Ladderane
રસાયણશાસ્ત્રમાં, લેડરન એ એક કાર્બનિક અણુ છે જેમાં બે અથવા વધુ ફ્યુઝ્ડ સાયક્લોબ્યુટેન રિંગ્સ હોય છે. આ નામ ફ્યૂઝ્ડ સાયક્લોબ્યુટેન રિંગ્સની શ્રેણીની સીડી સાથે સામ્યતા પરથી ઊભું થાય છે. વિવિધ લંબાઈના લેડરન સંયોજનોના સંશ્લેષણ માટે અસંખ્ય કૃત્રિમ અભિગમો વિકસાવવામાં આવ્યા છે. આ પદ્ધતિઓમાં ઘણીવાર [2 + 2] ફોટોસાઇક્લોડેશનનો સમાવેશ થાય છે, જે તાણિત 4-સભ્યોની વીંટીઓ બનાવવા માટે ઉપયોગી પ્રતિક્રિયા છે. કુદરતી રીતે બનતાં લેડરન્સને એનામોક્સ બેક્ટેરિયાના એનામોક્સોસોમ પટલના મુખ્ય ઘટકો તરીકે ઓળખવામાં આવ્યા છે, ફાયલમ પ્લેન્ક્ટોમાઇસેટોટા. નામકરણ સાંકળ લંબાઈ કૃત્રિમ અભિગમોએ વિવિધ લંબાઈની સીડી મેળવી છે. સળંગ વીંટીઓની સંખ્યાના આધારે સીડીનું વર્ણન કરવા માટે વર્ગીકરણ પ્રણાલી વિકસાવવામાં આવી છે. નિસરણીની લંબાઈ કૌંસમાં સંખ્યા દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે જે "નિસરણી" શબ્દની આગળ છે. આ બે સાયક્લોબ્યુટેન (એન) વત્તા 1 દ્વારા વહેંચાયેલા બંધની સંખ્યા બરાબર છે. 3 કે તેથી વધુ એકમોનું લેડરન વર્તુળમાં જોડાઈ શકે છે, બેન્ડ બનાવી શકે છે, જેને બે એકબીજા સાથે જોડાયેલા સમાંતર સાયક્લોઆલ્કેન રિંગ્સ પણ ગણી શકાય. આને પ્રિસ્મેન કહેવામાં આવે છે. સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી લેડરન્સમાં બે પ્રકારના સ્ટીરિયોકેમિકલ સંબંધો હોય છે. એક બે સાયક્લોબ્યુટેન રિંગ્સ વચ્ચેના ફ્યુઝન પર હાઇડ્રોજન અણુઓની સંબંધિત ગોઠવણીનું વર્ણન કરે છે. આ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ સિસ-અથવા ટ્રાન્સ-રૂપરેખાંકનમાં હોઈ શકે છે. આ સંયોજનોમાં રિંગ સ્ટ્રેઇનને કારણે ટ્રાન્સ-લેડરનનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું નથી. બીજો સ્ટીરિયોકેમિકલ સંબંધ સતત ત્રણ સાયક્લોબ્યુટેન રિંગ્સની દિશાને વર્ણવે છે, અને તેથી તે ફક્ત n ≤ 2 ના લેડરન્સ સાથે સંબંધિત છે. બે બાહ્ય વીંટીઓ એક જ ચહેરા (સિન-) પર અથવા મધ્ય વીંટીના વિરુદ્ધ ચહેરા (એન્ટી-) પર હોઈ શકે છે. લેડરન સંયોજનોના પ્રયોગશાળા સંશ્લેષણ માટે વિવિધ કૃત્રિમ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. ત્રણ મુખ્ય અભિગમો છે (1) પોલિન પ્રીકર્સરનું ડાયમેરાઇઝેશન, (2) તબક્કાવાર ઉમેરો, એક સમયે એક