Ladderane
রসায়নে, ল্যাডারেন হল একটি জৈব অণু যা দুই বা ততোধিক সংযুক্ত সাইক্লোবুটেন বলয় ধারণ করে। নামটি একটি মইয়ের সাথে সংযুক্ত সাইক্লোবুটেন বলয়ের একটি সিরিজের সাদৃশ্য থেকে উদ্ভূত হয়েছে। বিভিন্ন দৈর্ঘ্যের ল্যাডারেন যৌগের সংশ্লেষণের জন্য অসংখ্য কৃত্রিম পদ্ধতি তৈরি করা হয়েছে। এই প্রক্রিয়াগুলিতে প্রায়শই [2 + 2] ফটোসাইক্লোডেশন জড়িত থাকে, যা স্ট্রেইনড 4-সদস্যযুক্ত বলয় তৈরির জন্য একটি দরকারী প্রতিক্রিয়া। প্রাকৃতিকভাবে ঘটে যাওয়া ল্যাডারানগুলি এনামোক্স ব্যাকটেরিয়া, ফাইলাম প্ল্যাঙ্কটোমাইসেটোটার অ্যানামোক্সোজোম ঝিল্লির প্রধান উপাদান হিসাবে চিহ্নিত করা হয়েছে। নামকরণ শৃঙ্খল দৈর্ঘ্য সংশ্লেষিত পদ্ধতির ফলে বিভিন্ন দৈর্ঘ্যের সিঁড়ি পাওয়া গেছে। ধারাবাহিক বলয়ের সংখ্যার উপর ভিত্তি করে ল্যাডেরেনগুলি বর্ণনা করার জন্য একটি শ্রেণিবিন্যাস ব্যবস্থা তৈরি করা হয়েছে। ল্যাডারেনের দৈর্ঘ্য "ল্যাডারেন" শব্দের পূর্ববর্তী বন্ধনীতে থাকা সংখ্যা দ্বারা বর্ণনা করা হয়। এটি দুটি সাইক্লোব্যুটেন (এন) যোগ 1 দ্বারা ভাগ করা বন্ধনের সংখ্যার সমান। 3 বা ততোধিক ইউনিটের একটি ল্যাডার্ন একটি বৃত্তে সংযোগ স্থাপন করতে পারে, একটি ব্যান্ড গঠন করে, যা দুটি আন্তঃসংযুক্ত সমান্তরাল সাইক্লোঅ্যালকেন বলয় হিসাবেও বিবেচিত হতে পারে। এগুলিকে বলা হয় প্রিজম্যান। স্টেরিওকেমিস্ট্রি ল্যাডেরেনের দুই ধরনের স্টেরিওকেমিক্যাল সম্পর্ক রয়েছে। একটি দুটি সাইক্লোবুটেন বলয়ের মধ্যে সংমিশ্রণে হাইড্রোজেন পরমাণুর আপেক্ষিক বিন্যাস বর্ণনা করে। এই হাইড্রোজেন পরমাণুগুলি সিস-বা ট্রান্স-কনফিগারেশনে থাকতে পারে। এই যৌগগুলিতে রিং স্ট্রেনের কারণে ট্রান্স-ল্যাডেরেন সংশ্লেষিত হয়নি। দ্বিতীয় স্টেরিওকেমিক্যাল সম্পর্কটি পরপর তিনটি সাইক্লোবুটেন বলয়ের অভিযোজন বর্ণনা করে এবং তাই এটি শুধুমাত্র n ≤ 2 এর ল্যাডারেনের জন্য প্রাসঙ্গিক। দুটি বাইরের বলয় একই মুখে (সিন-) বা কেন্দ্রের বলয়ের বিপরীত মুখে (অ্যান্টি-) হতে পারে। ল্যাডারেন যৌগগুলির পরীক্ষাগার সংশ্লেষণের জন্য বিভিন্ন সংশ্লেষিত পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছে। তিনটি প্রধান পদ্ধতি হল (1) পলিন অগ্রদূতের ডাইমারাইজেশন, (2) ধাপে ধাপে সংযোজন, একবারে একটি বা দুটি