Iodolactonization
આયોડોલેક્ટોનાઇઝેશન (અથવા, વધુ સામાન્ય રીતે, હેલોલેક્ટોનાઇઝેશન) એ કાર્બનિક પ્રતિક્રિયા છે જે કાર્બન-કાર્બન બેવડા બંધનમાં ઓક્સિજન અને આયોડિનના ઉમેરા દ્વારા રિંગ (લેક્ટોન) બનાવે છે. તે હેલોહાઈડ્રિન સંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયાનો અંતઃઆણ્વિક પ્રકાર છે. આ પ્રતિક્રિયાની જાણ સૌપ્રથમ એમ. જે. બોગાલ્ટ દ્વારા 1904માં કરવામાં આવી હતી અને ત્યારથી તે લેક્ટોન્સના સંશ્લેષણની સૌથી અસરકારક રીતોમાંની એક બની ગઈ છે. પ્રતિક્રિયાની શક્તિઓમાં હળવી પરિસ્થિતિઓ અને ઉત્પાદનમાં બહુમુખી આયોડિન અણુનો સમાવેશ થાય છે. આયોડોલેક્ટોનાઇઝેશનનો ઉપયોગ ઘણા કુદરતી ઉત્પાદનોના સંશ્લેષણમાં કરવામાં આવે છે, જેમાં વર્નોલેપિન અને વર્નોમેનિન જેવા ઔષધીય ઉપયોગો, ગાંઠ વૃદ્ધિ અવરોધમાં ઉપયોગમાં લેવાતા બે સંયોજનો અને સ્વાદુપિંડના લિપેઝ અવરોધક વાઇબ્રાલેક્ટોનનો સમાવેશ થાય છે. એલિયાસ જેમ્સ કોરી દ્વારા અસંખ્ય પ્રોસ્ટાગ્લાન્ડિનનું સંશ્લેષણ કરવા માટે આયોડોલેક્ટોનાઇઝેશનનો પણ ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. સાન્ડ્રાનો આયોડોલેક્ટોનાઇઝેશનનો અહેવાલ વિશ્વસનીય લેક્ટોનાઇઝેશનનું પ્રથમ ઉદાહરણ રજૂ કરે છે જેનો ઉપયોગ ઘણી જુદી જુદી પ્રણાલીઓમાં થઈ શકે છે. બ્રોમોલેક્ટોનાઇઝેશન વાસ્તવમાં કૌસ્તુભ રાયના આયોડોલેક્ટોનાઇઝેશનના પ્રકાશનના વીસ વર્ષમાં વિકસાવવામાં આવ્યું હતું. જો કે, બ્રોમોલેક્ટોનાઇઝેશનનો સામાન્ય રીતે ઓછો ઉપયોગ થાય છે કારણ કે નીચે બતાવેલ આલ્કીનમાં બ્રોમિનનો સરળ ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરો, બ્રોમોલેક્ટોનાઇઝેશન પ્રતિક્રિયા સાથે સ્પર્ધા કરી શકે છે અને ઇચ્છિત લેક્ટોનની ઉપજ ઘટાડી શકે છે. ક્લોરોલેક્ટોનાઇઝેશન પદ્ધતિઓ સૌપ્રથમ 1950 ના દાયકામાં દેખાઇ હતી પરંતુ બ્રોમોલેક્ટોનાઇઝેશન કરતાં પણ ઓછી સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે. તાત્વિક ક્લોરિનનો ઉપયોગ પ્રક્રિયાગત રીતે મુશ્કેલ છે કારણ કે તે ઓરડાના તાપમાને ગેસ છે, અને બ્રોમોલેક્ટોનાઇઝેશનની જેમ ઇલેક્ટ્રોફિલિક એડિશન પ્રોડક્ટ ઝડપથી ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. પદ્ધતિ પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિમાં અણુમાં હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ હેલોનિયમ આયનની રચનાનો સમાવેશ થાય છે જેમાં કાર્બોક્સિલિક એસિડ (અથવા અન્ય કાર્યાત્મક જૂથ કે જે તેના પુરોગામી છે) પણ હોય છે. કાર્બોક્સિલનો ઓક્સિજન ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે કામ કરે છે, જે હેલોનિયમ રિંગને ખોલવા માટે હુમલો કરે છે અને તેના બદલે લેક્ટોન રિંગ બનાવે છે. પ્રતિક્રિયા સામાન્ય રીતે કાર્બોક્સિલ જૂથની ન્યુક્લિયોફિલિસિટી વધારવા માટે હળવી મૂળભૂત પરિસ્થિતિઓમાં કરવામાં આવે છે. અવકાશ આયોડોલેક્ટોનાઇઝેશન પ્રતિક્રિયામાં સંખ્યાબંધ ઘોંઘાટોનો સમાવેશ થાય છે જે ઉત્પાદનની રચનાને અસર કરે છે જેમાં રેજીયોસેલેક્ટિવિટી, રિંગ કદની પસંદગી અને થર્મોડાયનેમિક અને કાઇનેટિક નિયંત્રણનો સમાવેશ થાય છે. રેજીયોસેલેક્ટિવિટીની દ્રષ્ટિએ, આયોડોલેક્ટોનાઇઝેશન પ્રાધાન્યમાં આયોડોનિયમ કેટાયનને અડીને આવેલા સૌથી અવરોધિત કાર્બન અણુ પર થાય છે. આ એ હકીકતને કારણે છે કે વધુ અવેજી કાર્બન આંશિક હકારાત્મક ચાર્જ જાળવવા માટે વધુ સારી રીતે સક્ષમ છે અને આમ વધુ ઇલેક્ટ્રોફિલિક છે અને ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા માટે સંવેદનશીલ છે. જ્યારે અણુમાં બહુવિધ બેવડા બંધ સમાન રીતે પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે, ત્યારે રચનાત્મક પસંદગીઓ પ્રભુત્વ ધરાવે છે. જો કે, જ્યારે એક દ્વિબંધ વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે, ત્યારે તે પ્રતિક્રિયાશીલતા હંમેશા રચનાત્મક પસંદગીને ધ્યાનમાં લીધા વગર પ્રભુત્વ ધરાવે છે. નીચે દર્શાવેલ આયોડોલેક્ટોનાઇઝેશનમાં પાંચ અને છ સભ્યોની બંને રિંગ્સની રચના થઈ શકે છે, પરંતુ રિંગ ક્લોઝર માટે બાલ્ડવિનના નિયમો દ્વારા આગાહી કરવામાં આવી છે તેમ પાંચ સભ્યોની રિંગ પ્રાધાન્યમાં રચાય છે. નિયમો અનુસાર, 5-એક્સો-ટેટ રિંગ બંધ કરવાની તરફેણ કરવામાં આવે છે જ્યારે 6-એન્ડો-ટેટ રિંગ બંધ કરવાની તરફેણ કરવામાં આવતી નથી. દરેક આયોડોલેક્ટોનાઇઝેશનની રેજીયોસેલેક્ટિવિટીની આગાહી કરી શકાય છે અને બાલ્ડવિનના નિયમોનો ઉપયોગ કરીને સમજાવી શકાય છે. સ્ટીરિયોસેલેક્ટિવ આયોડોલેક્ટોનાઇઝેશન સાહિત્યમાં જોવા મળ્યું છે અને ઉપરોક્ત વર્નોપેલિન અને વર્નોમેનિન જેવા મોટા અણુઓના સંશ્લેષણમાં ખૂબ જ ઉપયોગી થઈ શકે છે કારણ કે અન્ય સ્ટીરિયોસેન્ટર્સને જાળવી રાખીને લેક્ટોનની રચના કરી શકાય છે. રિંગ ક્લોઝરને નીચે બતાવ્યા પ્રમાણે કાર્બન-કાર્બન