Johnson–Corey–Chaykovsky reaction
जॉनसन-कोरी-चायकोव्स्की प्रतिक्रिया (कभी-कभी कोरी-चायकोव्स्की प्रतिक्रिया या सी. सी. आर. के रूप में संदर्भित) एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जिसका उपयोग कार्बनिक रसायन विज्ञान में एपॉक्साइड, एज़िरिडीन और साइक्लोप्रोपेन के संश्लेषण के लिए किया जाता है। इसकी खोज 1961 में ए. विलियम जॉनसन द्वारा की गई थी और ई. जे. कोरी और माइकल चायकोव्स्की द्वारा महत्वपूर्ण रूप से विकसित किया गया था। प्रतिक्रिया में संबंधित 3-सदस्यीय वलय का उत्पादन करने के लिए कीटोन, एल्डिहाइड, इमाइन या एनोन में सल्फर इलाइड को जोड़ना शामिल है। प्रारंभिक स्टीरियोकेमिस्ट्री की परवाह किए बिना उत्पाद में ट्रांस प्रतिस्थापन के पक्ष में प्रतिक्रिया डायस्टेरियोसेलेक्टिव है। इस विधि के माध्यम से एपॉक्साइड का संश्लेषण ओलेफिन की पारंपरिक एपॉक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के लिए एक महत्वपूर्ण पूर्वसंश्लेषक विकल्प के रूप में कार्य करता है। प्रतिक्रिया को अक्सर मिथिलीन हस्तांतरण के माध्यम से एपॉक्सीकरण के लिए नियोजित किया जाता है, और इस उद्देश्य के लिए कई उल्लेखनीय कुल संश्लेषणों में उपयोग किया गया है (नीचे एपॉक्साइड का संश्लेषण देखें)। इसके अतिरिक्त नीचे प्रतिक्रिया के इतिहास, तंत्र, दायरा और एनांटिओसेलेक्टिव रूपों का विवरण दिया गया है। कई समीक्षाएँ प्रकाशित की गई हैं। जॉनसन द्वारा मूल प्रकाशन प्रतिस्थापित बेंजाल्डिहाइड व्युत्पन्न के साथ 9-डाइमिथाइलसल्फोनियम फ्लोरिनिलाइड की प्रतिक्रिया से संबंधित था। विटिग जैसी प्रतिक्रिया का प्रयास विफल रहा और इसके बजाय एक बेंजाल्फ्लूरेन ऑक्साइड प्राप्त किया गया, यह देखते हुए कि "सल्फर यिलिड और बेंजाल्डिहाइड के बीच प्रतिक्रिया बेंजाल्फ्लूरेन को वहन नहीं करती थी जैसा कि फॉस्फोरस और आर्सेनिक यिलिड में था।" कोरी और चायकोव्स्की द्वारा कुशल मिथिलीन-हस्तांतरण अभिकर्मकों के रूप में (डाइमिथाइलॉक्ससल्फेनियमिल) मेथेनाइड, (CH3) 2SOCH2 और (डाइमिथाइलसल्फेनियमिल) मेथेनाइड, (CH3) 2SCH2 (कोरी-चायकोव्स्की अभिकर्मकों के रूप में जाना जाता है) के बाद के विकास ने प्रतिक्रिया को कार्बनिक कैनन के एक भाग के रूप में स्थापित किया। तंत्र जॉनसन-कोरी-चायकोव्स्की प्रतिक्रिया के लिए प्रतिक्रिया तंत्र में कार्बोनिल या इमाइन समूह में इलाइड का न्यूक्लियोफिलिक जोड़ होता है। एक नकारात्मक आवेश को हेटेरोआटम में स्थानांतरित किया जाता है और क्योंकि सल्फोनियम कैटायन एक अच्छा छोड़ने वाला समूह है, इसलिए यह वलय बनाते हुए निष्कासित हो जाता है। संबंधित विटिग प्रतिक्रिया में, अधिक मजबूत फॉस्फोरस-ऑक्सीजन दोहरे बंधन का गठन ऑक्सीरेन के गठन को रोकता है और इसके बजाय, 4-सदस्यीय चक्रीय मध्यवर्ती के माध्यम से