ગુણોનો આધાર છે. જીવંત કોષમાં રહેલા જૈવિક પદાર્થો જેવા કે પ્રોટીન, ઉત્સેચકો વગેરેના અણુઓના પરમાણુઓની ગોઠવણી તથા ઔષધોના અણુના પરમાણુઓની ગોઠવણી વચ્ચેના સંબંધ ઉપર ઔષધીય સક્રિયતાનો આધાર રહેલો છે. આ કારણે જ સક્રિય પદાર્થોના અણુમાં બાહ્ય ર્દષ્ટિએ નજીવો ફેરફાર તેમને નિષ્ક્રિય બનાવી દે છે. વળી ઔષધના કણોનું કદ, તેમની દ્રવ્યતા, pH વગેરે જેવા ગુણો શરીરમાં થતું તેમનું અવશોષણ નક્કી કરે છે. મંદ ઍસિડ અને મંદ આલ્કલીના ગુણો ધરાવતા તથા તટસ્થ ઔષધોનું અવશોષણ પોષક નાલ (alimentary canal), જઠર, આંતરડાં વગેરેમાં થાય છે. પ્રબળ ઍસિડ અને પ્રબળ આલ્કલીના ગુણો ધરાવતા પદાર્થોનું પોષક નાલમાં અવશોષણ થતું નથી, તેથી આ ઔષધો (દા. ત., સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિન અને ક્યુરેર) મુખ વાટે અપાતાં નથી. ઔષધરસાયણશાસ્ત્રના અગત્યના ઉદ્દેશો નીચે પ્રમાણે છે :

(1) કુદરતી સ્રોતો(વનસ્પતિ, સૂક્ષ્મજીવાણુ, ફૂગ વગેરે)માંથી રોગનાશક સક્રિય ઘટકોને શુદ્ધ રૂપમાં અલગ કરી તેમની લાક્ષણિકતા નક્કી કરવી. નવાં ઔષધો માટે કુદરતી સ્રોતોનું અન્વેષણ રસાયણજ્ઞોના રસનો વિષય ગણાય છે.

(2) સક્રિય ઘટકોનું અણુ-બંધારણ નક્કી કરવું.

(3) કુદરતી સ્રોતોમાંથી મેળવેલ સક્રિય ઘટકોનું સંશ્લેષણ. આ સંશ્લેષિત ઔષધની શુદ્ધતા ઊંચી હોય છે અને સંશ્લેષિત પદાર્થ સોંઘો પડતો હોય તો કુદરતી સક્રિય ઘટકને બદલે તે જ ઔષધ તરીકે વપરાય છે; દા. ત., પ્રતિજીવી ક્લૉરેમ્ફેનિકોલ શરૂઆતમાં આથવણથી મેળવાતું હતું, પણ હાલમાં તે સંપૂર્ણપણે સંશ્લેષિત રીતે જ બનાવવામાં આવે છે.

કેટલાંક ઔષધો હજી પણ કુદરતી સ્રોતોમાંથી જ મેળવાય છે; દા. ત., ક્વિનીન સિંકોના છાલમાંથી, રિસર્પિન સર્પગંધાના મૂળમાંથી, ઇમેટિન ઇપિકૅકુઆહ્મામાંથી, ડિજૉક્સિન ડિજિટેલિસલેનાટામાંથી વગેરે. આમ થવાનું કારણ એ છે કે સંશ્લેષિત રીતે બનાવેલાં આ ઔષધો મોંઘાં પડે છે.

(4) ઔષધોની અણુ-સંરચના અને તેની જૈવિક અસરોનો અભ્યાસ. અમુક ચોક્કસ સંરચનાનું સામ્ય હોય તેવા પદાર્થોની સક્રિયતામાં સમાનતા હોય છે; દા. ત., કોકેન, આલ્ફાયુકેન, પ્રૉકેન વગેરે બેઝિક એસ્ટર છે. બંધારણ વચ્ચે સામ્ય ન હોય તેવા પદાર્થો વચ્ચે પણ સમાન સક્રિયતા જોવા મળે છે; દા. ત., બેન્ઝાઇલ આલ્કોહૉલ, ક્વિનીન, ન્યુપર્કેન વગેરેમાં સ્થાનિક નિશ્ચેતકતાનો ગુણ રહેલો છે. આથી અમુક અણુસંરચના અમુક પ્રકારની જૈવિક અસર ઉપજાવશે જ એમ ચોક્કસપણે કહી શકાય તેવી સ્થિતિ માટેની બંધારણ સક્રિયતા સંબંધ બાબતની સમજ હજી વિકસી નથી. આમ છતાં એટલું કહી શકાય કે બંધારણીય રીતે સમાન સંયોજનોની શ્રેણીમાં બંધારણીય સક્રિયતા સંબંધમાં કેટલીક નિયમિતતા સ્પષ્ટ તરી આવે છે. નવાં ઔષધોના સંશોધનમાં આ સંબંધો ઘણા ઉપયોગી માલૂમ પડ્યા છે. નવાં ઔષધો ઓછાં વિષાળુ અને ચોક્કસ અસર કરનાર હોઈ બિનજરૂરી આડઅસરોથી મુક્ત હોય તો આ ઔષધો જ રોગ-ચિકિત્સામાં વપરાય છે; દા. ત., ક્લૉરોક્વિન ક્વિનીનને બદલે તથા પ્રૉકેન અને ઝાયલોકેન કોકેનના બદલે વપરાય છે.

(5) કુદરતી ઔષધીય પદાર્થોની સંરચનાથી તદ્દન ભિન્ન પ્રકારની સંરચના ધરાવતાં ઔષધોનું સંશ્લેષણ કરવું; દા. ત., બાર્બિટ્યુરેટ્સ વર્ગનાં નિદ્રાકારી ઔષધો.

(6) કુદરતી ઔષધોનો તથા તેમના અવક્રમણ-ઘટકોનો ઉપયોગ કરીને નવાં ઔષધોનું નિર્માણ. પેનિસિલીનમાંથી 6-ઍમિનો-પેનિસિલાનિક ઍસિડ મેળવીને તેમાંથી કુદરતમાં નહિ મળતાં વધુ સક્રિય પ્રતિજીવીઓ બનાવવામાં આવ્યાં છે; દા. ત., ઍમ્પિસિલીન ગ્રામ પૉઝિટિવ તેમજ ગ્રામ નેગેટિવ જીવાણુઓ ઉપર વધુ ક્રિયાશીલ છે અને મુખમાર્ગે આપી શકાય છે. કુદરતમાં મળતા ડાયોસજેનિનનો ઉપયોગ કરીને વિવિધ સ્ટીરૉઇડ ઔષધો બનાવવામાં આવ્યાં છે.

ઉપલબ્ધ ઔષધોની સંરચનામાં ફેરફાર કરીને વધારે સારી અસરવાળાં ઔષધો અથવા તો ઓછી આડઅસરવાળાં ઔષધો બનાવવામાં સારી એવી સફળતા મળી છે. કોર્ટિકોસ્ટીરૉઇડ અણુમાં ફ્લોરિન પરમાણુ દાખલ કરવાનું તથા બીજા કેટલાક ફેરફારો કરવાથી તેના શોથરોધી ગુણોમાં વૃદ્ધિ કરવાનું જ્યારે તેના વિદ્યુતવિભાજ્યોના સંતુલનમાં ખલેલ કરતા ગુણોમાં ઘટાડો કરવાનું શક્ય બન્યું છે. આવી જ રીતે અણુબંધારણમાં સુધારાવધારા કરીને ઍન્ડ્રોજનની ઉપચયક (anabolic) અસરમાં વધારો દર્શાવતાં ઔષધીય સંયોજનો મેળવી શકાયાં છે.

પૉલિપેપ્ટાઇડના સંશ્લેષણ તથા તેમાંના ઍમિનો-ઍસિડના ક્રમ નક્કી કરવાની બાબતમાં ઘણી પ્રગતિ થઈ છે. આને કારણે નીચા અણુભારવાળાં હૉર્મોન મેળવી શકાયાં છે, જે ઔષધો તરીકે ઉપયોગી છે. દા. ત., ઑક્સિટોસિન અને વેસોપ્રેસિન.

(7) ચયાપચયી(metabolites)ઓનો અભ્યાસ. જીવરસાયણની વિવિધ ક્રિયાઓનો સઘન અભ્યાસ કરવામાં આવે છે અને વિવિધ જૈવ ક્રિયાઓમાં ઉત્પન્ન થતા ચયાપચયીઓ શોધી કાઢવામાં આવે છે. આ ચયાપચયીઓના અણુબંધારણમાં ફેરફાર કરીને એવા અણુઓ સંશ્લેષિત રીતે બનાવાય છે, જે મૂળ ચયાપચયીઓની વિરુદ્ધની સક્રિયતા ધરાવતા હોય છે. પ્રતિચયાપચયીઓ (antimetabolites) તરીકે ઓળખાતા આ પદાર્થો ઔષધ તરીકે આપવાથી અમુક જૈવિક ક્રિયાઓ અટકાવીને તેને કારણે થતા રોગો ઉપર કાબૂ મેળવી શકાય છે. જૈવિક ક્રિયાઓમાં ઉત્સેચકો (enzymes) અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. આ ઉત્સેચકોના બંધારણમાં ચયાપચયીઓ હાજર હોય છે. આ ચયાપચયીઓના બદલે તેમના અણુ સાથે સામ્ય ધરાવતા સંશ્લેષિત પ્રતિચયાપચયીઓ ઉત્સેચક અણુમાં દાખલ થઈ જાય છે.

