Viikotehtävän 2 ratkaisu Magneettikuvauslaite:

a)

Magneettivuo silmukan läpi on: Φ=AB=πr^2=π(d/2)^2 B. (1p)

Magneettivuon tiheyden muutosnopeus on suoraan annettu arvo 20,0 mT/ms=20,0 T/s. (½p)

Indusoitunut lähdejännite saadaan induktiolaista:

e=-ΔΦ/Δt(½p)=Δ(π(d/2)^2 B)/Δt=π(d/2)^2ΔB/Δt=π((0,05 m)/2)^2 (20 T)/(1 s)=0,03926…V≈40 mV 1p)

b)

Silmukassa syntyy lämpöenergiaa Q teholla P=Q/t (½p). Tehonkulutus saadaan Ohmin laista:

P=eI=e^2/R (1p) ja resistanssi resistiivisyydestä: R=ρ l/A=ρ 2πr/A=ρ πd/A (1p).

Lämpöenergia menee kappaleen lämmittämiseen:

Q=cmΔT=cρ_tiheys VΔT=cρ_tiheys AπdΔT (1p). Yhdistetään kaikki lausekkeet:

P=Q/t↔e^2/(ρ πd/A)=(cρ_tiheys AπdΔT)/t

→ΔT=(te^2)/(ρπ^2 d^2 cρ_tiheys ) (½p)=(60 s⋅(0,03926 V)^2)/(16⋅〖10〗^(-8) Ωm⋅π^2⋅(0,05 m)^2⋅460 J/kgK⋅7,8⋅〖10〗^3kg/m^3 )

=6,528…K≈7 K (1p)

Viikkotehtävä 3 Anandamidin valmistus:

Kannibinoideja saadaan mm. Cannabis sativa –hampusta. Marihuana ja hasis sisältävät ovat aktiivisia fysiologisia huumeaineita, jotka kannibinoideja. Kannibinoideista tunnetuimmalla Δ9-tetrahydrokannabinolilla on lukuisia psykotrooppisia vaikutuksia. Tämän lisäksi tunnetaan kymmeniä muita kasviperäisiä kannabinoideja. Sekä eläinten että ihmisten elimistössä on kasviperäisten aineiden tapaan vaikuttavia endokannabinoideja, kuten anandamiidi (AEA) ja 2-arakidonyyliglyseroli (2-AG). Yhdisteet sitoutuvat elimistössä kannabinoidireseptoreihin, joiden löytyminen on selvittänyt kannabinoidien fysiologisia vaikutuksia ja avannut samalla oven lääkekehitykselle. Rimonabanttia käytetään mm. ylipainon hoidossa. Sitä on tutkittu myös tupakointia vähentävänä valmisteena. Elimistön tuottamat endokannabinoidit säätelevät useita elimistön toimintoja.

Niiden vaikutus on lyhyt ja paikallinen.

Kaakao ja sitä kautta suklaa sisältää anandamidia. Anandamidi on luonnollisesti aivoissamme esiintyvä neurotransmittori eli hermosolujemme välittäjä-aine. Anandamidi on kannabioidi, jolla on keskeinen vaikutus mieliaalaamme ja sitä erittyy aina kun koemme autuutta ja onnellisuutta. Anandamidi on arakidonihapon johdannainen. Anandamidi valmistetaan synteesissä, jossa arakidonihappo reagoi 2-aminoetanolin kanssa. Kun kirjoitan kirjainyhdistelmän THC, luo se monelle assosiaation kannabiksen vaikuttavaan ainesosaan (9-tetrahydrokannabinolia). On kuitenkin pitkään tiedetty, että kemikaali, joka luonnollisesti lukkiutuu kehossamme THC-reseptoriin, on anandamidi. Kun tietyt molekyylit tarttuvat solun pinnalla olevaan reseptoriin, mahdollistuu tiedon välittyminen solukalvon läpi ja tunnemme olevamme ”pilvessä”.

Anandamidi on siis ihmiselimistön endogeeninen kannabioidi eli endokannabioidi, joka on hypnoottista, hallusinogeenista, rauhoittavaa ja unettavaa. Endogeeniset eli sisäsyntyiset kannabinoidit ovat rakenteeltaan eikosanoideja eli arakidonihapon johdoksia. Elimistössä on kahdenlaisia kannabioidireseptoreja, mutta vain aivojen CB1-reseptori liittyy THC:n psykoaktiivisiin vaikutuksiin eli THC matkii elimistön endokannabioideja. THC kiinnittyy kannabinoidireseptoreihin vain keskivahvasti, mutta kuitenkin luonnollista anandamidia hiukan vahvemmin. Endokannabinoidit toimivat hermostoa suojaavasti. Ne ovat osa aivojen palkitsemisjärjestelmää ja vähentävät kipua. Kova urheilu lisää anandamidin tuotantoa, ja liikkumisen aiheuttama euforinen hyvä olo tulee endokannabinoiditason noususta. (lähde: raakasuklaa.com)

a) Mitkä funktionaaliset ryhmät löydät tetrahydrokannabinolista? Ympyröi ja nimeä ne molekyylin rakennekaavasta.

b) Kirjoita reaktioyhtälö anandamidin valmistukselle.

c) Kuinka paljon arakidonihappoa tarvitaan, jotta voidaan valmistaa 0,62 g anandamidia?