Robinson annulation
રોબિન્સન એન્યુલેશન એ રિંગની રચના માટે કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રમાં ઉપયોગમાં લેવાતી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા છે. તેની શોધ 1935માં રોબર્ટ રોબિન્સન દ્વારા ત્રણ નવા કાર્બન-કાર્બન બંધ બનાવીને છ સભ્યોની વીંટી બનાવવાની પદ્ધતિ તરીકે કરવામાં આવી હતી. આ પદ્ધતિ કીટોન અને મિથાઈલ વિનાઇલ કીટોનનો ઉપયોગ કરીને માઈકલ એડિશન દ્વારા સાયક્લોહેક્સેન રિંગમાં α, β-અસંતૃપ્ત કીટોન બનાવે છે અને ત્યારબાદ એલ્ડોલ ઘનીકરણ થાય છે. આ પ્રક્રિયા ફ્યુઝ્ડ રિંગ સિસ્ટમ્સ બનાવવાની મુખ્ય પદ્ધતિઓમાંની એક છે. ઘણા કુદરતી ઉત્પાદનો અને એન્ટિબાયોટિક્સ અને સ્ટેરોઇડ્સ જેવા અન્ય રસપ્રદ કાર્બનિક સંયોજનોના સંશ્લેષણમાં તેમના ઉપયોગ માટે રસાયણશાસ્ત્રમાં સાયક્લોહેક્સેનોન અને ડેરિવેટિવ્ઝની રચના મહત્વપૂર્ણ છે. ખાસ કરીને, કોર્ટિસોનનું સંશ્લેષણ રોબિન્સન એન્યુલેશનના ઉપયોગ દ્વારા પૂર્ણ થાય છે. રોબિન્સન એન્યુલેશન પરનું પ્રારંભિક પેપર વિલિયમ રૅપસન અને રોબર્ટ રોબિન્સન દ્વારા પ્રકાશિત કરવામાં આવ્યું હતું જ્યારે રૅપસન પ્રોફેસર રોબિન્સન સાથે ઓક્સફર્ડમાં અભ્યાસ કરતા હતા. તેમના કામ પહેલાં, સાયક્લોહેક્સેનોન સંશ્લેષણ α, β-અસંતૃપ્ત કીટોન ઘટકમાંથી મેળવવામાં આવ્યું ન હતું. નેફ્થોલોક્સાઇડ આપવા માટે મિથાઈલ વિનાઇલ કીટોનને નેફ્થોલ સાથે જોડતા પ્રારંભિક અભિગમો, પરંતુ આ પ્રક્રિયા ઇચ્છિત સાયક્લોહેક્સેનોન રચવા માટે પૂરતી ન હતી. આ પ્રતિક્રિયાની અયોગ્ય પરિસ્થિતિઓને આભારી હતી. રોબિન્સન અને રૅપ્સનને 1935માં જાણવા મળ્યું કે સાયક્લોહેક્સેનોન અને α, β-અસંતૃપ્ત કીટોન વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઇચ્છિત સાયક્લોહેક્સેનોનને પોસાય છે. તે છ સદસ્ય રિંગ સંયોજનોના નિર્માણ માટેની મુખ્ય પદ્ધતિઓમાંની એક છે. તેનો વ્યાપક ઉપયોગ થતો હોવાથી, પ્રતિક્રિયાના ઘણા પાસાઓ છે જેની તપાસ કરવામાં આવી છે જેમ કે સબસ્ટ્રેટ્સની વિવિધતા અને પ્રતિક્રિયાની સ્થિતિ જેમ કે અવકાશ અને વિવિધતા વિભાગમાં ચર્ચા કરવામાં આવી છે. રોબર્ટ રોબિન્સનને એલ્કલોઇડ્સના અભ્યાસમાં તેમના યોગદાન માટે 1947માં રસાયણશાસ્ત્ર માટે નોબેલ પુરસ્કાર મળ્યો હતો. પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિ રોબિન્સન એન્યુલેશનની મૂળ પ્રક્રિયા મધ્યવર્તી માઈકલ એડક્ટ ઉત્પન્ન કરવા માટે વિનાઇલ કીટોન પર માઈકલ પ્રતિક્રિયામાં કીટોનના ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલાથી શરૂ થાય છે. અનુગામી એલ્ડોલ પ્રકારની રીંગ બંધ કેટો આલ્કોહોલ તરફ દોરી જાય છે, જે પછી વાર્ષિકી ઉત્પાદનનું