রিং, (3) এবং অলিগোমেরাইজেশন। ল্যাডারেন সংশ্লেষণের বেশ কয়েকটি উদাহরণ নীচে বর্ণিত হয়েছে। সাইক্লোবুট্যাডাইনের ডাইমেরাইজেশন দুটি সাইক্লোবুট্যাডিয়েনের ডাইমেরাইজেশন প্রতিক্রিয়া অবস্থার উপর নির্ভর করে সিন এবং অ্যান্টি ল্যাডেরেন উভয় পণ্যই তৈরি করতে পারে। সিন পণ্য গঠনের প্রথম ধাপে সোডিয়াম আমালগামের সাথে সিস-3,4-ডাইক্লোরোসাইক্লোবুটিনের চিকিত্সার মাধ্যমে 1,3-সাইক্লোবুটাডাইন উৎপাদন করা হয়। বিক্রিয়াকারী 1,3-সাইক্লোবুটাডাইন গঠনের আগে একটি ধাতব মধ্যবর্তী মধ্য দিয়ে যায়, যা তারপর সিন-ডায়িন গঠনের জন্য ডাইমারাইজ করতে পারে। দ্বিবন্ধের হাইড্রোজেনেশন স্যাচুরেটেড সিন-[3]-ল্যাডেরেন গঠন করবে। অ্যান্টি প্রোডাক্ট তৈরি করতে, সিস-3,4-ডাইক্লোরোসাইক্লোবিউটিন লিথিয়াম অ্যামালগ্যাম দিয়ে চিকিত্সা করা হয়। লিথিয়াম ডেরিভেটিভ একটি সি-সি কাপলিং বিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায় যা ওপেন ডাইমেরিক কাঠামো তৈরি করে। এই মধ্যবর্তী প্রতিক্রিয়াটি অ্যান্টি-ডায়িন গঠন করে, যা হাইড্রোজেনেটেড হয়ে চূড়ান্ত অ্যান্টি-[3]-ল্যাডেরেন পণ্য গঠন করতে পারে। একটি [4]-ল্যাডারডাইনের সংশ্লেষণ মার্টিন এবং সহকর্মীদের দ্বারা বিকশিত একটি ভিন্ন সিন্থেটিক পদ্ধতি [4]-ল্যাডারিন সংশ্লেষণের অনুমতি দিয়েছে। প্রাথমিক ধাপে অ্যাসিটিলিনের সাথে ম্যালিক অ্যানহাইড্রাইডের দুটি সমতুল্য যোগ করে একটি [2]-ল্যাডেরেন গঠন করা হয়। বাকি দুটি বলয় র্যামবার্গ-ব্যাক্লুন্ড বলয়ের সংকোচন থেকে গঠিত হয়। মেহতা এবং সহকর্মীরা 13টি সাইক্লোবুটেন বলয় পর্যন্ত দৈর্ঘ্যের দীর্ঘ শৃঙ্খলযুক্ত ল্যাডেরেনের সংশ্লেষণ করেছেন। এই প্রক্রিয়ায় সেরিক (IV) অ্যামোনিয়াম নাইট্রেট (সিএএন) যোগ করে কম তাপমাত্রায় তার ফে (সিও) 3 কমপ্লেক্স থেকে ডাইকার্বোমেথোক্সাইক্লোবুটাডাইনের ইন সিটু জেনারেশন জড়িত। বিউটাডাইনের উৎপাদন দ্রুত n = 13 পর্যন্ত দৈর্ঘ্যের [n]-ল্যাডেরেনের মিশ্রণ গঠন করে যার সামগ্রিক ফলন 55 শতাংশ। এই পদ্ধতির মাধ্যমে সংশ্লেষিত সমস্ত ল্যাডারেনের একটি সিস, সিন, সিস কাঠামো রয়েছে। এটি দুটি সাইক্লোবুটাডিয়েনের প্রাথমিক ডাইমেরাইজেশনের ফলাফল হতে পারে যা নীচে দেখানো সিন পণ্য গঠন করে। আরও ডাইমেরাইজেশন শুধুমাত্র স্টেরিক কারণগুলির কারণে অ্যান্টি