본문내용
1. 페니실린의 화학적 구조
1.1. 의약 화학 학습목표
의약 화학은 새로운 치료제용 화학물질의 발견이나 디자인 그리고 이들을 유용한 약품으로 발전시키는 것을 다루는 과학이다. 약은 질병을 예방하거나 완화하거나 치료하기 위한 물질들이다. 의약 화학 분야에서는 화학자들이 다양한 종류의 처방 약 및 처방전 없이 살 수 있는 약들을 디자인하고 합성하고 그 특성들을 파악해 왔다. 한편, 사람들은 인식과 기분을 전환하려는 목적으로도 오랫동안 약을 먹어왔는데, 이를 약의 남용이라고 한다. 의약 화학에 대한 학습목표는 크게 네 가지로 요약할 수 있다. 첫째, 고대부터 사용된 특정 약의 연혁 등을 통해 의약 화학을 소개할 수 있다. 둘째, 약에 사용되는 탄소 화합물 분자들에 대하여 설명할 수 있다. 셋째, 약의 작용 메커니즘을 설명할 수 있다. 넷째, 현대의 약제 설계 과정을 이해하고 설명할 수 있다.
1.2. 약의 연혁
1.2.1. 약의 유래
고대부터 인류는 질병을 치료하기 위해 다양한 식물과 자연물을 활용해 왔다. 고대 중국, 인도, 근동(아라비아, 북동아프리카, 발칸 지역) 문명에서는 풀, 뿌리, 나무껍질 등을 사용하여 질병을 완화하였다. 이는 약에 대한 역사가 약초와 민간요법으로부터 시작되었음을 보여준다. 화학자들은 점차 다양한 처방약과 일반의약품을 개발하여 왔으며, 오늘날 이를 통해 환자들은 혈당, 혈압, 콜레스테롤, 알레르기 등을 조절할 수 있게 되었다. 한편, 인류는 오래전부터 인식과 기분을 전환하려는 목적으로도 약을 사용해 왔는데, 이는 단순히 최근의 현상이 아니라 역사적으로 지속된 약의 남용이라 할 수 있다. []
1.2.2. 현대의 약 사용
오늘날, 약의 도움으로 환자들은 그들의 혈당과 혈압과 콜레스테롤과 알레르기를 조절하고 있다. 좀 더 최근에는 화학자들이 다양한 종류의 처방 약 및 처방전 없이 살 수 있는 약들을 디자인하고 합성하고 그 특성들을 파악해 왔다. 약의 사용과 더불어 사람들은 인식과 기분을 전환하려는 목적으로도 오랫동안 약을 먹어왔는데, 주로 순간적인 진통 효과나 쾌락, 의식 증진 등을 목적으로 약을 남용한다. 약 남용이 단순히 최근의 현상이라고 생각하는 것은 오해이며, 인류의 역사는 약의 사용과 남용으로 점철되어 온 것이 사실이다.
1.2.3. 약의 남용
오랫동안 사람들은 인식과 기분을 전환하려는 목적으로 약을 먹어왔다. 주로 순간적인 진통 효과나 쾌락, 의식 증진 등을 목적으로 약을 남용한다. 약 남용이 단순히 최근의 현상이라고 생각하는 것은 오해이다. 인류의 역사는 약의 사용과 남용으로 점철되어 온 것이 사실이다.
약물에 의해 인식과 기분을 전환하려는 목적으로 오랫동안 약을 복용해왔다. 특히 진통 효과나 쾌락, 의식 증진 등을 위해 약을 남용하는 사례가 많다. 이러한 약물 남용이 최근의 현상이라고만 볼 수 없으며, 인류 역사상 지속적으로 나타난 문제라고 할 수 있다.
1.3. 버드나무 껍질로부터 채취한 약
1.3.1. 버드나무 껍질에 대한 체계적 연구
영국 목사였던 Edmund Stone은 1763년에 Royal Society에 기고를 통하여 버드나무 껍질의 효과를 과학적으로 분석하고 보고하였다. 이어서 화학자들은 버드나무 껍질 추출물로부터 노란색 바늘 모양의 결정 물질을 소량 분리해낼 수 있었다. 이 물질은 나무 종의 이름이 Salix alba이었기 때문에 그 이름을 따서 salicin이라고 명명하였다. salicin은 두 화합물로 화학적 분리가 가능하였는데, 임상 실험으로부터 이들 구성 요소 중 하나만이 열을 내리고 염증을 완화하는 효능이 있다는 것이 밝혀졌다.
불행히도, 임상 실험을 통해 이 활성 요소는 몇 가지 문제점 있는 부작용들을 가지고 있는 것으로 나타났다. 활성 요소는 맛이 아주 불쾌했을 뿐만 아니라 산성도 측면에서도 일부의 환자들의 경우 심한 위장 장애를 겪게 하였다. 이러한 활성 산이 고통 완화, 해열, 염증 치료에 사용된 것이다.
화학자들은 활성 산의 구조를 변형하여 약효는 그대로이고 바람직하지 않은 냄새 및 위장 장애는 없는 관련 화합물을 만들고자 하였다. 첫 번째 변형 시도는 아주 단순한 접근 방법을 취했다. 산을 수산화소듐이나 수산화칼슘과 같은 염기로 중화시켜 산의 염을 형성하는 것이었다. 결과적인 염은 원래 화합물보다 부작용이 적다는 것이 밝혀졌다. 이 발견에 기초하여 화학자들은 분자의 산성 부분이 바람직하지 않은 특성들을 가지고 있는 것이라고 결론지었다.
이 문제를 연구하던 화학자 중의 한 사람이 독일의 주요 화학 회사에서 일하던 Felix Hoffm...