ઉત્પાદન કરવા માટે નિર્જલીકરણ દ્વારા અનુસરવામાં આવે છે. માઈકલ પ્રતિક્રિયામાં, કીટોનને બેઝ દ્વારા ડીપ્રોટોનેટ કરીને એનોલેટ ન્યુક્લિયોફાઇલ બનાવવામાં આવે છે જે ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર (લાલ રંગમાં) પર હુમલો કરે છે. આ સ્વીકારનાર સામાન્ય રીતે α, β-અસંતૃપ્ત કીટોન હોય છે, જો કે એલ્ડિહાઇડ, એસિડ ડેરિવેટિવ્ઝ અને સમાન સંયોજનો પણ કામ કરી શકે છે (અવકાશ જુઓ). અહીં બતાવેલ ઉદાહરણમાં, રેજીયોસેલેક્ટિવિટી થર્મોડાયનેમિક એનોલેટની રચના દ્વારા નક્કી થાય છે. વૈકલ્પિક રીતે, રેજીયોસેલેક્ટિવિટીને ઘણીવાર એનોલેટ ઘટક તરીકે β-ડાઇકેટોન અથવા β-કીટોએસ્ટરનો ઉપયોગ કરીને નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે, કારણ કે કાર્બોનિલ જૂથો દ્વારા ફરતી કાર્બન પર ડિપ્રોટોનેશનની મજબૂત તરફેણ કરવામાં આવે છે. ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર એલ્ડોલ ઘનીકરણ પછી એવી રીતે થાય છે કે જે છ સભ્યોની વીંટીને સ્થાપિત કરે છે. અંતિમ ઉત્પાદનમાં, α, β-અસંતૃપ્ત પ્રણાલીના ત્રણ કાર્બન પરમાણુઓ અને તેના કાર્બોનિલ જૂથમાં કાર્બન α નવા સ્થાપિત રિંગના ચાર-કાર્બન પુલ બનાવે છે. મૂળ એનોલેટ અને સાયક્લોહેક્સેનોન ઉત્પાદન વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાને ટાળવા માટે, પ્રારંભિક માઈકલ એડક્ટને ઘણીવાર પહેલા અલગ કરવામાં આવે છે અને પછી ઇચ્છિત ઓક્ટલોનને અલગ પગલામાં આપવા માટે ચક્રીય કરવામાં આવે છે. રોબિન્સન એન્યુલેશન રિએક્શન સ્કીમમાં હાઇડ્રોક્સી કીટોનની રચના પર સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી અભ્યાસ પૂર્ણ કરવામાં આવ્યો છે. ગતિશીલ રીતે નિયંત્રિત પ્રતિક્રિયાઓમાં અંતિમ એલ્ડોલ ઘનીકરણની એન્ટિપેરિપ્લેનર અસરોને કારણે ટ્રાન્સ સંયોજનની તરફેણ કરવામાં આવે છે. તેમ છતાં એવું પણ જાણવા મળ્યું છે કે સાયક્લાઇઝેશન સિંક્લિનલ ઓરિએન્ટેશનમાં આગળ વધી શકે છે. નીચેની આકૃતિ ખુરશી સંક્રમણ સ્થિતિ ધારીને ત્રણ સંભવિત સ્ટીરિયોકેમિકલ માર્ગો દર્શાવે છે. એવું માનવામાં આવે છે કે આ સંક્રમણ સ્થિતિઓ અને તેમના અનુરૂપ ઉત્પાદનોની રચનામાં તફાવત દ્રાવકની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે છે. સ્કેનિયોએ શોધી કાઢ્યું કે પ્રતિક્રિયાના દ્રાવકને ડાયોક્સેનથી ડી. એમ. એસ. ઓ. માં બદલવાથી ઉપરના પગલું ડીમાં અલગ સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી મળે છે. આ સૂચવે છે કે પ્રોટીક અથવા અપ્રોટિક દ્રાવકોની હાજરી વિવિધ સંક્રમણ સ્થિતિઓને જન્મ આપે છે. યાંત્રિક વર્ગીકરણ રોબિન્સન એન્યુલેશન એ ટેન્ડમ માઈકલ-એલ્ડોલ પ્રતિક્રિયાઓ તરીકે