Fremstilling af lægemidlet Salenvir
Formål
Forsøget har til formål at få fremstillet lægemidlet Salenvir ud fra en organisk syntese af to
kommercielt tilgængelige stoffer.
Teori
Inden for medicinverdenen søger man efter metoder til at få produceret Salenvir. Salenvir kan
hæmme den truende virustype Z4HD, bedre kendt som Human Abcessus Virus (HAB-virus).
Salenvir kan udvindes fra en svampeart, men kun i små mængder. Derfor producerer man det
gennem en syntese hvor man bruger de kommercielt tilgængelige stoffer salicylaldehyd og ethan-
1,2-diamin. Salenvir fremstilles ud fra syntesen som ses på reaktionsskemaet nedenfor:
Her går 2 salicylaldehydmolekyler sammen med ethan-1,2-diamin. Der er her tale om en
kondensationsreaktion, hvor de to stoffer går sammen under fraspaltning af 2 vandmolekyler. Det
sker ved at N-molekylerne fra ethan-1,2-diamin går ind og erstatter O-molekylerne ved
dobbeltbindingerne på salicylaldehyd, herved at der fraspaltes et O-atom samt 2 H-atomer, der sker
så på begge salicylaldehydmolekyler og derved fås 2 stk. H
2
O. Reaktionen forløber i en
ethanolblanding, hvor ethanol fungerer som opløsningsmiddel.
Senere får jeg brug for at lave en vurdering af syntesens udbytte ud fra en procentvisafvigelse,
derfor må det teoretiske udbytte af syntesen udregnes. Det teoretiske udbytte udregnes ud fra
kemisk mængdeberegning, hvor formlen
anvendes. Her er n stofmængden, m er massen og
M er molarmassen. For at kunne beregne den teoretiske udbytte masse for Salenvir, må
stofmængden først kendes. Den kan bestemmes ud fra viden om at hver gang der anvendes 2 mol
salicylaldehyd vil der blive dannet 1 mol Salenvir. Således skal stofmængden for salicylaldehyd
bestemmes. Først må massen dog udregnes. Densiteten af salicylaldehyd er givet ved
og
det vides at der anvendes 1.4 mL af stoffet. Herved udregnes massen:
Altså fundet at massen for salicylaldehyd er givet ved 1.60 g. Nu kan molarmassen M så udregnes.
Til det slås vægten, af de atomer der indgår, op i det periodiske system. Der kigges så på stoffet og
det ses at molekyleformlen for salicylaldehyd er givet ved C
7
H
6
O
2
. Derved udregnes molarmassen:
Således er molarmasser for salicylaldehyd givet ved 122.12
. Nu kan stofmængden af for stoffet
så udregnes:
Stofmængden n er altså fundet til 0,013 mol. Ud fra den fundne stofmængde for salicylaldehyd, kan
stofmængden for Salenvir bestemmes. Da der bruges 2 mol salicylaldehyd til at danne 1 mol
Salenvir, må stofmængden være givet ved det halve, altså 0.0066 mol. For at bestemme massen for
Salenvir skal molarmassen først bestemmes. Derfor kigges der på strukturformlen og det ses at
Salenvir er givet ved molekyleformlen C
16
H
16
O
2
N
2
. Således udregnes molarmassen, ved at slå
atomernes vægt op:
Således fundet at molarmassen for Salenvir er givet ved 268.31
. Ud fra viden om stofmængde
og molarmasse bestemmes massen så:
Således er det bestemt at det teoretiske udbytte for syntesen er givet ved 1.76 g Salenvir. Dette
udbytte vil så blive sammenlignet med det praktiske udbytte der opnås i forsøget.
Til at følge reaktionens udvikling anvendes en metode kaldet tyndtlagskromatografi (TLC). Dette er
en hurtig og sikker metode til identifikation. Princippet i metoden er, at anbringer noget af ens
reaktionsvæske på en blyantsstreg der er tegnet på en TLC-plade (papirlignende). Ved siden af
anbringes nogle andre stoffer som skal være med til at sige noget om syntesens forløb, disse vil
blive omtalt under fremgangsmåden. I et bæreglas hvor der er fyldt lidt eluenten (80 % ethylacetat /
20 % benzin) op, anbringes TLC-pladen nu. TLC-pladen skal så blive stående indtil væskefronten
(på pladen) næsten er trukket op til overkanten. Til sidst anbringes TLC-pladen så under UV-lys,
hvorved at man vil kunne se nogle prikker, som er et udtryk for hvor langt det givne stof er vandret
i væsken. Pletternes indbyrdes placering kan bruges så til at sige noget om syntesen forløb.