ओलेफिनेशन होता है। ट्रांस डायस्टेरियोसेलेक्टिविटी ने प्रारंभिक जोड़ की प्रतिवर्तीता से परिणाम देखे, जिससे सिन बीटेन पर पसंदीदा एंटी बीटेन के लिए संतुलन की अनुमति मिलती है। इलाइड के प्रारंभिक जोड़ के परिणामस्वरूप निकटवर्ती आवेशों के साथ एक बीटेन होता है; घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत गणनाओं से पता चला है कि दर-सीमित करने वाला चरण सल्फोनियम पर पीछे की ओर हमले के लिए आवश्यक केंद्रीय बंधन को कन्फ़ॉर्मर में घुमाना है। प्रारंभिक चरण में प्रतिवर्तीता की डिग्री (और इसलिए डायस्टेरियोसेलेक्टिविटी) चार कारकों पर निर्भर करती है, जिसमें उच्च चयनशीलता के अनुरूप अधिक प्रतिवर्तीता होती हैः उच्च स्थिरता के साथ सब्सट्रेट की स्थिरता बीटेन पर प्रारंभिक सामग्री का पक्ष लेकर अधिक प्रतिवर्तीता की ओर ले जाती है। उच्च स्थिरता के साथ इलाइड की स्थिरता इसी तरह अधिक प्रतिवर्तीता की ओर ले जाती है। अधिक बाधा के साथ बीटेन में स्थिर बाधा मध्यवर्ती के गठन को नापसंद करके और केंद्रीय बंधन के दर-सीमित घूर्णन को धीमा करके अधिक प्रतिवर्तीता की ओर ले जाती है। अधिक विलयन के साथ लिथियम जैसे काउंटरियन द्वारा बीटेन में आवेशों का समाधान बीटेन मध्यवर्ती में अधिक आसान घूर्णन की अनुमति देता है, जिससे प्रतिवर्तीता की मात्रा कम हो जाती है। कार्बनिक संश्लेषण में जॉनसन-कोरी-चायकोव्स्की प्रतिक्रिया का अनुप्रयोग विविध है। यह प्रतिक्रिया मूल प्रकाशनों से परे इलेक्ट्रोफाइल के साथ कई प्रकार के सल्फर यलाइड्स की प्रतिक्रियाओं को शामिल करने के लिए आई है। इसका उपयोग कई हाई-प्रोफाइल कुल संश्लेषणों में देखा गया है, जैसा कि नीचे विस्तृत किया गया है, और आमतौर पर जैविक प्रदर्शनों की सूची में एक शक्तिशाली परिवर्तनकारी उपकरण के रूप में पहचाना जाता है। यलाइड के प्रकार कई प्रकार के यलाइड को आयनिक कार्बन केंद्र और सल्फर दोनों पर विभिन्न कार्यात्मक समूहों के साथ तैयार किया जा सकता है। प्रतिस्थापन पैटर्न अभिकर्मकों के लिए तैयारी की आसानी को प्रभावित कर सकता है (आमतौर पर सल्फोनियम हैलाइड से, जैसे। ट्राइमिथाइलसल्फोनियम आयोडाइड) और विभिन्न तरीकों से समग्र प्रतिक्रिया दर। अभिकर्मक के लिए सामान्य प्रारूप दाईं ओर दिखाया गया है। सल्फोक्सोनियम का उपयोग सल्फोनियम यलाइड्स की तुलना में कमजोर क्षारों का उपयोग करके अभिकर्मक की अधिक आसान तैयारी की अनुमति देता है। (अंतर यह है कि एक सल्फोक्सोनियम में दोगुना बंधुआ ऑक्सीजन होता है जबकि सल्फोनियम में नहीं होता है।) पूर्व अपनी बढ़ी हुई स्थिरता के कारण धीमी प्रतिक्रिया करते हैं। इसके अलावा, सल्फोनियम अभिकर्मकों के डायलकिलसल्फ़ोक्साइड उप-उत्पादों को सल्फोनियम अभिकर्मकों से काफी अधिक विषाक्त, वाष्पशील और गंध वाले डायलकिलसल्फ़ाइड उप-उत्पादों