Springen naar inhoud

enzymatische synthese


  • Log in om te kunnen reageren

#1

scheikundige

    scheikundige


  • 0 - 25 berichten
  • 9 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 november 2005 - 17:07

Hallo allemaal,

Ik heb een paar vraagjes. Voor een experimentele opdracht van school mochten we voor de profielvakken zelf een onderwerp verzinnen. Nu hadden we voor scheikunde bedacht om iets te gaan doen met een enzymatische synthese. Ik weet niet zo veel van scheikunde, dus als ik het fout zeg, verbeter me ajb......

Maar als ik het goed begrijp heb je eerst een racemisch mengsel met twee soorten enantiomeren. Deze zijn elkaars spiegelbeeld. Door een enzymatische resolutie kun je deze enantiomeren scheiden. Je kunt een splitsingsmiddel toevoegen en dan ontstaan diastereomeren. Deze diastereomeren hebben wel verschillende eigenschappen, zoals verschil in oplosbaarheid, waardoor de enantiomeren gescheiden kunnen worden. Voor deze resolutie heb je een chirale katalysator nodig.

Nu is mijn vraag welke stoffen (mogen gewoon simpele stoffen zijn) we het beste kunnen gebruiken voor deze resolutie en welke splitsingsmiddelen en katalysator we daar dan bij moeten gebruiken. Ik had al veel gezocht op internet maar kon weinig hier over vinden of het was te ingewikkeld. Bijv. dissertations.......

Maar ik hoop dat jullie me verder kunnen helpen........

Alvast bedankt

Joannes
I'VE GOT TO KNOW!!!

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

DrQuico

    DrQuico


  • >1k berichten
  • 2952 berichten
  • VIP

Geplaatst op 14 november 2005 - 20:43

Welkom op het chemieforum!

Maar als ik het goed begrijp heb je eerst een racemisch mengsel met twee soorten enantiomeren. Deze zijn elkaars spiegelbeeld. Door een enzymatische resolutie kun je deze enantiomeren scheiden. Je kunt een splitsingsmiddel toevoegen en dan ontstaan diastereomeren. Deze diastereomeren hebben wel verschillende eigenschappen, zoals verschil in oplosbaarheid, waardoor de enantiomeren gescheiden kunnen worden. Voor deze resolutie heb je een chirale katalysator nodig.

Je doet het voorkomen alsof dit alles één methode voor de splitsing van enantiomeren is. Het zijn drie verschillende methodes.

Enzymatische splitsing
één van beide enantiomeren reageert sneller in het enzym dan de andere. Door de reactie op tijd te stoppen kun je de niet gereageerde enantiomeer gemakkelijk scheiden van de enantiomeer die wel gereageerd heeft.

Dit wordt vooral (en in toenemende mate) gebruikt voor het scheiden van chirale alcoholen of amines. Eerst wordt het alcohol of amine van beide enantiomeren omgezet tot het acetaat of aceetamide. Het enzym hydrolyseert vervolgens één van beide enantiomeren sneller.

Splitsen met een splitsingsmiddel
Met behulp van een enantiomeer zuiver splitsingsmiddel worden twee verschillende diastereoisomeren gevormd. Deze kun je uit elkaar halen op basis van de verschillende fysische eigenschappen, bijvoorbeeld mbv kristallisatie. De interactie tussen het splitsingsmiddel en het te splitsen molecuul kan covalent, maar ook ionogeen zijn.

Chirale Katalyse
Eigenlijk is dit een door de mens gemaakte variant op enzymatische katalyse. Door het zorvuldig kiezen van chirale groepen (liganden) rondom een katalytisch actief metaalcomplex kan het verkregen complex één van de enantiomeren selectief produceren.