બહુવિધ બંધને અડીને આવેલા સ્ટીરિયોસેન્ટર્સ દ્વારા પણ ચલાવી શકાય છે. હાલની સ્ટીરિયોસેન્ટર્સ વિનાની સિસ્ટમોમાં પણ, બાર્ટલેટ અને સહકાર્યકરોએ શોધી કાઢ્યું હતું કે સ્ટીરિયોસેલેક્ટિવિટી પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. તેઓ તાપમાન અને પ્રતિક્રિયા સમય જેવી પ્રતિક્રિયાઓની પરિસ્થિતિઓને સમાયોજિત કરીને સિસ અને ટ્રાન્સ ફાઇવ મેમ્બર્ડ લેક્ટોન્સનું સંશ્લેષણ કરવામાં સક્ષમ હતા. ટ્રાન્સ પ્રોડક્ટની રચના થર્મોડાયનેમિક પરિસ્થિતિઓમાં થઈ હતી (દા. ત. ટ્રાન્સ પ્રોડક્ટ). લાંબા પ્રતિક્રિયા સમય) જ્યારે સી. આઈ. એસ. ઉત્પાદન ગતિશીલ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ રચાયું હતું (દા. ત. પ્રમાણમાં ટૂંકો પ્રતિક્રિયા સમય). એપ્લિકેશન્સ આયોડોલેક્ટોનાઇઝેશનનો ઉપયોગ ઘણા જૈવિક રીતે મહત્વપૂર્ણ ઉત્પાદનોના સંશ્લેષણમાં થાય છે જેમ કે ગાંઠ વૃદ્ધિ અવરોધક વર્નોલેપિન અને વર્નોમેનિન, સ્વાદુપિંડના લિપેઝ અવરોધક વાઇબ્રાલેક્ટોન અને પ્રાણીઓમાં જોવા મળતા લિપિડ પ્રોસ્ટાગ્લાન્ડિન. નીચેના તમામ કુલ સંશ્લેષણ ઇચ્છિત ઉત્પાદન મેળવવા માટેના મુખ્ય પગલા તરીકે આયોડોલેક્ટોનાઇઝેશનનો ઉપયોગ કરે છે. 1977માં, સેમ્યુઅલ ડેનિશેફસ્કી અને સહકાર્યકરો બહુસ્તરીય પ્રક્રિયા દ્વારા ગાંઠ વૃદ્ધિ અવરોધક ડી. એલ.-વર્નોલેપિન અને ડી. એલ.-વર્નોમેનિનનું સંશ્લેષણ કરવામાં સક્ષમ હતા જેમાં લેક્ટોનાઇઝેશનનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. આ સંશ્લેષણ બાલ્ડવિનના નિયમોથી અપેક્ષિત ચાર કે છ સભ્યોની વીંટી પર પાંચ સભ્યોની વીંટી બનાવવા માટે આયોડોલેક્ટોનાઇઝેશનનો ઉપયોગ દર્શાવે છે. 2006 માં, ઝોઉ અને સહકાર્યકરોએ અન્ય એક કુદરતી ઉત્પાદન, વાઇબ્રાલેક્ટોનનું સંશ્લેષણ કર્યું, જેમાં મુખ્ય પગલું લેક્ટોનની રચના હતી. આયોડોલેક્ટોનાઇઝેશનની સ્ટીરિયોસેલેક્ટિવિટી લક્ષ્ય સંયોજન માટે નિર્ણાયક સ્ટીરિયોકેમિકલ રૂપરેખાંકન સુયોજિત કરે છે. 1969માં, કોરી અને સહકાર્યકરોએ આયોડોલેક્ટોન મધ્યવર્તીનો ઉપયોગ કરીને પ્રોસ્ટાગ્લાન્ડિન E2નું સંશ્લેષણ કર્યું હતું. ફરીથી, આયોડોલેક્ટોનાઇઝેશનની સ્ટીરિયોસેલેક્ટિવિટી ઉત્પાદનની રચનામાં અભિન્ન ભૂમિકા ભજવે છે. આયોડોલેક્ટામાઇઝેશન-લેક્ટમ એનાલોગ હેલોજન એડિશન રિએક્શન સંદર્ભો ઓક્સિજન હેટેરોસાયકલ બનાવતી પ્રતિક્રિયાઓ લેક્ટોન્સ ઓર્ગેનિક પ્રતિક્રિયાઓ પણ જુઓ.