કે બે રિંગ્સ, (3) અને ઓલિગોમેરાઇઝેશન. લેડરન સંશ્લેષણના કેટલાક ઉદાહરણો નીચે દર્શાવેલ છે. સાયક્લોબ્યુટાડીયનનું ડાયમેરાઇઝેશન બે સાયક્લોબ્યુટાડીયનનું ડાયમેરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયાની સ્થિતિને આધારે સિન અને એન્ટી લેડરન ઉત્પાદનો બંને પેદા કરી શકે છે. સિન ઉત્પાદનની રચનાના પ્રથમ પગલામાં સોડિયમ મિશ્રણ સાથે સિસ-3,4-ડાયક્લોરોસાયક્લોબ્યુટીનની સારવાર દ્વારા 1,3-સાયક્લોબ્યુટાડાઈનનું ઉત્પાદન સામેલ છે. 1, 3-સાયક્લોબ્યુટાડાઈનની રચના કરતા પહેલા રિએક્ટન્ટ ધાતુયુક્ત મધ્યવર્તીમાંથી પસાર થાય છે, જે પછી સિન-ડાયિનની રચના કરવા માટે ડાઇમરાઇઝ કરી શકે છે. બેવડા બંધોનું હાઇડ્રોજનકરણ સંતૃપ્ત સિન-[3]-લેડરેન બનાવશે. એન્ટી પ્રોડક્ટ પેદા કરવા માટે, સિસ-3,4-ડાયક્લોરોસાયક્લોબ્યુટીનને લિથિયમ મિશ્રણ સાથે સારવાર આપવામાં આવે છે. લિથિયમ વ્યુત્પન્ન ઓપન ડાયમેરિક માળખું ઉત્પન્ન કરવા માટે સી-સી જોડાણ પ્રતિક્રિયામાંથી પસાર થાય છે. આ મધ્યવર્તી એન્ટી-ડાયિન રચવા માટે પ્રતિક્રિયા આપે છે, જેને હાઇડ્રોજનીકૃત કરીને અંતિમ એન્ટી-[3]-લેડરેન ઉત્પાદન બનાવી શકાય છે. [4]-લેડરડીનનું સંશ્લેષણ માર્ટિન અને સહકાર્યકરો દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલા એક અલગ કૃત્રિમ અભિગમએ [4]-લેડરનનું સંશ્લેષણ કરવાની મંજૂરી આપી છે. પ્રારંભિક તબક્કામાં એસિટિલીન સાથે મેલિક એનહાઇડ્રાઇડના બે સમકક્ષના ઉમેરાથી [2]-લેડરિનની રચના થાય છે. બાકીની બે વીંટીઓ રેમ્બર્ગ-બેકલંડ વીંટીના સંકોચનથી રચાય છે. મહેતા અને સહકાર્યકરો દ્વારા 13 સાયક્લોબ્યુટેન રિંગ્સ સુધીની લંબાઈવાળા લાંબી સાંકળવાળા લેડરન્સના સંશ્લેષણનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું છે. આ પ્રક્રિયામાં સેરિક (IV) એમોનિયમ નાઇટ્રેટ (સી. એ. એન.) ના ઉમેરા સાથે નીચા તાપમાને તેના ફે (સી. ઓ.) 3 સંકુલમાંથી ડાયકાર્બોમેથોક્સિસાયક્લોબ્યુટાડીનની મૂળ સ્થાને ઉત્પાદન સામેલ છે. બ્યુટાડાઈનનું ઉત્પાદન ઝડપથી 55 ટકાની એકંદર ઉપજ સાથે n = 13 સુધીની લંબાઈના [n]-લેડરનનું મિશ્રણ બનાવે છે. આ પદ્ધતિ દ્વારા સંશ્લેષિત તમામ નિસરણીઓમાં એક સિસ, સિન, સિસ માળખું હોય છે. આ બે સાયક્લોબ્યુટાડિએન્સના પ્રારંભિક ડાયમેરાઇઝેશનનું પરિણામ હોઈ શકે છે, જે