की तुलना में बहुत अधिक पसंद किया जाता है। अभिकर्मकों के विशाल बहुमत को इलाइड कार्बन (या तो आर1 या आर2 हाइड्रोजन के रूप में) पर एक स्थानापन्न किया जाता है। विघटित अभिकर्मक बहुत दुर्लभ होते हैं लेकिन उनका वर्णन किया गया हैः यदि इलाइड कार्बन को एक इलेक्ट्रॉन-आहरण समूह (ई. डब्ल्यू. जी.) के साथ प्रतिस्थापित किया जाता है, तो अभिकर्मक को एक स्थिर इलाइड के रूप में संदर्भित किया जाता है। ये, सल्फोक्सोनियम अभिकर्मकों के समान, बहुत धीमी गति से प्रतिक्रिया करते हैं और आमतौर पर तैयार करने में आसान होते हैं। ये अपनी उपयोगिता में सीमित हैं क्योंकि प्रतिक्रिया निषेधात्मक रूप से सुस्त हो सकती हैः एमाइड से जुड़े उदाहरण व्यापक हैं, जिसमें कई कम एस्टर शामिल हैं और वस्तुतः अन्य ईडब्ल्यूजी से जुड़े कोई उदाहरण नहीं हैं। इनके लिए, संबंधित डार्जन्स प्रतिक्रिया आमतौर पर अधिक उपयुक्त होती है। यदि इलाइड कार्बन को एक एरिल या एलिल समूह के साथ प्रतिस्थापित किया जाता है, तो अभिकर्मक को अर्ध-स्थिर इलाइड के रूप में संदर्भित किया जाता है। इन्हें व्यापक रूप से विकसित किया गया है, जो शास्त्रीय मिथिलीन अभिकर्मकों (आर1 = आर2 = एच) के बाद दूसरे स्थान पर है। एरिल अभिकर्मकों पर प्रतिस्थापन पैटर्न उपरोक्त मानदंडों के अनुसार प्रतिक्रिया की चयनात्मकता को बहुत अधिक प्रभावित कर सकता है। यदि इलाइड कार्बन को एक अल्काइल समूह के साथ प्रतिस्थापित किया जाता है तो अभिकर्मक को एक अस्थिर इलाइड के रूप में संदर्भित किया जाता है। एल्किल समूहों का आकार इन अभिकर्मकों के साथ चयनात्मकता में प्रमुख कारक हैं। सल्फर पर आर-समूह, हालांकि आम तौर पर मिथाइल, का उपयोग अभिकर्मकों को संश्लेषित करने के लिए किया गया है जो प्रतिक्रिया के एनैंटिओसेलेक्टिव रूपों का प्रदर्शन कर सकते हैं (नीचे भिन्नताएँ देखें)। समूहों का आकार एलिसाइक्लिक सब्सट्रेट में डायस्टेरियोसेलेक्टिविटी को भी प्रभावित कर सकता है। एपॉक्साइड का संश्लेषण कीटोन और एल्डिहाइड के साथ सल्फर यलाइड की प्रतिक्रियाएं एपॉक्साइड बनाने के लिए जॉनसन-कोरी-चायकोव्स्की प्रतिक्रिया का अब तक का सबसे आम अनुप्रयोग है। जटिल सब्सट्रेट और 'विदेशी' यलाइड से जुड़े उदाहरणों की सूचना दी गई है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है। इस अभिक्रिया का उपयोग कई उल्लेखनीय कुल संश्लेषणों में किया गया है, जिसमें डेनिशेफस्की टैक्सोल कुल संश्लेषण शामिल है, जो कीमोथेरेपीटिक दवा टैक्सोल का उत्पादन करता है, और कुएन स्ट्रिक्नीन कुल संश्लेषण जो कीटनाशक स्ट्रिक्नीन का उत्पादन करता है। एज़िरिडीन का संश्लेषण इमाइन से एज़िरिडीन का संश्लेषण जॉनसन-कोरी-चायकोव्स्की प्रतिक्रिया का एक और महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है और ऑक्साज़िरिडीन