Wanneer je zelf wilt experimenteren zou ik dat doen met de eerste twee methodes. De chirale katalyse is vaak zeer stof en katalysatorspecifiek. De praktische uitvoering is ook doorgaans niet gemakkelijk. Een goed voorbeeld hiervan is wel de synthese van L-Dopa (medicijn tegen Parkinson). Hierbij wordt acylaminopropeenzuur selectief gehydrogeneerd tot L-Dopa. De katalysator hiervoor is een rhodiumkatalysator met chirale fosfineliganden (bijv. DIPAMP). Deze methode is vele malen goedkoper dan de synthese van L/D-Dopa gevolgt door splitsing van de enantiomeren.

Voor de enzymatische resolutie en de splitsing met een splitsingsmiddel zal ik nog even zoeken of ik geschikte experimenten kan vinden.

#3

scheikundige

    scheikundige


  • 0 - 25 berichten
  • 9 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 november 2005 - 22:12

He, bedankt

Top van je snelle reactie. Het wordt me al iets duidelijker. Als je ons ook nog zou kunnen helpen met de stoffen van de andere scheidingsmethoden zou helemaal top zijn. Dan kunnen we al een basisplan voor de proef maken en weten we iig welke stoffen we moeten gebruiken.
I'VE GOT TO KNOW!!!

#4

DrQuico

    DrQuico


  • >1k berichten
  • 2952 berichten
  • VIP

Geplaatst op 15 november 2005 - 13:33

Er staat in het Journal of Chemical Education een experiment voor enzymatische resolutie: kijk hier. Om het hele artikel te downloaden moet je een abonnement op dit tijdschrift hebben, maar je kunt het artikel vast ook bij een (universiteits)bieb krijgen (even bellen of langsgaan).

Dit journal heeft ook experimenten voor resulutie mbv splitsingsmiddelen: bijvoorbeeld deze.

Hier staat verder een uitgewerkter experiment. Een leuke combinatie van het gebruik van enzymen in de organische chemie, en een resolutie met een chiraal splitsingsmiddel.

#5

scheikundige

    scheikundige


  • 0 - 25 berichten
  • 9 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 november 2005 - 16:16

Het experiment met de ephedrine is wel een mooi experiment, alleen weet ik niet of dit geschikt is voor ons vervolg-experiment.....

We willen het namelijk gaan gebruiken om de reukgevoeligheid van sluipwespen te testen, of ze reageren op verschillende enantiomeren, enz...

En ik las dat ephedrine als geneesmiddel gebruikt wordt. Dit zou dan denk ik niet zo geschikt zijn om voor de sluipwespen te gebruiken.

Is er misschien nog een andere optie van stoffen die we voor onze proef kunnen gebruiken?

Ik denk dat het gebruik van een katalysator idd te ingewikkeld wordt, je gaf al aan dat dit zeer specifiek is en aan dat niveau zijn we op dit moment nog niet toe. Misschien dat je nog een andere idee hebt voor een enzymatische synthese, splitsingsmiddelen of enzymatische splitsing? Er zijn namelijk vrij weinig experimenten op het internet te vinden over dit onderwerp.
I'VE GOT TO KNOW!!!

#6

DrQuico

    DrQuico


  • >1k berichten
  • 2952 berichten
  • VIP

Geplaatst op 15 november 2005 - 16:18

We willen het namelijk gaan gebruiken om de reukgevoeligheid van sluipwespen te testen, of ze reageren op verschillende enantiomeren, enz...


Wanneer het je hier om te doen is, dan gaat het waarschijnlijk om behoorlijk specifieke verbindingen. Ik neem aan dat sluipwespen niet op ieder willekeurig chiraal molecuul reageren.
Om welke verbindingen gaat het bij de sluipwespen? Heb je dat al kunnen vinden?

#7

scheikundige

    scheikundige


  • 0 - 25 berichten
  • 9 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 november 2005 - 16:36

Over de specifieke verbindingen hadden we nog niet echt nagedacht. We lazen op internet dat de wespen vrij makkelijk te trainen zijn voor allerlei soorten geurstoffen. Je geeft ze suikerwater en ondertussen stel je ze bloot aan de geurstof. Als je dit een paar keer doet gaan ze al over tot bepaalde handelingen bij het ruiken van de geurstof die ze normaal alleen doen als ze suikerwater krijgen. Het is net als het trainen van een hond. Maar welke specifieke verbindingen we dan moeten gebruiken hadden we nog niet uitgezocht? We wilden alleen gaan onderzoeken of ze de bij verschillende enantiomeren de handeling wel of niet uitvoeren die bij krijgen van suikerwater hoort. Of ze de enantiomeren kunnen onderscheiden. Dat kun je bij sluipwespen volgens mij voor een groot aantal stoffen onderzoeken, omdat ze een breed geurbereik hebben.