પ્રાધાન્યમાં નીચે દર્શાવેલ સિન ઉત્પાદન બનાવે છે. વધુ ડાયમેરાઇઝેશન માત્ર સ્ટેરિક પરિબળોને કારણે એન્ટિ પ્રોડક્ટ ઉત્પન્ન કરે છે. પોલિન અગ્રદૂતોનું ડાયમેરાઇઝેશન આ પ્રતિક્રિયાઓમાં, બે પોલિનના બેવડા બંધ વચ્ચેના બહુવિધ [2 + 2] ફોટોસાઇક્લોડેશનમાંથી લેડરન્સ રચાય છે. આ અભિગમમાંથી જે ગૂંચવણ ઊભી થાય છે તે વૈકલ્પિક, વધુ અનુકૂળ ફોટો એક્સાઇટેશન માર્ગો દ્વારા પૂર્વગામીઓની પ્રતિક્રિયા છે. આ આડઅસરોને રાસાયણિક સ્પેસર એકમના ઉમેરા દ્વારા અટકાવવામાં આવે છે જે બે પોલિનને એકબીજાની સમાંતર રાખે છે, જે ફક્ત [2 + 2] સાયક્લોડેશન થવાની મંજૂરી આપે છે. આ પ્રતિક્રિયાઓમાં વપરાતો એક સામાન્ય સ્પેસર [2.2] પેરાસીક્લોફેન સિસ્ટમ છે. આ પૂરતું કઠોર છે અને પોલિનની પૂંછડીઓને એટલી નજીક રાખી શકે છે કે જેથી સાયક્લોડેશન થાય. મેકગિલીવરે અને તેમના સાથીઓએ દર્શાવ્યું છે કે ઘન અવસ્થાના સંગઠિત, દ્રાવક-મુક્ત વાતાવરણમાં સહસંયોજક સંશ્લેષણ માટે સુપરમોલેક્યુલર અભિગમ લેડરન આપવા માટે ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર પ્રતિક્રિયા માટે બે પોલિનને ગોઠવવાની સમસ્યાનું સમાધાન પ્રદાન કરી શકે છે. ખાસ કરીને, રેખીય નમૂનાઓ તરીકે કામ કરતા અણુઓનો ઉપયોગ કરીને ઘન પદાર્થોમાં પ્રતિક્રિયાશીલતાને નિયંત્રિત કરવા માટે અભિગમ અપનાવીને, તેઓએ રેસોર્સિનોલ (1,3-બેન્ઝેનેડિઓલ) ના કોક્રિસ્ટલાઈઝેશનની ઉપયોગિતા દર્શાવી છે, અથવા એક વ્યુત્પન્ન, ઓલ-ટ્રાન્સ-બીસ (4-પાયરીડાઇલ) પોલી-એમ-એન (4-પાયરી-પોલી-એમ-એન) સાથે ચાર-ઘટક પરમાણુ એસેમ્બલી ઉત્પન્ન કરે છે, 2 (રેસોર્સિનોલ) · 2 (4-પાયરી-પોલી-એમ-એન), જેમાં દરેક રેસોર્સિનોલ બે ઓ-એચ · · એન હાઇડ્રોજન-બંધન ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા, [2 + 2] ફોટોલોડ માટે બે પોલી-એમ-એનનું આયોજન કરે છે. બે પોલિન નમૂનાઓ દ્વારા એવી રીતે ગોઠવવામાં આવે છે કે ઓલેફિનના C = C બંધ સમાંતર હોય છે અને <4.2 Å દ્વારા અલગ પડે છે, જે ફોટોરેક્શન માટે યોગ્ય સ્થિતિ છે. ઘનનું યુવી ઇરેડિયેશન લક્ષિત [એન] લેડરન ઉત્પન્ન કરે છે, જેમાં સી = સી બોન્ડ્સ ફ્યુઝ્ડ સાયક્લોબ્યુટેન માળખું બનાવવા માટે પ્રતિક્રિયા આપે છે. આવી બે હાઇડ્રોજન-બંધાયેલ, ચાર-ઘટક સુપરમોલેક્યુલર એસેમ્બલીઓનું બ્રોડબેન્ડ યુવી-ઇરેડિયેશન અનુરૂપ લેડરન્સને સ્ટીરિયોસ્પેસીક રીતે અને ગ્રામ જથ્થામાં માત્રાત્મક ઉપજ આપે છે. જૈવિક પૃષ્ઠભૂમિ લેડરન્સને સૌપ્રથમ ફાઇલમ પ્લેન્ક્ટોમાઇસેટોટા સાથે જોડાયેલા એનારોબિક એમોનિયમ ઓક્સિડાઇઝિંગ (એનામોક્સ) બેક્ટેરિયાના દુર્લભ જૂથમાં ઓળખવામાં આવ્યા હતા. આ બેક્ટેરિયા એનામોક્સોસોમ્સ તરીકે ઓળખાતા અંતઃકોશિક ખંડોમાં કેટાબોલિક એનામોક્સ પ્રતિક્રિયાઓને અલગ કરે છે. એનામોક્સ પ્રક્રિયામાં એમોનિયમનું નાઇટ્રોજન ગેસમાં ઓક્સિડેશન થાય છે, જેમાં અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર તરીકે નાઇટ્રાઇટ હોય છે. આ પ્રક્રિયામાં મધ્યવર્તી બે અત્યંત ઝેરી સંયોજનો છે, હાઇડ્રેઝિન (N2H4) અને હાઇડ્રોક્સિલામાઇન (NH2OH). ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયામાં એનામોક્સોઝોમના ઇન્ટ્રાસાઇટોપ્લાજ્મિક ચહેરા પર પ્રોટોન ઢાળનું નિર્માણ સામેલ છે. પ્રોટોન ઢાળના પ્રસરણને પટલથી બંધાયેલા ATPes દ્વારા ADPના ફોસ્ફોરાયલેશન સાથે જોડવામાં આવે છે. જમણી બાજુએ બતાવેલ લેડરન લિપિડ્સમાં એનામોક્સોસોમ્સ સમૃદ્ધ છે. બેક્ટેરિયલ પ્રજાતિઓ બ્રોકાડિયા એનામોક્સિડન્સ અને ક્યુએનિયા સ્ટટગાર્ટીન્સિસમાંથી એનામોક્સોસોમ પટલના વિશ્લેષણમાં જાણવા મળ્યું છે કે પટલના લિપિડ્સમાં 50 ટકાથી વધુ ભાગ લેડરન્સ ધરાવે છે. એનામોક્સોસોમમાં લેડરન લિપિડ્સની ઊંચી વિપુલતા ઓછી અભેદ્યતા સાથે અપવાદરૂપે ગાઢ પટલમાં પરિણમે છે. ઘટાડેલી અભેદ્યતા પટલમાં પ્રોટોનના નિષ્ક્રિય પ્રસરણને ઘટાડી શકે છે જે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઢાળને દૂર કરશે. પ્રમાણમાં ધીમા એનામોક્સ ચયાપચયને કારણે આ ખાસ કરીને એનામોક્સ બેક્ટેરિયા માટે હાનિકારક હશે. અત્યંત ઝેરી અને મ્યુટેજેનિક મધ્યવર્તી, હાઈડ્રાઝિન અને હાઇડ્રોક્સિલામાઇનને અલગ કરવા માટે પણ અભેદ્યતામાં ઘટાડાની ધારણા કરવામાં આવી છે, જે બાયોમેમ્બ્રેન દ્વારા સહેલાઈથી ફેલાઈ શકે છે. આ મુખ્ય મધ્યસ્થીઓની ખોટ ડીએનએ જેવા મુખ્ય સેલ્યુલર ઘટકોને નુકસાન પહોંચાડશે, તેમજ સેલની કેટાબોલિક કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો કરશે. લેડરન લિપિડ્સનું સંશ્લેષણ એ કુદરતી રીતે બનતું [5]-લેડરન લિપિડ, જેને પેન્ટેસીક્લોએનામોક્સિક એસિડ નામ આપવામાં આવ્યું છે, તેનું કોરી અને સહકાર્યકરો દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું છે. આ પ્રતિક્રિયાના પ્રથમ તબક્કામાં બ્રોમિનેશનનો સમાવેશ થાય છે, ત્યારબાદ સાયક્લોહેક્સાડાઈન બનાવવા માટે સાયક્લોઓક્ટેટેટ્રાઈનનું ચક્રીયકરણ થાય છે. આ સાયક્લોહેક્સાડાઈન ડાયબેન્ઝિલ એઝોડિકાર્બોક્સિલેટ દ્વારા ફસાયેલું છે. સાયક્લોબ્યુટેનનું ઉત્પાદન કરવા માટે કાર્યાત્મક જૂથ ફેરફારો કરવામાં આવે છે, જે બીજી સાયક્લોબ્યુટેન વીંટીનું ઉત્પાદન કરવા માટે સાયક્લોપેન્ટેનોન સાથે [2 + 2] ફોટોસાઇક્લોડેશન દ્વારા વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે. કાર્બોનિલ જૂથનું રક્ષણ, એન 2 એક્સટ્રુઝન પ્રતિક્રિયા દ્વારા અનુસરવામાં આવે છે, જે વધુ બે ફ્યુઝ્ડ સાયક્લોબ્યુટેન રિંગ્સ પેદા કરે છે. અંતિમ સાયક્લોબ્યુટેન વોલ્ફ પુનઃરચના દ્વારા રચાય છે, અને આલ્કાઈલ સાંકળ વિટ્ટીગ ઓલેફિનેશન દ્વારા સ્થાપિત થાય છે. 2016 માં, સ્ટેનફોર્ડ યુનિવર્સિટીના બર્ન્સ અને સહકાર્યકરોએ [3]-અને [5]-લેડરન લિપિડ પૂંછડીઓ બંનેના એનાન્સીયોસેલેક્ટિવ સંશ્લેષણ અને સંપૂર્ણ ફોસ્ફેટિડિલકોલાઇન લિપિડમાં તેમના સમાવેશની જાણ કરી હતી. બંને માર્ગો રેમ્બર્ગ-બેક્લુન્ડ પ્રતિક્રિયા દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવેલા નાના [2]-લેડેરીન બિલ્ડિંગ બ્લોક સાયકલક્લો [2.2] હેક્ઝિનનો લાભ લે છે. [5]-લેડરન ધરાવતા ફેટી એસિડના માર્ગમાં આ મધ્યવર્તીના ડાયમેરાઇઝેશનનો સમાવેશ થાય છે જે ઓલ-એન્ટી [5]-લેડરન હાઇડ્રોકાર્બન બનાવે છે. મેંગેનીઝ પોર્ફિરિન ઉત્પ્રેરક દ્વારા સી-એચ ક્લોરિનેશન અને અનુગામી નાબૂદી [5]-લેડેરીન ઉત્પન્ન કરવા માટે અસંતૃપ્તિનો પરિચય આપે છે. હાઇડ્રોબોરેશન અને ઝ્વીફેલ પ્રતિક્રિયા રેખીય આલ્કાઈલ જૂથ સ્થાપિત કરે છે. [3]-લેડરન ફેટી આલ્કોહોલનો માર્ગ બ્રોમિનેટેડ બેન્ઝોક્વિનોન અને સાયકલક્લો [2.2.0] હેક્ઝિન વચ્ચેના [2 + 2] ફોટોસાઇક્લોડેશનથી શરૂ થાય છે. એચ-બીઆરને નાબૂદ કરવાથી અને ઓર્ગેનોઝિંક સંયોજન ઉમેરવાથી આલ્કાઈલ આલ્કોહોલ સ્થાપિત થાય છે. ક્રેબટ્રીની ઉત્પ્રેરક અસરો સાથે હાઇડ્રોજનીકરણ પછી હાઈડ્રાઝિન-મધ્યસ્થ ડીઓક્સીજનેશન પ્રતિક્રિયા સાયક્લોહેક્સેન રિંગમાં ઘટાડો કરે છે. સંદર્ભો સાયક્લોબ્યુટેન્સ પોલીસાયક્લિક નોનએરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બન