Udførelse
Først tages der en konisk kolbe som der overføres 1.4 mL salicylaldehyd til. Til dette tilføjes der ca.
20 mL ethanol og blandingen varmes så op med en varmekappe til det koger, altså ved ca. 75 °C.
Når det ses at væsken koger tilsættes der 0.5 mL ethan-1,2-diamin. Her vil blandingen så gå fra at
være farveløs til at være gul.
Reaktionens udvikling følges med tyndtlagskromatografi (TLC). Her tages den tynde ende af et
kapillærrør, som dyppes ned i reaktionsblandingen og fyldes op med væske, så spidsen er fyldt op
helt ned til det sted hvor røret har sin fulde bredde. På TLC-pladen tegnes der så tværs af pladen (1
cm fra underkanten) en tydelig blyantsstreg. Man sætter så kapillærrørets spids ned på
blyantsstregen, hvorved at noget af væsken vil blive suget ud af røret. Pletten der anbringes må dog
ikke blive større end 2 mm i diameteren. Derudover placeres der til venstre på pladen en prik med
salicylaldehyd og til højre en prik med ”rigtig” Salenvir. Disse to stoffer skal være med til at
vurdere hvordan syntesen er gået.
Der tages så et 100 mL bæreglas med låg som har et stykke filtrerpapir siddende på indersiden. Op
til max. 5 mm bæreglasset hældes der så eluenten (80 % ethylacetat / 20 % benzin ) op. TLC-pladen
sættes så ned i bæreglasset, så underkanten står i væsken, og TLC-pladen skal så blive stående indtil
væskefronten næsten er trukket op til overkanten af pladen. Nu tages pladen så op af glasset, og
væskefronten markeres, hvorefter eluenten skal have lov at fordampe væk fra pladen. Man kan dog
ikke se stofferne, og derfor anbringes pladerne under UV-lys, for derved at kunne se hvor langt
prikkerne er vandret i væsken. Pletterne der ses i UV-lyset markeres med en blyant. Syntesen
vurderes så ud fra pladen. Der kigges på om udgangsstoffet er forsvundet, og om der er dannet et
nyt stof, eller der evt. er blevet dannet biprodukter.
Efter at reaktionen er færdig placeres kolben i et isbad for dermed at køle væsken ned, hvorved at
nogle lysegule krystaller udfælder. Nu foretages der så en sugefiltering. Her anvendes en
Büchnertragt som normalt har et meget tæt filter indbygget, hvorved at stoffet filtreres igennem. For
at det ikke tager alt for lang tid, anbringes filteret i en sugekolbe og luden suges derved igennem
ved vandstrålevacuum. Det stof der er blevet filtreret fra, skrabes nu af og tørres under en
varmelampe. Syntesen er så færdig, og der er derved dannet Salenvir. Man står så med det færdige
stof, samt en TLC-plade som bruges til at vurderes syntesens forløb.
Efterfølgende er smeltepunktet for stoffet så bestemt vha. et smeltepunktsapperat. Resultaterne
heraf vil blive præsenteret senere.
Resultater
Der fås ud fra forsøget en TLC-plade hvor der er markeret hvor langt de forskellige stoffer er
vandret. Der er vist et billede af TLC-pladerne nedenfor:
Her ses TLC-pladerne fra 4 forskellige grupper. De vil blive omtalt i efterbehandlingen.
Ud fra forsøget fik vi nogle tørrede gule krystaller (færdig Salenvir), som blev vejet og dermed blev
det praktiske udbytte af forsøget fundet. Det blev vejet til 1.31 g.
Derudover blev der lavet en smeltepunktskurve for stoffet, for dermed at kunne vurdere hvordan
syntesen er forløbet og om lægemidlet er rent. Kurven ses nedenfor:
Her er den første markering på grafen et udtryk for hvornår stoffet startede med at smelte, og den
næste markering er et udtryk for hvornår hele stoffet var smeltet. Smeltepunktet for stoffet findes
således som en gennemsnitsværdi mellem de to markerede temperaturer:
Således fundet at smeltepunktet for vores stof er givet ved .
Efterbehandling
Ud fra det afvejede mængde Salenvir vi har fået fremstillet ved syntesen, kan udbytteprocenten
beregnes. Den teoretiske værdi blev udregnet til 1,76 g og den praktiske værdi blev vejet til 1.31 g.