প্রোডাক্ট তৈরি করে। পলিনের অগ্রদূতের মাত্রায়ন এই প্রতিক্রিয়াগুলিতে, দুটি পলিনের দ্বিবন্ধের মধ্যে একাধিক [2 + 2] ফটোসাইক্লোডেশন থেকে ল্যাডারিন গঠিত হয়। এই পদ্ধতি থেকে উদ্ভূত একটি জটিলতা হল বিকল্প, আরও অনুকূল আলোক উত্তেজনা পথের মাধ্যমে অগ্রদূতদের প্রতিক্রিয়া। এই পার্শ্ব প্রতিক্রিয়াগুলি একটি রাসায়নিক স্পেসার ইউনিট যোগ করে প্রতিরোধ করা হয় যা দুটি পলিইনকে একে অপরের সমান্তরালে ধরে রাখে, শুধুমাত্র [2 + 2] সাইক্লোঅ্যাডিশন ঘটতে দেয়। এই প্রতিক্রিয়াগুলিতে ব্যবহৃত একটি সাধারণ স্পেসার হল [2] প্যারাসাইক্লোফেন সিস্টেম। এটি যথেষ্ট অনমনীয় এবং সাইক্লোঅ্যাডিশন ঘটার জন্য যথেষ্ট কাছাকাছি পলিন লেজ ধরে রাখতে পারে। ম্যাকগিলিভ্রে এবং তাঁর সহকর্মীরা দেখিয়েছেন যে, কঠিন অবস্থার সংগঠিত, দ্রাবক-মুক্ত পরিবেশে সমযোজী সংশ্লেষণের জন্য একটি সুপ্রামোলিকুলার পদ্ধতি একটি ল্যাডার্ন দেওয়ার জন্য একটি আন্তঃআণবিক প্রতিক্রিয়ার জন্য দুটি পলিইন সংগঠিত করার সমস্যার সমাধান করতে পারে। বিশেষত, রৈখিক টেমপ্লেট হিসাবে কাজ করে এমন অণু ব্যবহার করে কঠিন পদার্থগুলিতে প্রতিক্রিয়াশীলতা নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি পদ্ধতি গ্রহণ করে, তারা রিসোরসিনল (1,3-বেনজেনেডিওল) এর কোক্রিস্টালাইজেশনের উপযোগিতা প্রদর্শন করেছে, বা একটি ডেরিভেটিভ, একটি অল-ট্রান্স-বিস (4-পাইরিডাইল) পলি-এম-ইনে (4-পাইর-পলি-এম-ইনে) দিয়ে একটি চার-উপাদান আণবিক সমাবেশ তৈরি করে, 2 (রিসোরসিনল) · 2 (4-পাইর-পলি-এম-ইনে), যেখানে প্রতিটি রিসোরসিনল দুটি ও-এইচ····এন হাইড্রোজেন-বন্ধন মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে, [2 + 2] ফটোলোডের জন্য দুটি পলি-এম-ইনে সংগঠিত করে। দুটি পলিইন টেমপ্লেট দ্বারা এমনভাবে অবস্থান করে যে অলিফিনের সি = সি বন্ধন সমান্তরাল থাকে এবং <4.2 Å দ্বারা পৃথক হয়, যা আলোক-বিক্রিয়ার জন্য উপযুক্ত একটি অবস্থান। কঠিন পদার্থের অতিবেগুনি রশ্মি বিকিরণ লক্ষ্যযুক্ত [এন] ল্যাডেরেন তৈরি করে, যেখানে সি = সি বন্ধন প্রতিক্রিয়া করে ফিউজড সাইক্লোবুটেন কাঠামো তৈরি করে। এই ধরনের দুটি হাইড্রোজেন-বন্ধিত, চার-উপাদানের সুপ্রামোলিকুলার সমাবেশের ব্রডব্যান্ড ইউভি-বিকিরণ সংশ্লিষ্ট ল্যাডেরেনগুলিকে