से एमाइन हस्तांतरण का एक विकल्प प्रदान करता है। यद्यपि कम व्यापक रूप से लागू किया जाता है, प्रतिक्रिया में कार्बोनिल समकक्ष के समान सब्सट्रेट दायरा और कार्यात्मक समूह सहिष्णुता होती है। नीचे दिखाए गए उदाहरण प्रतिनिधि हैं; उत्तरार्द्ध में, एक एज़िरिडीन मूल स्थान पर बनता है और न्यूक्लियोफिलिक हमले के माध्यम से खोला जाता है जिससे संबंधित एमाइन बनता है। साइक्लोप्रोपेनों का संश्लेषण एनोन्स में सल्फर यलाइडों को जोड़ने के लिए, आमतौर पर सल्फोनियम अभिकर्मकों की तुलना में सल्फोक्सोनियम अभिकर्मकों के साथ उच्च 1,4-चयनात्मकता प्राप्त की जाती है। कीटोन, एस्टर और एमाइड सहित कई इलेक्ट्रॉन-आहरण समूहों को प्रतिक्रिया के साथ संगत दिखाया गया है (नीचे दिए गए उदाहरण में एक वेनरेब एमाइड शामिल है)। आगे संयुग्मित प्रणालियों के साथ 1,6-जोड़ 1,4-जोड़ से अधिक प्रबल होता है। अन्य प्रतिक्रियाएँ मूल रूप से जॉनसन, कोरी और चायकोव्स्की द्वारा रिपोर्ट की गई प्रतिक्रियाओं के अलावा, सल्फर यलाइड्स का उपयोग कई संबंधित समरूपता प्रतिक्रियाओं के लिए किया गया है जिन्हें एक ही नाम के तहत समूहीकृत किया जाता है। एपॉक्साइड और एज़िरिडीन के साथ प्रतिक्रिया संबंधित ऑक्सीटेन या एज़ेटिडीन का उत्पादन करने के लिए एक वलय-विस्तार के रूप में कार्य करती है। इन प्रतिक्रियाओं के लिए आवश्यक लंबा प्रतिक्रिया समय उन्हें एपॉक्साइड और एज़िरिडीन को संश्लेषित करते समय महत्वपूर्ण दुष्प्रभाव प्रतिक्रियाओं के रूप में होने से रोकता है। कई साइक्लोऑडिशन जिनमें इलाइड एक "न्यूक्लियोफिलिक कार्बेनॉइड समकक्ष" के रूप में कार्य करता है, की सूचना दी गई है। विभिन्न जटिल पॉलिमरों के संश्लेषण के लिए उत्प्रेरक के रूप में ट्राइएल्किलबोरेन और मोनोमर के रूप में (डाइमिथाइलॉक्सोसल्फेनियमिल) मेथेनाइड का उपयोग करते हुए जीवित पॉलिमराइजेशन की सूचना दी गई है। इनेन्शियोसेलेक्टिव भिन्नताएँ एक इनेन्शियोसेलेक्टिव का विकास (अर्थात। जॉनसन-कोरी-चायकोव्स्की प्रतिक्रिया का एक एनांटिओमेरिक अतिरिक्त, जिसे "ईई" के रूप में लेबल किया गया है, शैक्षणिक अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र बना हुआ है। एक स्टोइकिओमेट्रिक फैशन में कायरल सल्फाइड का उपयोग संबंधित उत्प्रेरक रूपों की तुलना में अधिक सफल साबित हुआ है, लेकिन सब्सट्रेट का दायरा अभी भी सभी मामलों में सीमित है। उत्प्रेरक रूपों को लगभग विशेष रूप से एनैंटिओसेलेक्टिव उद्देश्यों के लिए विकसित किया गया है; विशिष्ट ऑर्गेनोसल्फाइड अभिकर्मक निषेधात्मक रूप से महंगे नहीं हैं और रेसमिक प्रतिक्रियाओं को लागत में महत्वपूर्ण वृद्धि किए बिना इलाइड की समध्रुवीय मात्रा के साथ किया जा सकता है। दूसरी ओर, चिरल सल्फाइड तैयार करने के लिए अधिक महंगे होते हैं, जो उत्प्रेरक