આમ થતાં આ ઉત્સેચક તેનું મૂળ કાર્ય કરવા અશક્તિમાન નીવડે છે; દા. ત., પેરાઍમિનો બૅન્ઝોઇક ઍસિડનો સલ્ફાનિલ એમાઇડ પ્રતિચયાપચયી છે. આ અભ્યાસથી ઘણાં ઉપયોગી ઔષધ, ખાસ કરીને કૅન્સરની સારવાર માટેનાં ઔષધો મળી આવ્યાં છે.

(8) ઔષધોના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણો અને તેમના અવશોષણ વચ્ચેના સંબંધનો અભ્યાસ.

(9) ઔષધ-યાદી (prescription) તથા ઔષધયોગો(formulation)માંના વિવિધ ઘટકો વચ્ચેની શક્ય અસંગતિ-(incompatibility)નો અભ્યાસ. આ અભ્યાસ ઘણો અગત્યનો છે.

(10) ઔષધોની સમાન અસરો અને ચિકિત્સિક વિશ્વસનીયતા મેળવવા માટે ઔષધોની શુદ્ધતાની ચકાસણી અંગેનાં સલામત અને વ્યવહારુ માન્ય ધોરણો નક્કી કરવાં.

(11) જે રોગો માટે ઔષધો ન હોય તેવાં ક્ષેત્રોમાં નવાં ઔષધો અંગેનું સંશોધન કરવું.

ઔષધોના ચયાપચયીઓના અભ્યાસ ઉપરથી (દા. ત., પૅરાસીટામૉલ), ઔષધોની આડઅસરના અભ્યાસ ઉપરથી (દા. ત., ક્લૉરપ્રૉમોઝીન), નવાં ઔષધોના સંશ્લેષણમાં વપરાતા મધ્યસ્થીઓની ચકાસણી કરતાં (દા. ત., થાયાસિટેઝોન) અને ઔષધોની સક્રિયતા અંગેના અધિતર્ક (hypothesis) પ્રમાણે સંશોધન કરતાં (દા. ત., સાલ્વરસાન) નવીન ઔષધ મળ્યાં છે. આમ વિવિધ માર્ગે કરાયેલા સંશોધનથી ઔષધશાસ્ત્ર સમૃદ્ધ બન્યું છે.

રસાયણજ્ઞો હજારો સંયોજનો બનાવીને તેમની ચકાસણી કરે ત્યારે એકાદ સંયોજન ઔષધ તરીકે ઉપયોગી નીવડે છે. આથી ઔષધ અંગેનું સંશોધન અતિ ખર્ચાળ છે. બહુરાષ્ટ્રીય ફાર્મસ્યૂટિકલ ઉદ્યોગ સાથે સંકળાયેલી કંપનીઓ પોતાના વેચાણના 10 % જેટલું ખર્ચ ઔષધ-સંશોધન અર્થે ફાળવે છે.

સારો ખોરાક, સારાં રહેઠાણ, સારી જાહેર સ્વચ્છતા અને આધુનિક ઔષધોના ઉપયોગથી મૃત્યુદરમાં ઘટાડો નોંધાતાં આયુમર્યાદા ઊંચી આવી છે. આયુમર્યાદા વધતાં વૃદ્ધાવસ્થાને કારણે થતા રોગો વધુ પ્રમાણમાં દેખાવાની શક્યતા છે. વળી ઔદ્યોગિક સંસ્કૃતિમાં અને શહેરીકરણને કારણે જીવન તણાવયુક્ત બન્યું છે. આથી શામક, ઉદ્વેગ ઘટાડનાર ઔષધો, અતિસંવેદનશીલતા ઘટાડનાર ઔષધો તેમજ કૅન્સર તથા વિષાણુજન્ય રોગો, ક્રિયાત્મક રોગો (functional diseases), વૃદ્ધાવસ્થાના રોગો, વિશ્વવ્યાપી અવરજવર વધવાથી ફેલાતા સંક્રામક રોગો તથા એઇડ્ઝ જેવા નવા રોગોને અને અંતરીક્ષ મુસાફરીમાં થતી વિક્રિયા અટકાવવા માટેનાં ઔષધો અંગેના સંશોધનને અગ્રતા આપવામાં આવી રહી છે.

મૂળજીભાઈ દેવાણી

ઈલા પટેલ