স্টেরিওস্পেসিকভাবে এবং গ্রামের পরিমাণে পরিমাণগত ফলন প্রদান করে। জৈবিক পটভূমি ল্যাডেরানগুলি প্রথম প্ল্যাঙ্কটোমাইসেটোটা পর্বের অন্তর্গত অ্যানেরোবিক অ্যামোনিয়াম অক্সিডাইজিং (অ্যানামক্স) ব্যাকটেরিয়ার একটি বিরল গোষ্ঠীতে চিহ্নিত করা হয়েছিল। এই ব্যাকটেরিয়াগুলি অ্যানামক্সোজোম নামক আন্তঃকোষীয় অংশে ক্যাটাবলিক অ্যানামক্স প্রতিক্রিয়াগুলিকে পৃথক করে। অ্যানামক্স প্রক্রিয়ায় অ্যামোনিয়ামের জারণ নাইট্রোজেন গ্যাসে পরিণত হয় এবং চূড়ান্ত ইলেক্ট্রন গ্রহণকারী হিসাবে নাইট্রাইট থাকে। এই প্রক্রিয়ার মধ্যস্থতাকারী দুটি অত্যন্ত বিষাক্ত যৌগ, হাইড্রাজিন (এন2এইচ4) এবং হাইড্রোক্সিলামাইন (এনএইচ2ওএইচ)। জারণ প্রক্রিয়ায় অ্যানামোক্সোসোমের ইন্ট্রাসাইটোপ্লাজমিক মুখে একটি প্রোটন গ্রেডিয়েন্ট তৈরি হয়। প্রোটন গ্রেডিয়েন্টের বিচ্ছুরণ ঝিল্লি-আবদ্ধ এ. টি. পি.-এর মাধ্যমে এ. ডি. পি-র ফসফোরিলেশনের সাথে যুক্ত হয়। ডানদিকে দেখানো ল্যাডারিন লিপিডগুলিতে অ্যানামক্সোজোমগুলি সমৃদ্ধ হয়। ব্যাকটেরিয়া প্রজাতি ব্রোকাডিয়া অ্যানামোক্সিডানস এবং কুয়েনিয়া স্টুটগার্টিয়েনসিস থেকে অ্যানামোক্সোজোম ঝিল্লির বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে ল্যাডেরেনগুলি ঝিল্লি লিপিডের 50 শতাংশেরও বেশি গঠন করে। অ্যানামোক্সোসোমে ল্যাডারেন লিপিডের উচ্চ প্রাচুর্যের ফলে একটি ব্যতিক্রমী ঘন ঝিল্লি তৈরি হয় যার ব্যাপ্তিযোগ্যতা হ্রাস পায়। হ্রাসপ্রাপ্ত ব্যাপ্তিযোগ্যতা ঝিল্লি জুড়ে প্রোটনগুলির নিষ্ক্রিয় বিস্তারকে হ্রাস করতে পারে যা তড়িৎরাসাযনিক গ্রেডিয়েন্টকে নষ্ট করে দেবে। তুলনামূলকভাবে ধীরগতির অ্যানামক্স বিপাকের কারণে এটি অ্যানামক্স ব্যাকটেরিয়ার জন্য বিশেষভাবে ক্ষতিকারক হবে। হ্রাসপ্রাপ্ত ব্যাপ্তিযোগ্যতা অত্যন্ত বিষাক্ত এবং মিউটেজেনিক মধ্যস্থতাকারী, হাইড্রাজিন এবং হাইড্রোক্সিলামাইনকে পৃথক করার জন্যও অনুমান করা হয়েছে, যা বায়োমেম্ব্রেনের মাধ্যমে সহজেই ছড়িয়ে পড়তে পারে। এই মূল মধ্যবর্তীগুলির ক্ষতি ডি. এন. এ-র মতো মূল কোষীয় উপাদানগুলির ক্ষতি করবে, পাশাপাশি কোষের ক্যাটাবলিক দক্ষতা হ্রাস করবে। ল্যাডারেন লিপিডগুলির সংশ্লেষণ একটি প্রাকৃতিকভাবে ঘটে যাওয়া [5]-ল্যাডারেন লিপিড, যার নাম পেন্টাসাইক্লোঅ্যানামোক্সিক অ্যাসিড, কোরি