Således bestemmes udbytteprocenten:
Altså fundet at vores udbytteprocent på forsøget er givet ved 74,3 %. Vi har altså kun fået
fremstillet ca. ¾ af det mulige. Således må der være sker nogle tab i syntese-processen. Det mest
oplagte er, at hele stoffet ikke er nået at krystallisere inden at stoffet er blevet sugefiltreret i
Büchnertragten. Hvis det hele er blevet krystalliseret, vil noget at det være blevet filtreret fra, og
derved er der sket et tab af masse. Hvis man så bort fra resultaterne på TLC-pladerne ville det
potentielt også være muligt, at syntesen er standset for tidligt, og derved vil den fulde mulige
mængde Salenvir ikke være opnået.
Smeltepunktet på vores stof blev målt til . Dette smeltepunkt skal nu sammenlignes med det
teoretiske smeltepunkt for Salenvir, som er på 125,5 . Afvigelsen på smeltepunktet bestemmes så:
Således fundet at vi får en afvigelse på smeltepunktet på 0.96 %. Det tyder således på, at vi har fået
fremstillet et rent lægemiddel. Havde vi nu fået en afvigelse på 20 %, kunne det tyde på at der var
sket en forurening et sted, og at vi derved ikke havde fået fremstillet rent Salenvir. Således tyder det
på at syntesen er forløbet rigtig godt.
En anden indikator som kan bruges, til at sige noget om syntesen forløb, er TLC-pladerne. Når
reaktionsblandingspletten (plet 2) er ud for slutproduktspletten (plet 3) er syntesen forløbet
fuldstændig. Her vil der således ikke være noget udgangspunkt tilbage, og derved er stofferne
færdige med at reagere med hinanden. Hvis reaktionen derimod ikke er forløbet helt færdig, ville
reaktionspletten (plet 2) ligge et sted mellem start- (plet 1) og slutproduktets (plet 3) pletter. Ud fra
resultaterne ser det altså ud til, at synteserne generelt er forløbet fuldstændig, og derved ser det ud
til at reaktionen er forløbet hensigtsmæssigt.
Der findes også en anden måde at sige noget om syntesens forløb ud fra TLC-pladerne. Her kigger
man på pletternes løbelængde, og man sammenligner derved de forskellige stoffers R
F
-værdier. R
F
-
værdier er bestemt ved forholdet mellem den enkelte plets løbeafstand (start til centrum af det sted
hvor pletten er flyttet hen) og længden af væskefrontens løbelængde. For at kunne have
sammenlignet R
F
-værdierne skulle der dog have været målt afstande på TLC-pladerne. Disse
værdier kunne ligeledes være sammenlignet med tabelværdier, og derved havde vi haft endnu en
indikator for vurdering af syntesens forløb.
Fejlkilder og usikkerheder
Der kigges så på de fejlkilder og usikkerheder der kan være forbundet med forsøget. Af potentielle
fejlkilder er der først og fremmest at der kan være sket en forurening. Således vil vores færdige
lægemiddel være blevet forurenet, og det ville betyde at vores smeltepunktsværdi ligger forskudt i
forhold til det teoretiske smeltepunkt for Salenvir. Dog er det ikke tilfældet for vores stof, og det
tyder således ikke på nogen forurening. En anden potentiel fejlkilde er, at den væske vi opsamlet i
kapillærrøret kan udfælde i røret, og derved krystallisere, således at væsken ikke bliver overført
optimalt til TLC-pladen. Som tidligere nævnt, kan det også være at syntesen er blevet stoppet for
tidligt, og derved er hele stoffet ikke være blevet omdannet. Dog tyder det ud fra TLC-pladerne ikke
på at dette er tilfældet. En anden fejlkilde kan være, at hele stoffet muligvis ikke er nået at
krystallisere inden det er blevet sugefiltreret – herved vil der være et tab i masse.
Af usikkerheder er der, at vi har afmålt de forskellige stoffer med henholdsvis 1- og 2 mL kanyler,
og dem vil der være nogle måleusikkerheder på. På kanylerne vil der være en måleusikkerhed på
0.1 mL.
Konklusion
Ud fra den foretagne syntese, kan det konkluderes at vi får fremstillet lægemidlet Salenvir. Dog får
vi kun en udbytteprocent på 74,3 %, hvilket må betyde at der er sket et tab et sted i syntesen. Det
mest oplagte er her at pege på, at hele stoffet ikke er nået at krystallisere inden sugefiltreringen er
fundet sted. Dog får vi et meget rent lægemiddel, hvor smeltepunktet kun afviger 0,96 % i forhold
til det teoretiske smeltepunkt. TLC-pladerne viser os desuden at reaktionerne er forløbet
hensigtsmæssigt, og at stort set alle synteserne er forløbet færdig.