Als we dan de enantiomeren kunnen scheiden, kunnen we deze gebruiken voor het practicum met de sluipwespen, maar misschien laat de onzuiverheid dit niet toe. Dan moeten we een enantiomeer zuivere stof bestellen. Maar we willen het wel eerst gaan proberen.....

We zijn ons toen een beetje gaan verdiepen in enantiomeren enz....., maar we wisten nu alleen niet welke stoffen we bijvoorbeeld kunnen gebruiken voor ons practicum en hoe we dit uit moeten voeren. We hopen dat jij ons daarin kunt helpen.......
I'VE GOT TO KNOW!!!

#8

DrQuico

    DrQuico


  • >1k berichten
  • 2952 berichten
  • VIP

Geplaatst op 16 november 2005 - 02:26

In dat geval zou ik gaan voor simpele relatief vluchtige chirale verbindingen zoals R- of S- 2-butanol of 2-aminobutaan.

#9

scheikundige

    scheikundige


  • 0 - 25 berichten
  • 9 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 november 2005 - 19:49

(van 2-butanol wat je eerst adviseerde) kon ik geen experiment e.d. op internet vinden (misschien dat jij nog een idee hierin hebt), maar ik vond op internet wat over racemisch 1-fenylethanamide of (alfa)-fenylethylamine (is dat hetzelfde)? Als je daar (+)-wijnsteenzuur bijvoegt ontstaan dus diastereomere zouten. Daarna kristalliseert 1 vd zouten uit en kan het 1-fenylethanamide vrij gemaakt en tenslotte onder vacuüm gedestilleerd worden. Van het amine dat hierbij wordt verkregen kan de draaiing bepaald worden om de enantiomere overmaat te bepalen? Zou dit een geschikt experiment zijn? Er stond ook nog bij dat de moederloog (wat is dat?) na de kristallisatie opgewerkt kan worden (???) en daarna de draaiing van het verkregen 1-fenylethanamide bepaald kan worden. Hierbij wordt de andere enantiomere overmaat verkregen.

En bij technieken stond nog: extractie door uitscheiden......wat is dat?

Kun je ons misschien vertellen of dit geschikte stoffen zijn en zo ja hoe we dit het beste uit kunnen voeren?

Alvast bedankt............
I'VE GOT TO KNOW!!!

#10

DrQuico

    DrQuico


  • >1k berichten
  • 2952 berichten
  • VIP

Geplaatst op 16 november 2005 - 23:49

(van 2-butanol wat je eerst adviseerde) kon ik geen experiment e.d. op internet vinden (misschien dat jij nog een idee hierin hebt)


Ik noemde ook gewoon zo maar een relatief onschadelijke simpele chirale verbinding.

Zou dit een geschikt experiment zijn?


Ik denk dat de splitsing van 1-fenylethylamine of alfa-fenylethylamine met wijnsteenzuur een prima experiment is om uit te voeren!
Op welke website staat dit beschreven?

Van het amine dat hierbij wordt verkregen kan de draaiing bepaald worden om de enantiomere overmaat te bepalen?


Dat is een methode om de enantiomere zuiverheid (enantiomere overmaat) van je verbinding te bepalen (het links- of rechtsdraaien). Je hebt hiervoor een polarimeter nodig. Al kun je met twee polaroid glazen en een natriumlamp ook al een eind komen.

Er stond ook nog bij dat de moederloog (wat is dat?) na de kristallisatie opgewerkt kan worden (???) en daarna de draaiing van het verkregen 1-fenylethanamide bepaald kan worden. Hierbij wordt de andere enantiomere overmaat verkregen.