এবং সহকর্মীদের দ্বারা সংশ্লেষিত হয়েছে। এই বিক্রিয়ার প্রথম ধাপে ব্রোমিনেশন জড়িত থাকে যার পরে সাইক্লোঅ্যাক্ট্যাটেট্রাইনের সাইক্লাইজেশন একটি সাইক্লোহেক্সাডাইন গঠন করে। এই সাইক্লোহেক্সাডাইন ডাইবেনজাইল অ্যাজোডিকার্বক্সিলেট দ্বারা আটকা পড়ে। একটি সাইক্লোবুটেন উৎপাদনের জন্য কার্যকরী গোষ্ঠী পরিবর্তন করা হয় যা একটি দ্বিতীয় সাইক্লোবুটেন বলয় উৎপাদনের জন্য একটি সাইক্লোপেন্টেনোনের সাথে একটি [2 + 2] ফটোসাইক্লোডিশনের মাধ্যমে বিশদভাবে বর্ণনা করা হয়। কার্বনিল গ্রুপের সুরক্ষা, তারপরে একটি এন 2 এক্সট্রুশন প্রতিক্রিয়া, আরও দুটি ফিউজড সাইক্লোবুটেন বলয় উৎপন্ন করে। চূড়ান্ত সাইক্লোবুটেন একটি ওল্ফ পুনর্বিন্যাস দ্বারা গঠিত হয়, এবং অ্যালকাইল চেইন একটি উইটিগ অলিফিনেশন দ্বারা ইনস্টল করা হয়। 2016 সালে, স্ট্যানফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের বার্নস এবং সহকর্মীরা [3]-এবং [5]-ল্যাডেরেন লিপিড লেজ উভয়ের একটি এনান্টিওসিলেক্টিভ সংশ্লেষণ এবং একটি সম্পূর্ণ ফসফ্যাটিডাইলকোলিন লিপিডে তাদের অন্তর্ভুক্তির কথা জানিয়েছেন। উভয় পথেই র্যামবার্গ-ব্যাক্লুন্ড বিক্রিয়া দ্বারা প্রস্তুত একটি ছোট [2]-ল্যাডেরিন বিল্ডিং ব্লক বাইসাইক্লো [2.0] হেক্সিন ব্যবহার করা হয়। একটি [5]-ল্যাডেরেন-ধারণকারী ফ্যাটি অ্যাসিডের পথে এই মধ্যবর্তীটির ডাইমারাইজেশন জড়িত যা একটি অল-অ্যান্টি [5]-ল্যাডেরেন হাইড্রোকার্বন গঠন করে। ম্যাঙ্গানিজ পর্ফিরিন অনুঘটক দ্বারা সি-এইচ ক্লোরিনেশন এবং পরবর্তী অপসারণ একটি [5]-ল্যাডেরিন উৎপাদনের জন্য অসম্পূর্ণতা প্রবর্তন করে। হাইড্রোবোরেশন এবং একটি জওয়েফেল বিক্রিয়া রৈখিক অ্যালকাইল গ্রুপ স্থাপন করে। একটি [3]-ল্যাডেরেন ফ্যাটি অ্যালকোহলের পথ শুরু হয় একটি ব্রোমিনেটেড বেনজোকুইনোন এবং বাইসাইক্লো [2.2.0] হেক্সিনের মধ্যে একটি [2 + 2] ফটোসাইক্লোডেশন দিয়ে। এইচ-বিআর নির্মূল করা এবং একটি অর্গানোজিঙ্ক যৌগ যোগ করা অ্যালকাইল অ্যালকোহল ইনস্টল করে। একটি হাইড্রাজিন-মধ্যস্থ ডিঅক্সিজেনেশন বিক্রিয়ার পরে ক্র্যাবট্রির অনুঘটকের সাথে হাইড্রোজনীকরণের ফলে সাইক্লোহেক্সেন বলয় হ্রাস পায়। তথ্যসূত্র সাইক্লোবুটেন পলিসাইক্লিক নন-অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বন