ઓળખાતા રાસાયણિક પરિવર્તનના વિશાળ વર્ગનું એક નોંધપાત્ર ઉદાહરણ છે, જે ક્રમિક રીતે માઈકલ એડિશન અને એલ્ડોલ પ્રતિક્રિયાને એક જ પ્રતિક્રિયામાં જોડે છે. રોબિન્સન એન્યુલેશનની જેમ, માઈકલ એડિશન સામાન્ય રીતે પહેલા બે રિએક્ટન્ટ્સને એકસાથે જોડવા માટે થાય છે, પછી એલ્ડોલ પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનમાં રિંગ સિસ્ટમ પેદા કરવા માટે ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર રીતે આગળ વધે છે. સામાન્ય રીતે પાંચ કે છ સભ્યોની વીંટીઓ ઉત્પન્ન થાય છે. જોકે રોબિન્સન એન્યુલેશન સામાન્ય રીતે મૂળભૂત પરિસ્થિતિઓમાં હાથ ધરવામાં આવે છે, પ્રતિક્રિયાઓ વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં હાથ ધરવામાં આવી છે. હીથકોક અને એલિસ સલ્ફ્યુરિક એસિડનો ઉપયોગ કરીને આધાર-ઉત્પ્રેરક પદ્ધતિના સમાન પરિણામોની જાણ કરે છે. માઈકલ પ્રતિક્રિયા એનામાઇન દ્વારા તટસ્થ પરિસ્થિતિઓમાં થઈ શકે છે. માઈકલ એડક્ટનું ઉત્પાદન કરવા માટે કીટોનની હાજરીમાં મેનિક આધારને ગરમ કરી શકાય છે. રોબિન્સન એન્યુલેશન પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને સંયોજનોની સફળ તૈયારી નોંધવામાં આવી છે. માઈકલ સ્વીકારનાર એક લાક્ષણિક માઈકલ સ્વીકારનાર એ α, β-અસંતૃપ્ત કીટોન છે, જો કે એલ્ડિહાઇડ અને એસિડ ડેરિવેટિવ્ઝ પણ કામ કરે છે. વધુમાં, બર્ગમેન એટ અલ. અહેવાલ આપે છે કે નાઇટ્રાઇલ્સ, નાઇટ્રો સંયોજનો, સલ્ફોન્સ અને ચોક્કસ હાઇડ્રોકાર્બન જેવા દાતાઓનો સ્વીકારકર્તા તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. એકંદરે, માઈકલ સ્વીકારનારાઓ સામાન્ય રીતે સક્રિય ઓલેફિન હોય છે જેમ કે નીચે દર્શાવેલ છે જ્યાં EWG એ બતાવ્યા પ્રમાણે સાયનો, કેટો અથવા એસ્ટર જેવા ઇલેક્ટ્રોન ઉપાડ જૂથનો ઉલ્લેખ કરે છે. વિચટરલ પ્રતિક્રિયા વિચટરલ પ્રતિક્રિયા એ રોબિન્સન એન્યુલેશનનો એક પ્રકાર છે જે મિથાઈલ વિનાઇલ કીટોનને 1,3-ડિક્લોરો-સિસ-2-બ્યુટીન સાથે બદલે છે. આ લાક્ષણિક α, β-અસંતૃપ્ત કીટોનથી અલગ માઈકલ સ્વીકારનારનો ઉપયોગ કરવાનું ઉદાહરણ આપે છે. માઈકલ ઉમેરા દરમિયાન અનિચ્છનીય પોલિમરાઇઝેશન અથવા ઘનીકરણને ટાળવા માટે 1,3-ડાઇક્લોરો-સિસ-2-બ્યુટીનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. સંબંધિત હોઝર એન્યુલેશનમાં પ્રતિક્રિયા ક્રમ એ માઈકલ એડિશન છે જે પછી ડીકમેન કન્ડેન્સેશન અને અંતે એલિમિનેશન છે. ડાઇકમેન ઘનીકરણ એ એક સમાન રીંગ છે જે β-કીટોસ્ટર્સ આપવા માટે આધાર સાથે ડાયસ્ટર્સની ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાને બંધ કરે છે. હોઝર દાતા એક સુગંધિત સલ્ફોન અથવા મિથાઈલીન સલ્ફોક્સાઇડ છે જે ઓર્થો સ્થિતિમાં કાર્બોક્સિલિક એસ્ટર જૂથ ધરાવે છે. હોઝર સ્વીકારનાર માઇકલ સ્વીકારનાર છે. મૂળ હોઝર પ્રકાશનમાં ઇથાઇલ 2-કાર્બોક્સીબેન્ઝિલ ફિનાઇલ સલ્ફોક્સાઇડ પેન્ટ-3-એનઈ-2-વન સાથે એલડીએ સાથે −78°સી પર ટીએચએફમાં આધાર તરીકે પ્રતિક્રિયા આપે છે. અસમપ્રમાણ રોબિન્સન એન્યુલેશન રોબિન્સન એન્યુલેશન ઉત્પાદનોના અસમપ્રમાણ સંશ્લેષણમાં મોટે ભાગે પ્રોલાઇન ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ સામેલ હોય છે. અભ્યાસો રોબિન્સન એન્યુલેશન પ્રતિક્રિયાના બંને તબક્કા દરમિયાન ઉત્પ્રેરક તરીકે ઉપયોગ કરવા માટે એલ-પ્રોલિન તેમજ અન્ય કેટલાક કાયરલ એમાઇન્સના ઉપયોગની જાણ કરે છે. ઓપ્ટિકલી એક્ટિવ પ્રોલાઇન કેટાલિસિસનો ઉપયોગ કરવાના ફાયદા એ છે કે તેઓ 60-70% ની એન્ન્ટીયોમેરિક અતિશયતા સાથે સ્ટીરિયોસેલેક્ટિવ છે. વાંગ, એટ અલ. આવા ઓર્ગેનોકેટાલિટિક રોબિન્સન એન્યુલેશન દ્વારા કાયરલ થિયોક્રોમેન્સના એક-પોટ સંશ્લેષણની જાણ કરવામાં આવી હતી. વિલાન્ડ-મિશર કીટોન એ 2-મિથાઈલ-સાયક્લોહેક્સેન-1,3-ડાયોન અને મિથાઈલ વિનાઇલ કીટોનનું રોબિન્સન એન્યુલેશન ઉત્પાદન છે. આ સંયોજનનો ઉપયોગ મહત્વપૂર્ણ જૈવિક ગુણધર્મો ધરાવતા ઘણા સ્ટેરોઇડ્સના સંશ્લેષણમાં થાય છે અને પ્રોલિન ઉત્પ્રેરણાનો ઉપયોગ કરીને એનેન્શિયોપ્યોર બનાવી શકાય છે. એફ. ડીન ટોસ્ટે અને સહકાર્યકરોએ (+)-ફોસેટિમાઈનના કુલ સંશ્લેષણમાં રોબિન્સન એન્યુલેશનનો ઉપયોગ કર્યો છે, જે ટેટ્રાસાયક્લિક લાઇકોપોડિયમ આલ્કલોઇડ છે જે એસિટિલકોલાઇન એસ્ટરેઝને રોકવા માટે સંભવિત એપ્લિકેશન ધરાવે છે. મર્ક ખાતેના વૈજ્ઞાનિકોએ પ્લેટેન્સિમાઇસિન માટે એનાન્ટિઓસેલેક્ટિવ માર્ગ શોધી કાઢ્યો, જે સંભવિત ઔષધીય ઉપયોગો સાથેનું એક નવીન એન્ટિબાયોટિક લીડ સંયોજન છે, જે નજીકના ચિત્રમાં જોવા મળે છે. પ્રારંભિક સંશ્લેષણએ આલ્કોહોલ મોટિફ્સ અને ડબલ બોન્ડની ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર એથેરિફિકેશન પ્રતિક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને સંયોજનનું રેસેમિક સ્વરૂપ આપ્યું હતું. યામામોટો અને સહકાર્યકરો પ્લેટેન્સિમાઇસિનના ટેટ્રાસાયક્લિક કોરનું સીધું એન્ન્ટીયોસેલેક્ટિવ સંશ્લેષણ પ્રદાન કરવા માટે વૈકલ્પિક ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર રોબિન્સન એન્યુલેશનના ઉપયોગની જાણ કરે છે. કી રોબિન્સન એન્યુલેશન પગલું કાયરલ નિયંત્રણ માટે એલ-પ્રોલાઇનનો ઉપયોગ કરીને એક વાસણમાં પૂર્ણ કરવામાં આવ્યું હોવાનું નોંધવામાં આવ્યું હતું. પ્રતિક્રિયાની સ્થિતિઓ નીચે જોઈ શકાય છે. સંદર્ભો નામ પ્રતિક્રિયાઓ ઉમેરો પ્રતિક્રિયાઓ કાર્બન-કાર્બન બંધ બનાવતી પ્રતિક્રિયાઓ