De moederloog is de oplossing die je overhoudt nadat je de kristallen hebt afgefiltreerd. Omdat de ene enantiomeer in het neergeslagen zout zit, zit in de overgebleven oplossing een overmaat van de andere enantiomeer. Vaak hebben na een dergelijke splitsing de kristallen wel een hogere enantiomere zuiverheid dan de moederloog.
Met opwerken bedoelen ze het isoleren (terugwinnen) van de 1-fenylethylamine uit de oplossing.

Om enantiomeer superzuiver materiaal te krijgen zul je het uitgekrisalliseerde zout nog een aantal keren moeten herkristalliseren.

extractie door uitscheiden......wat is dat?


Daarmee bedoelen ze waarschijnlijk dat een waterige laag wordt geëxtraheerd met een organisch oplosmiddel waarbij gebruik gemaakt wordt van een scheitrechter.

#11

scheikundige

    scheikundige


  • 0 - 25 berichten
  • 9 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 november 2005 - 16:52

Dit stond op de volgende site: http://www.chemistry.....ding 2005.pdf
I'VE GOT TO KNOW!!!

#12

scheikundige

    scheikundige


  • 0 - 25 berichten
  • 9 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 november 2005 - 17:31

Ik vond op internet engelstalig experiment met 1-phenylethylamine.

Je hebt het racemaat dl a-phenylethylamine, dan is er een resolutie (klassieke resolutie volgens mij) met een l-malic acid of een d-tartaric acid en dan ontstaan de d(+)- or l(-)-isomers.

Wat houdt een l-malic acid of een d-tartaric acid in???

D en L staan voor links en rechtsdraaiend neem ik aan? (of R en S?)

En wat houdt de + of de - in, want er stond ook een experiment met a-phenylethylamine waaruit door een resolutie een R(+)-isomeer en een R(-)-isomeer ontstaan?
I'VE GOT TO KNOW!!!

#13

DrQuico

    DrQuico


  • >1k berichten
  • 2952 berichten
  • VIP

Geplaatst op 17 november 2005 - 21:01

L-malic acid is L-appelzuur
D-tartaric acid is D-wijnsteenzuur

D (dextrorotatory) is hetzelfde als +
L (levorotatory) is hetzelfde als -
Deze aanduidingen verwijzen naar de richting die gepolariseerd licht opdraait wanneer deze door een oplossing wordt geschenen.

R en S verwijzen naar de absolute configuratie van een chiraal atoom. Dit wordt bepaald aan de hand van de struktuurformule.

Een molecuul kan dus theoretisch zowel R-(+) als R-(-) zijn of zowel S-(+) als S-(-) zijn. Dat is zonder het te meten niet te bepalen.
Het is niet mogelijk dat van een chiraal molecuul zowel de R-(+) als de R-(-) vorm beiden voor kunnen komen.
Bijvoorbeeld:
(S)-alanine is toevallig +, maar (S)-glyceraldehyde is toevallig - .

Veranderd door DrQuico, 17 november 2005 - 21:20


#14

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 17 november 2005 - 21:15

D (dextrorotatory) is hetzelfde als +
L (levorotatory) is hetzelfde als -

Niet precies. D en L kun je afleiden uit de tekening van de structuurformule van suikers en aminozuren, een microscopische eigenschap. + en - zijn een aanduiding van de rotatie van het polarisatievlak, en zijn een puur macroscopische eigenschap.

Zie: optische isomerie op Wikipedia

#15

DrQuico

    DrQuico


  • >1k berichten
  • 2952 berichten
  • VIP

Geplaatst op 17 november 2005 - 21:18

Niet precies. D en L kun je afleiden uit de tekening van de structuurformule van suikers en aminozuren, een microscopische eigenschap. + en - zijn een aanduiding van de rotatie van het polarisatievlak, en zijn een puur macroscopische eigenschap.


Oeps 8-[ je hebt natuurlijk gelijk.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures