Cholesterol total synthesis
રસાયણશાસ્ત્રમાં કોલેસ્ટ્રોલનું કુલ સંશ્લેષણ જટિલ બાયોમોલેક્યુલ કોલેસ્ટ્રોલના કુલ સંશ્લેષણનું વર્ણન કરે છે અને તેને એક મહાન વૈજ્ઞાનિક સિદ્ધિ માનવામાં આવે છે. જ્હોન કોર્નફોર્થ (ઓક્સફર્ડ યુનિવર્સિટી) સાથે રોબર્ટ રોબિન્સનના સંશોધન જૂથે 1951માં અને રોબર્ટ બર્ન્સ વુડવર્ડે ફ્રાન્ઝ સોન્ડહેઇમર (હાર્વર્ડ યુનિવર્સિટી) સાથે 1952માં તેમનું સંશ્લેષણ પ્રકાશિત કર્યું હતું. બંને જૂથોએ 1950 પછી પ્રથમ પ્રકાશન માટે સ્પર્ધા કરી હતી, જેમાં રોબિન્સનની શરૂઆત 1932માં અને વુડવર્ડની 1949માં થઈ હતી. ઇતિહાસકાર ગ્રેગ મુલ્હેરનના જણાવ્યા અનુસાર રોબિન્સનના પ્રયાસમાં તેમની નેતૃત્વની સૂક્ષ્મ વ્યવસ્થાપન શૈલીને કારણે અવરોધ આવ્યો હતો અને રાસાયણિક ઉદ્યોગ સાથેના તેમના સારા સંબંધોને કારણે વુડવર્ડના પ્રયાસને ઘણો ફાયદો થયો હતો. 1949ની આસપાસ કોર્ટિસોન જેવા સ્ટેરોઇડ્સનું ઉત્પાદન કુદરતી સંસાધનોમાંથી કરવામાં આવ્યું હતું પરંતુ તે મોંઘા હતા. રસાયણ કંપનીઓ મર્ક એન્ડ કંપની અને મોન્સાન્ટોએ સ્ટેરોઇડ સંશ્લેષણ માટે વ્યાવસાયિક તકો જોઇ અને માત્ર વુડવર્ડને જ ભંડોળ પૂરું પાડ્યું નહીં પરંતુ તેમને પાયલોટ પ્લાન્ટ્સમાંથી ચોક્કસ રાસાયણિક મધ્યસ્થીઓની મોટી માત્રા પણ પૂરી પાડી. સખત મહેનતથી વુડવર્ડના પ્રયાસમાં પણ મદદ મળીઃ મધ્યવર્તી સંયોજનોમાંથી એકનું નામ ક્રિસ્ટમાસ્ટરોન રાખવામાં આવ્યું હતું કારણ કે તે 1950 ના નાતાલના દિવસે સોન્ડહેમર દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. અન્ય કોલેસ્ટ્રોલ યોજનાઓ પણ વિકસાવવામાં આવી છેઃ 1966માં ડબ્લ્યુ. એસ. દ્વારા રેસમિક કોલેસ્ટ્રોલનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. જ્હોનસન, જે કુદરતી કોલેસ્ટ્રોલનું એન્ન્ટીયોમર છે, તેની જાણ 1996માં રિકનોવ્સ્કી અને મિકસ દ્વારા, 2002માં જિયાંગ એન્ડ કોવે દ્વારા અને ફરીથી 2008માં રિકનોવ્સ્કી અને બેલાની દ્વારા કરવામાં આવી હતી. કોલેસ્ટ્રોલ અણુ એ ટેટ્રાસાયક્લિક આલ્કોહોલ છે અને સ્ટેરોલનો એક પ્રકાર છે. સ્થિતિ 3 પર આલ્કોહોલ જૂથ સાથે સ્ટેરોલ ફ્રેમમાં કાર્બન સ્થિતિ 10 અને 13 પર 2 મિથાઈલ જૂથો અને સ્થિતિ 17 પર 2-આઇસોક્ટાઈલ જૂથ ઉમેરવામાં આવે છે. આ પરમાણુ આલ્કીન જૂથ સાથે 5,6 સ્થાન પર અસંતૃપ્ત છે. સ્ટીરિયોસેન્ટરની કુલ સંખ્યા 8 છે. અકુદરતી કોલેસ્ટ્રોલ પરમાણુ કે જેનું સંશ્લેષણ પણ કરવામાં આવ્યું છે તેને એન્ટ-કોલેસ્ટ્રોલ કહેવામાં આવે છે. રોબિન્સન સંશ્લેષણ એ કહેવાતા રિલે સંશ્લેષણનું ઉદાહરણ છે. ઘણા રાસાયણિક મધ્યસ્થીઓ (તમામ સ્ટેરોઇડ્સ) પહેલેથી જ જાણીતા હતા અને કુદરતી સંસાધનોમાંથી ઉપલબ્ધ હતા, ઔપચારિક સંશ્લેષણ માટે જે જરૂરી હતું તે એ પુરાવો હતો કે આ મધ્યસ્થીઓને રાસાયણિક સંશ્લેષણ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડી શકાય છે. રોબિન્સન સંશ્લેષણ માટે પ્રારંભિક બિંદુ 1,6-ડાયહાઇડ્રોક્સિનાફ્થાલીન 1 હતું જે લગભગ 20 પગલાંઓમાં તે સમયે પહેલેથી જ જાણીતા એન્ડ્રોસ્ટેરોન 4 માં રૂપાંતરિત થયું હતું. રુઝિકાએ 1938માં પહેલેથી જ દર્શાવ્યું હતું કે એન્ડ્રોસ્ટેરોનને એન્ડ્રોસ્ટેનેડિઓન 5માં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે અને રોબિન્સને ડિહાઇડ્રોએપિએન્ડ્રોસ્ટેરોન 6માં તેનું રૂપાંતરણ દર્શાવ્યું હતું (એપીમેરાઇઝ્ડ હાઇડ્રોક્સિલ જૂથની નોંધ લો) જે પહેલેથી જ જાણીતું સંયોજન છે. 6 નું પ્રેગ્નેનોલોન 7 માં અને પછી એલોપ્રેગ્નનોલોન 8 માં રૂપાંતર કરવાથી પૂંછડીના જૂથને 9 માં એસિટેટ તરીકે ઉમેરવાની અને પછી કોલેસ્ટેનોલ 10 માં રૂપાંતર કરવાની મંજૂરી મળી. કોલેસ્ટેનોલનું કોલેસ્ટ્રોલમાં રૂપાંતર કીટોનના ઓક્સિડેશન, બ્રોમોકેટોનમાં બ્રોમિનેશન અને એનોનમાં નાબૂદી દ્વારા પહેલેથી જ દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. ડાઉબેન અને ઇસ્ટમ (1950) ની પદ્ધતિ દ્વારા કોલેસ્ટેનોનને કોલેસ્ટ્રોલમાં રૂપાંતરિત કરવામાં એનોલ એસિટેટ (લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રાઇડ) માં ઘટાડો અને સાચા આઇસોમરને અલગ કરવા માટે ડિજિટોનિન સાથે અપૂર્ણાંકનો સમાવેશ થાય છે. વુડવર્ડ સંશ્લેષણ માટેનું પ્રારંભિક બિંદુ હાઇડ્રોક્વિનોન 1 હતું જેને બ્યુટાડીન સાથે ડાયલ્સ-એલ્ડર પ્રતિક્રિયામાં સિસ-સાયકલ 2 માં રૂપાંતરિત કરવામાં આવ્યું હતું. ઇચ્છિત ટ્રાન્સ આઇસોમર 5 માં રૂપાંતર સોડિયમ એનોલેટ સોલ્ટ 4 (બેન્ઝિન, સોડિયમ હાઇડ્રાઇડ) ના સંશ્લેષણ દ્વારા અને પછી એસિડિફિકેશન દ્વારા પૂર્ણ કરવામાં આવ્યું હતું. ઘટાડો (લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રાઇડ) પછી ડાયોલ 6 આપે છે, નિર્જલીકરણ (એચસીએલ/પાણી) એ કીટોલ 7 આપે છે, તાત્વિક ઝિંક દ્વારા તેના એસિટેટનું નિર્જલીકરણ એનોન 8 આપે છે, ફોર્મિલેશન (ઇથાઇલ ફોર્મેટ) એ એનોલ 9 આપે છે, માઈકલ ઇથાઇલ વિનાઇલ કીટોન ઉમેરા (પોટેશિયમ ટી-બ્યુટોક્સાઇડ/ટી-બ્યુટેનોલ) એ ડાયોન 11 આપે છે જે ડાયોક્સેનમાં કેઓએચ સાથે પ્રતિક્રિયા પર ફોર્મિલ જૂથને દૂર કરીને એલ્ડોલ ઘનીકરણમાં ટ્રાઇસિકલ 12 આપે છે. પછીની શ્રેણીમાં ઓક્સિડેશન (ઓસ્મિયમ ટેટ્રોક્સાઇડ) એ ડાયોલ 13 આપ્યું, પ્રોટેક્શન (એસિટોન/કોપર સલ્ફેટ) એ એસિટોનાઇડ 14 આપ્યું, હાઇડ્રોજનેશન (પેલેડિયમ-સ્ટ્રોન્ટીયમ કાર્બોનેટ) એ 15 આપ્યું, ફોર્મિલેશન (ઇથાઇલ ફોર્મેટ) એ એનોલ 16 આપ્યું જે પોટેશિયમ આયન 18 દ્વારા આપવામાં આવેલા એનામિન 17 (એન-મિથાઇલાનિલિન/મિથેનોલ) તરીકે સુરક્ષિત છે, કાર્બોક્સિલિક એસિડ 19 સાયનોઇથિલિન સાથે પ્રતિક્રિયા દ્વારા ટ્રાઇટન B નો આધાર તરીકે ઉપયોગ કરે છે. એસિડ 19 ને લેક્ટોન 20 (એસિટિક એનહાઇડ્રાઇડ, સોડિયમ એસિટેટ) માં રૂપાંતરિત કરવામાં આવ્યું હતું અને મિથાઈલમેગ્નેશિયમ ક્લોરાઇડ સાથેની પ્રતિક્રિયામાં ટેટ્રાસાયક્લિક કીટોન 21 મળ્યું હતું. સામયિક એસિડ (ડાયોક્સેન) અને પિપેરિડીન એસિટેટ (બેન્ઝિન) સાથેની સારવારમાં એલ્ડિહાઇડ 24 થી ડાયોલ 22 (ઓક્સિડેશન) અને ડાયલહાઇડ 23 (એલ્ડોલ ઘનીકરણ) મળ્યું હતું. સોડિયમ ડાયક્રોમેટ ઓક્સિડેશનથી કાર્બોક્સિલિક એસિડ 25 મળ્યું, ડાયઝોમિથેન સારવારથી મિથાઈલ એસ્ટર 26 અને સોડિયમ બોરોહાઇડ્રાઇડથી એલિલ આલ્કોહોલ 27 મળ્યું. ડિજિટોનિન સાથે આ રેસમિક સંયોજનનું ચિરલ રીઝોલ્યુશન ચિરલ 28 અને ઓપ્પેનૌર ઓક્સિડેશન ચિરલ 29 ઉત્પન્ન કરે છે. હાઇડ્રોજનકરણ (એડમ્સના ઉત્પ્રેરક) એ આલ્કોહોલને 30, ક્રોમિક એસિડ ઓક્સિડેશનએ કીટોનને 31, સોડિયમ બોરોહાઇડ્રાઇડના ઘટાડાએ સ્ટીરિયોસેલેક્ટિવ રીતે આલ્કોહોલને 32, હાઇડ્રોલિસિસ પછી એસિલેશન દ્વારા એસિટેટને 33, થિયોનિલ ક્લોરાઇડ સારવારથી એસાઇલ ક્લોરાઇડને 34 અને મિથાઈલ કેડમિયમને કીટોનને 35 આપ્યું. અંતિમ તબક્કામાં 35ની આઇસોહેક્સિલમેગ્નેશિયમ બ્રોમાઇડ 36 સાથેની પ્રતિક્રિયાએ ડાયોલ 37 આપ્યું, એસિટિક એસિડની સારવારથી નિર્જલીકરણ થયું અને પછી હાઇડ્રોજનકરણથી એસિટેટ 38 મળ્યું. આ એસ્ટરના હાઇડ્રોલિસિસથી કોલેસ્ટેનોલ 39 મળ્યું. કોલેસ્ટેનોલથી કોલેસ્ટ્રોલ સુધીનો માર્ગ પહેલેથી જ જાણીતો હતો (જુઓઃ રોબિન્સન સંશ્લેષણ). બાહ્ય કડીઓ વુડવર્ડ કોલેસ્ટ્રોલ સંશ્લેષણ @SynArchive.com સંદર્ભો કુલ સંશ્લેષણ