एनांटिओसेलेक्टिव विधियों की प्रगति को बढ़ावा देते हैं। स्टोइकिओमेट्रिक अभिकर्मक स्टोइकिओमेट्रिक शैली में नियोजित सबसे सफल अभिकर्मक नीचे दिखाए गए हैं। पहला एक साइकिलिक ऑक्सैथियन है जिसे β-एड्रेनर्जिक यौगिक डाइक्लोरोइसोप्रोटेरेनॉल (डीसीआई) के संश्लेषण में नियोजित किया गया है, लेकिन अभिकर्मक के केवल एक इनेन्शियोमर की उपलब्धता से सीमित है। अक्षीय डायस्टेरियोमर के संश्लेषण को 1,3-एनोमेरिक प्रभाव के माध्यम से तर्कसंगत बनाया जाता है जो भूमध्यरेखीय एकल जोड़ी की न्यूक्लियोफिलिसिटी को कम करता है। इलाइड की संरचना ट्रांसनैनुलर स्ट्रेन द्वारा सीमित होती है और एल्डिहाइड का दृष्टिकोण मिथाइल प्रतिस्थापन के साथ स्टेरिक इंटरैक्शन द्वारा इलाइड के एक चेहरे तक सीमित होता है। अन्य प्रमुख अभिकर्मक ब्रिस्टल विश्वविद्यालय के वरिंदर अग्रवाल द्वारा विकसित एक कपूर-व्युत्पन्न अभिकर्मक है। दोनों इनेन्शियोमर्स को आसानी से संश्लेषित किया जाता है, हालांकि पैदावार ऑक्सैथियन अभिकर्मक की तुलना में कम होती है। इलाइड संरचना का निर्धारण ब्रिजहेड हाइड्रोजेन के साथ अंतःक्रिया द्वारा किया जाता है और एल्डिहाइड का दृष्टिकोण कपूर भाग द्वारा अवरुद्ध किया जाता है। प्रतिक्रिया इलाइड के गठन को बढ़ावा देने के लिए एक फॉस्फाज़िन आधार का उपयोग करती है। उत्प्रेरक अभिकर्मक उत्प्रेरक अभिकर्मक कम सफल रहे हैं, जिसमें अधिकांश भिन्नताएँ खराब उपज, खराब एनांटिओसेलेक्टिविटी या दोनों से पीड़ित हैं। सब्सट्रेट दायरे के साथ भी मुद्दे हैं, जिनमें से अधिकांश में मिथिलीन हस्तांतरण और एलिफैटिक एल्डिहाइड के साथ सीमाएं हैं। समस्या एक न्यूक्लियोफिलिक सल्फाइड की आवश्यकता से उत्पन्न होती है जो कुशलता से इलाइड उत्पन्न करता है जो एपॉक्साइड बनाने के लिए एक अच्छे छोड़ने वाले समूह के रूप में भी कार्य कर सकता है। चूँकि इन इच्छाओं में अंतर्निहित कारक विषम हैं, उत्प्रेरक गुणों की ट्यूनिंग मुश्किल साबित हुई है। नीचे (ई)-स्टिलबीन ऑक्साइड के संश्लेषण में उनके उपयोग के लिए पैदावार और एनेंटिओमेरिक अतिरिक्त के साथ कई सबसे सफल उत्प्रेरक दिखाए गए हैं। अग्रवाल ने ऊपर के समान सल्फाइड को नियोजित करते हुए एक वैकल्पिक विधि विकसित की है और एक नए अल्काइलेशन में एक रोडियम कार्बेनॉइड शामिल है जो मूल स्थान पर बनता है। विधि में भी सीमित सब्सट्रेट का दायरा है, जो कार्बेनॉइड की प्रतिस्पर्धी खपत के कारण बुनियादी प्रतिस्थापन रखने वाले किसी भी इलेक्ट्रोफाइल के लिए विफल रहता है। डारज़न की विट्टीग प्रतिक्रिया एपॉक्सीकरण यलाइड ई. जे. भी देखें। कोरी टैक्सोल कुल संश्लेषण स्ट्रिक्नीन कुल संश्लेषण संदर्भ बाहरी लिंक तंत्र का एनिमेशन जोड़ प्रतिक्रियाएँ कार्बन-कार्बन बंधन बनाने वाली प्रतिक्रियाएँ एपॉक्सीकरण प्रतिक्रियाएँ नाम प्रतिक्रियाएँ