1,3-Dipolar cycloaddition
1, 3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن ایک 1,3-دو قطبی اور ایک دو قطبی کے درمیان ایک کیمیائی رد عمل ہے جس سے پانچ رکنی رنگ بنتا ہے۔ 19 ویں صدی کے آخر سے 20 ویں صدی کے اوائل تک 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشنز کو 1,3-دو قطبوں کی دریافت کے بعد بیان کیا گیا تھا۔ میکانکی تحقیقات اور مصنوعی استعمال 1960 کی دہائی میں بنیادی طور پر رالف ہیوزگن کے کام کے ذریعے قائم کیے گئے تھے۔ لہذا، اس رد عمل کو بعض اوقات ہیوزجن سائکلوڈڈیشن کہا جاتا ہے (یہ اصطلاح اکثر 1,2,3-triazole پیدا کرنے کے لیے نامیاتی ایزائڈ اور الکین کے درمیان 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن کو خاص طور پر بیان کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے)۔ 1, 3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن پانچ رکنی ہیٹروسائکلز اور ان کے رنگ سے کھلے ایسائکلک مشتقات کی علاقائی اور سٹیریو سلیکٹو ترکیب کا ایک اہم راستہ ہے۔ ڈائی پولاروفائل عام طور پر ایک الکین یا الکین ہوتا ہے، لیکن یہ دوسرے پائی نظام بھی ہو سکتے ہیں۔ جب ڈائپولوفائل ایک الکین ہوتا ہے، تو خوشبودار حلقے عام طور پر پیدا ہوتے ہیں۔ میکانکی جائزہ اصل میں دو مجوزہ میکانزم 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن کو بیان کرتے ہیں: پہلا، ٹھوس پیری سائیکلک سائکلوڈڈیشن میکانزم، جو رالف ہیوزجن نے تجویز کیا تھا ؛ اور دوسرا، فائر اسٹون کے ذریعہ تجویز کردہ ڈیراڈیکل انٹرمیڈیٹ پر مشتمل مرحلہ وار میکانزم۔ کافی بحث کے بعد، سابقہ تجویز کو اب عام طور پر قبول کر لیا گیا ہے-1,3-ڈائپول ایک تھرمل چھ الیکٹران ہکل خوشبودار منتقلی کی حالت کے ذریعے ایک مربوط، اکثر غیر متزلزل، اور ہم آہنگی کی اجازت π4s + π2s فیشن میں ڈائپولوفائل کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ تاہم، تھیوکاربونیل یلائڈز کے اتپریرک سے پاک 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن رد عمل کے لیے مرحلہ وار میکانزم کی چند مثالیں موجود ہیں، اور نائٹریل آکسائڈز پیریسیکلک میکانزم ہیوزجن نے 1,3-دو قطبی ڈایزو مرکبات اور مختلف دو قطبی الکینوں کے درمیان سائکلوڈڈیشن کے ایک سلسلے کی تحقیقات کی۔ مندرجہ ذیل مشاہدات مربوط پیری سائیکلک میکانزم کی حمایت کرتے ہیں، اور مرحلہ وار ڈیراڈیکل یا مرحلہ وار قطبی راستے کی تردید کرتے ہیں۔ متبادل اثرات: ڈائپول پر مختلف متبادل سائکلوڈڈیشن کی شرح پر بڑا اثر ظاہر نہیں کرتے ہیں، جس سے پتہ چلتا ہے کہ رد عمل میں چارج سے الگ انٹرمیڈیٹ شامل نہیں ہوتا ہے۔ سالوینٹ اثرات: سالوینٹ پولاریٹی کا سائکلوڈڈیشن کی شرح پر بہت کم اثر پڑتا ہے، پیری سائیکلک میکانزم کے مطابق جہاں پولاریٹی ری ایکٹینٹس سے منتقلی کی حالت میں جانے میں زیادہ تبدیل نہیں ہوتی ہے۔ سٹیریو کیمسٹری: 1,3-ڈائپولر سائکلوڈڈیشنز ہمیشہ ڈائپولوفائل (یعنی، سن-پروڈکٹس دینے والے سیس-ایلکنز) کے حوالے سے سٹیریو اسپیسیفک ہوتے ہیں، جو مربوط پیری سائیکلک میکانزم کی حمایت کرتے ہیں جس میں بیک وقت دو سگما بانڈز بنتے ہیں۔ تھرموڈینامک پیرامیٹرز: 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشنز میں ڈائلز-ایلڈر رد عمل کی طرح غیر معمولی طور پر بڑی منفی اینٹروپی ہوتی ہے، جس سے پتہ چلتا ہے کہ منتقلی کی حالت انتہائی ترتیب دی گئی ہے، جو کہ مربوط پیری سائیکلک رد عمل کی علامت ہے۔ 1, 3-ڈائپول اے 1,3-ڈائپول ایک نامیاتی مالیکیول ہے جس کی نمائندگی یا تو ایلائل ٹائپ یا پروپرجیل/ایلینائل ٹائپ زوٹیریونک آکٹ/سیکسٹیٹ ڈھانچے کے طور پر کی جا سکتی ہے۔ دونوں قسم کے 1,3-ڈائپول تین ایٹموں پر π-نظام میں چار الیکٹرانوں کا اشتراک کرتے ہیں۔ الیل کی قسم جھکی ہوئی ہے جبکہ جیومیٹری میں پروپرجیل/ایلینیل کی قسم لکیری ہے۔ 1, 3-ڈائپولز جن میں اعلی صف کے عناصر جیسے سلفر یا فاسفورس بھی معلوم ہیں، لیکن ان کا استعمال معمول سے کم کیا جاتا ہے۔ گونج کے ڈھانچے کو 1,3-ڈائپول کے کسی بھی ٹرمینس پر منفی اور مثبت دونوں چارجز کو ڈیلوکلائز کرنے کے لیے تیار کیا جا سکتا ہے (نیچے دی گئی اسکیم دیکھیں)۔ 1, 3-ڈائپول پر الیکٹرانک تقسیم کو بیان کرنے کا ایک زیادہ درست طریقہ یہ ہے کہ تجرباتی یا نظریاتی اعداد و شمار، جیسے ڈائپول لمحات کی پیمائش یا حسابات کی بنیاد پر بڑے گونج دینے والے کو تفویض کیا جائے۔ مثال کے طور پر، ٹرمینل نائٹروجن ایٹم میں ڈیازومیتھین سب سے بڑا منفی کردار ادا کرتا ہے، جبکہ اندرونی نائٹروجن ایٹم میں ہائیڈرازوک ایسڈ سب سے بڑا منفی کردار ادا کرتا ہے۔ نتیجتا، اس مبہم پن کا مطلب یہ ہے کہ 1,3-ڈائپول کے سروں کو ایک ہی وقت میں نیوکلیوفیلک اور الیکٹروفیلک دونوں کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے۔ ہر سرے پر نیوکلیوفلیسیٹی اور الیکٹروفلیسیٹی کی حد کا اندازہ فرنٹیئر مالیکیولر آربیٹلز کا استعمال کرتے ہوئے کیا جا سکتا ہے، جسے کمپیوٹیشنل طریقے سے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ عام طور پر، وہ ایٹم جو HOMO میں سب سے بڑا مداری گتانک رکھتا ہے نیوکلیوفائل کے طور پر کام کرتا ہے، جبکہ LUMO میں الیکٹروفائل کے طور پر کام کرتا ہے۔ سب سے زیادہ نیوکلیوفیلک ایٹم عام طور پر، لیکن ہمیشہ نہیں، سب سے زیادہ الیکٹران سے بھرپور ایٹم ہوتا ہے۔ 1, 3-دو قطبی سائیکل لوڈڈیشن میں، دو قطبی-دو قطبی جوڑے کی شناخت اس بات کا تعین کرتی ہے کہ آیا 1,3-دو قطبی کا HOMO یا LUMO کردار غالب ہوگا (نیچے سرحدی سالماتی مداروں پر بحث دیکھیں)۔ ڈایپولوفائل سب سے زیادہ استعمال ہونے والے ڈایپولوفائلز الکنز اور الکینز ہیں۔ ہیٹروآٹم پر مشتمل ڈائپولروفائلز جیسے کاربونائلز اور امائنز بھی 1,3-ڈائپولر سائکلوڈڈیشن سے گزر سکتے ہیں۔ ڈایپولاروفائلز کی دیگر مثالوں میں فلرینز اور نینو ٹیوبز شامل ہیں، جو پراٹو رد عمل میں ایزومیتھائن یلائڈ کے ساتھ 1,3-ڈایپولر سائکلوڈڈیشن سے گزر سکتے ہیں۔ سالوینٹ اثرات 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن بہت کم سالوینٹ اثر کا تجربہ کرتے ہیں کیونکہ ری ایکٹینٹ اور ٹرانزیشن اسٹیٹس دونوں عام طور پر غیر قطبی ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، فینائل ڈیازومیتھین اور ایتھائل ایکریلیٹ یا نوربورن کے درمیان رد عمل کی شرح (نیچے دی گئی اسکیم دیکھیں) سائکلوہیکسن سے میتھانول تک مختلف سالوینٹس پر صرف قدرے تبدیل ہوتی ہے۔ 1, 3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن میں سالوینٹ اثرات کی کمی اینامائنز اور ڈائیمیتھائل ڈیازومالونیٹ کے درمیان رد عمل میں واضح طور پر ظاہر ہوتی ہے (نیچے اسکیم دیکھیں)۔ قطبی رد عمل، ڈایزو کمپاؤنڈ میں این-سائکلوپینٹینائل پائرولیڈائن نیوکلیوفیلک اضافہ، غیر قطبی ڈیکالن کے مقابلے قطبی ڈی ایم ایس او میں 1,500 گنا تیزی سے آگے بڑھتا ہے۔ دوسری طرف، اس رد عمل کا ایک قریبی ینالاگ، این-سائکلوہیکسینائل پائرولیڈائن 1,3-ڈائی پولر سائکلوڈڈیشن سے ڈائیمیتھائل ڈیازومالونیٹ، ڈی ایم ایس او میں ڈیکالن کے مقابلے میں صرف 41 گنا بڑھ جاتا ہے۔ فرنٹیئر مالیکیولر آربیٹل تھیوری 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن پیری سائیکلک رد عمل ہیں، جو دیوار-زیمرمین کے اصولوں اور ووڈورڈ-ہوفمین کے اصولوں کی پابندی کرتے ہیں۔ دیوار-زیمرمین علاج میں، رد عمل اس خاص سالماتی مداری خاکہ کے لیے 5-مرکز، صفر-نوڈ، 6-الیکٹران ہکل منتقلی کی حالت سے گزرتا ہے۔ تاہم، ہر مدار کو تصادفی طور پر ایک ہی نتیجہ پر پہنچنے کے لیے ایک نشان تفویض کیا جا سکتا ہے۔ ووڈورڈ-ہوفمین علاج میں، 1,3-ڈائپول کے فرنٹیئر مالیکیولر آربیٹلز (ایف ایم او) اور ڈائپولوفائل سمیٹری سے منظور شدہ π4s + π2s انداز میں اوورلیپ ہوتے ہیں۔ اس طرح کے آربیٹل اوورلیپ کو تین طریقوں سے حاصل کیا جا سکتا ہے: ٹائپ I، II اور III۔ غالب راستہ وہ ہے جس میں سب سے چھوٹا ہومو-لومو توانائی کا فرق ہوتا ہے۔ ٹائپ I ڈائپول میں ایک اونچا ہومو ہوتا ہے جو ڈائپولوفائل کے لومو کے ساتھ اوورلیپ ہوتا ہے۔ اس طبقے کے ڈایپول کو HOMO-کنٹرولڈ ڈایپول یا نیوکلیوفیلک ڈایپول کہا جاتا ہے، جس میں ایزومیتھائن یلائڈ، کاربونل یلائڈ، نائٹریل یلائڈ، ایزومیتھائن امین، کاربونل امین اور ڈایزوالکین شامل ہیں۔ یہ ڈائپولز آسانی سے الیکٹروفیلک الکنز میں اضافہ کرتے ہیں۔ ڈائپولوفائل پر الیکٹران کھینچنے والے گروپ (ای ڈبلیو جی) ایل یو ایم او کو کم کرکے رد عمل کو تیز کریں گے، جبکہ الیکٹران عطیہ کرنے والے گروپ (ای ڈی جی) ہومو کو بڑھا کر رد عمل کو کم کریں گے۔ مثال کے طور پر، ڈائپولوفائلز کی ایک سیریز کے خلاف ڈیازومیتھین کی رد عمل کا پیمانہ نیچے دی گئی اسکیم میں دکھایا گیا ہے۔ ڈیازومیتھین الیکٹران سے بھرپور بیوٹائل وینائل ایتھر سے دس لاکھ گنا زیادہ تیزی سے الیکٹران غریب ایتھائل ایکریلیٹ کے ساتھ تعامل کرتا ہے۔ یہ قسم نارمل-الیکٹران-ڈیمانڈ ڈائلس-ایلڈر رد عمل سے مشابہت رکھتی ہے، جس میں ڈائن ہومو ڈائنو فائل لومو کے ساتھ مل جاتا ہے۔ ڈائپول کا ٹائپ II ہومو ڈائپولوفائل کے لومو کے ساتھ جوڑا بنا سکتا ہے ؛ متبادل طور پر، ڈائپولوفائل کا ہومو ڈائپول کے لومو کے ساتھ جوڑا بنا سکتا ہے۔ یہ دو طرفہ تعامل اس لیے پیدا ہوتا ہے کیونکہ دونوں سمتوں میں توانائی کا فرق ایک جیسا ہوتا ہے۔ اس طبقے کے ڈایپول کو HOMO-LUMO-کنٹرولڈ ڈایپول یا ایمبی فیلک ڈایپول کہا جاتا ہے، جس میں نائٹریل امیڈ، نائٹرون، کاربونل آکسائڈ، نائٹریل آکسائڈ اور ایزائڈ شامل ہیں۔ ڈائپولوفائل پر کوئی بھی متبادل دو تعامل کرنے والے مداروں کے درمیان توانائی کے فرق کو کم کرکے رد عمل کو تیز کرے گا۔ یعنی، ایک ای ڈبلیو جی ایل یو ایم او کو کم کرے گا جبکہ ایک ای ڈی جی ایچ او ایم او کو بلند کرے گا۔ مثال کے طور پر، ایزائڈز مختلف الیکٹران سے بھرپور اور الیکٹران سے غریب ڈائپولوفائل کے ساتھ اسی طرح کی رد عمل کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتے ہیں (نیچے رد عمل کا پیمانہ دیکھیں)۔ ٹائپ III ڈایپول میں ایک نچلا لومو ہوتا ہے جو ڈایپولاروفائل کے ہومو کے ساتھ اوورلیپ ہوتا ہے (خاکہ میں سرخ ڈیشڈ لائنوں سے ظاہر ہوتا ہے)۔ اس طبقے کے ڈایپول کو ایل یو ایم او کنٹرولڈ ڈایپول یا الیکٹروفیلک ڈایپول کہا جاتا ہے، جس میں نائٹروس آکسائیڈ اور اوزون شامل ہوتے ہیں۔ ڈائپولوفائل پر ای ڈبلیو جی رد عمل کو کم کرتے ہیں، جبکہ ای ڈی جی رد عمل کو تیز کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، اوزون الیکٹران سے بھرپور 2-میتھائلپروپین کے ساتھ الیکٹران غریب ٹیٹراکلورو ایتھین سے تقریبا 100,000 گنا زیادہ تیزی سے رد عمل ظاہر کرتا ہے (نیچے رد عمل کا پیمانہ دیکھیں)۔ یہ قسم الٹا الیکٹران-ڈیمانڈ ڈائلس-ایلڈر رد عمل سے مشابہت رکھتی ہے، جس میں ڈائن لومو ڈائنو فائل ہومو کے ساتھ مل جاتا ہے۔ رد عمل سے متعلق مربوط عمل جیسے 1,3-سائکلوڈیشن کے لیے انتہائی ترتیب شدہ منتقلی کی حالت (ایکٹیویشن کی اعلی منفی اینٹروپی) اور صرف اعتدال پسند اینتھالپی کی ضروریات کی ضرورت ہوتی ہے۔ مسابقتی رد عمل کے تجربات کا استعمال کرتے ہوئے، مختلف سائکلوڈڈیشن رد عمل کے لیے اضافی شرحوں کو رد عمل کے عوامل پر عمومی نتائج پیش کرنے کے لیے پایا گیا ہے۔ کنجگیشن، خاص طور پر خوشبودار گروپوں کے ساتھ، منتقلی کی حالت کو مستحکم کرکے رد عمل کی شرح میں اضافہ کرتا ہے۔ منتقلی کے دوران، دو سگما بانڈ مختلف شرحوں پر بن رہے ہیں، جو منتقلی کی حالت میں جزوی چارج پیدا کر سکتے ہیں جنہیں چارج کی تقسیم کے ذریعے مربوط متبادلات میں مستحکم کیا جا سکتا ہے۔ زیادہ پولرائز ایبل ڈائپولوفائلز زیادہ رد عمل والے ہوتے ہیں کیونکہ پھیلے ہوئے الیکٹران بادل الیکٹرانوں کے بہاؤ کو شروع کرنے کے لیے بہتر موزوں ہوتے ہیں۔ ہائی اینگولر اسٹرین والے ڈائپولروفائلز زمینی حالت کی بڑھتی ہوئی توانائی کی وجہ سے زیادہ رد عمل ظاہر کرتے ہیں۔ بغیر کسی رکاوٹ کے رد عمل کے نتیجے میں منتقلی کی حالت میں بڑھتی ہوئی سٹیریک رکاوٹ رد عمل کی شرح کو ڈرامائی طور پر کم کرتی ہے۔ منتقلی کی حالت کے دوران پائی بانڈ کے نقصان کو پورا کرنے کے لیے سگما بانڈ توانائی میں کم فائدہ کی وجہ سے ہیٹرو-ڈائپولاروفائلز سی، سی-ڈیاپولاروفائلز کے مقابلے میں زیادہ آہستہ آہستہ اضافہ کرتے ہیں۔ ڈائپولوفائل کا آئسومیرزم سٹیرکس کی وجہ سے رد عمل کی شرح کو متاثر کرتا ہے۔ ٹرانس-آئسومرز زیادہ رد عمل والے ہوتے ہیں (ٹرانس-اسٹیلبین سیس-اسٹیلبین سے 27 گنا زیادہ تیزی سے ڈفینائل (نائٹریل امیڈ) کا اضافہ کرے گا) کیونکہ رد عمل کے دوران، 120° بانڈ کا زاویہ 109° تک سکڑ جاتا ہے، جس سے ایک دوسرے کی طرف چاند گرہن والے سیس-متبادل آتے ہیں تاکہ سٹیرک تصادم میں اضافہ ہو۔ دقیانوسی وضاحت 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن کے نتیجے میں عام طور پر 1,3-دو قطبی اور دو قطبی دونوں کے حوالے سے ترتیب برقرار رہتی ہے۔ اس طرح کی اعلی درجے کی دقیانوسی وضاحت مرحلہ وار رد عمل کے طریقہ کار پر مربوط ہونے کے لیے ایک مضبوط حمایت ہے۔ جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، بہت سی مثالیں ظاہر کرتی ہیں کہ رد عمل مرحلہ وار تھے، اس طرح، جزوی یا کوئی دقیانوسی وضاحت پیش نہیں کرتے ہیں۔ ڈایپولوفائل کے حوالے سے ڈایپولوفیلک الکین پر سیس-سبسٹیوئنٹس سیس کو ختم کرتے ہیں، اور ٹرانس-سبسٹیوئنٹس نتیجے میں پانچ رکنی چکور مرکب میں منتقل ہوتے ہیں (نیچے اسکیم دیکھیں)۔ ڈایپول کے حوالے سے عام طور پر، ڈایپول کی سٹیریو کیمسٹری بڑی تشویش کا باعث نہیں ہے کیونکہ صرف چند ڈایپول سٹیریوجینک مراکز تشکیل دے سکتے ہیں، اور گونج کے ڈھانچے بانڈ گردش کی اجازت دیتے ہیں جو سٹیریو کیمسٹری کو کھرچتے ہیں۔ تاہم، ایزومیتھائن یلائڈز کے مطالعہ نے اس بات کی تصدیق کی ہے کہ سائکلوڈڈیشن بھی ڈائپول جزو کے حوالے سے دقیانوسی ہے۔ ڈائسٹریوپیور ایزومیتھائن یلائڈز ایزیریڈائنز کے الیکٹروسائکلک رنگ کے کھلنے سے پیدا ہوتے ہیں، اور پھر بانڈ کی گردش ہونے سے پہلے تیزی سے مضبوط ڈائپولوفائلز کے ساتھ پھنس جاتے ہیں (نیچے اسکیم دیکھیں)۔ اگر کمزور ڈائپولوفائلز کا استعمال کیا جاتا ہے، تو ڈائپول میں بانڈز کو گھومنے کا موقع ملتا ہے، جس کے نتیجے میں خراب سائکلوڈڈیشن سٹیریو اسپیسیفیٹی ہوتی ہے۔ یہ نتائج مجموعی طور پر اس بات کی تصدیق کرتے ہیں کہ 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن دقیانوسی ہے، جس سے 1,3-دو قطبی اور دو قطبی دونوں کو برقرار رکھا جاتا ہے۔ ڈائاسٹریوسلیکٹیویٹی جب رد عمل کے دوران دو یا زیادہ سٹیریو سینٹرز پیدا ہوتے ہیں، تو ڈائاسٹریومیرک منتقلی کی حالتیں اور مصنوعات حاصل کی جا سکتی ہیں۔ ڈائلس-ایلڈر سائکلوڈڈیشن میں، ثانوی مداری تعاملات کی وجہ سے اینڈو ڈائسٹریو سلیکٹیویٹی عام طور پر مشاہدہ کی جاتی ہے۔ 1, 3-دو قطبی سائکلوڈڈیشنز میں، تاہم، دو قوتیں ڈائیسٹریو سلیکٹیویٹی کو متاثر کرتی ہیں: پرکشش π-تعامل (ڈائلز-ایلڈر سائکلوڈڈیشن میں ثانوی مداری تعاملات سے ملتا جلتا) اور پسپا سٹیرک تعامل۔ بدقسمتی سے، یہ دونوں قوتیں اکثر ایک دوسرے کو منسوخ کر دیتی ہیں، جس کی وجہ سے 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن میں ناقص ڈائسٹریوسیلیشن ہوتا ہے۔ سبسٹریٹ کنٹرولڈ ڈائیسٹریو سلیکٹو 1,3-ڈائپولر سائکلوڈڈیشنز کی مثالیں ذیل میں دکھائی گئی ہیں۔ سب سے پہلے اور میتھائل ایکریلیٹ کے درمیان تعامل ہے۔ منتقلی کی حالت میں، فینائل اور میتھائل ایسٹر گروپ خصوصی حتمی پائرولین پروڈکٹ کے طور پر سی آئی ایس متبادل دینے کے لیے اسٹیک ہوتے ہیں۔ یہ سازگار π-تعامل فینائل اور میتھائل ایسٹر گروپوں کے درمیان سٹیریک پسپائی کو آفسیٹ کرتا ہے۔ دوسرا نائٹرون اور ڈائی ہائیڈروفورن کے درمیان تعامل ہے۔ خارجی انتخاب سٹیریک پسپائی کو کم کرنے کے لیے حاصل کیا جاتا ہے۔ آخری الکین کے ساتھ انٹرا مالیکیولر ایزومیتھائن یلائڈ رد عمل ہے۔ ڈائیسٹریو سلیکٹیویٹی کو کم دباؤ والے سیس فیوزڈ رنگ سسٹم کی تشکیل سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ سائکلوڈڈیشن کے ڈائریکٹڈ 1,3-ڈائپولر سائکلوڈڈیشن ٹریجیکٹوری کو ڈائسٹریو سلیکٹو ری ایکشن حاصل کرنے کے لیے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، دھاتیں ڈائی پولاروفائل اور آنے والے ڈائی پول میں چلیٹ کر سکتی ہیں اور ایک چہرے پر منتخب طور پر سائکلوڈڈیشن کو ہدایت دے سکتی ہیں۔ نیچے دی گئی مثال میگنیشیم آئن کی موجودگی میں اینانٹیومیرک طور پر خالص ایلائل الکحل میں نائٹریل آکسائڈ کے اضافے کو ظاہر کرتی ہے۔ الکین کی سب سے مستحکم تشکیل ہائیڈروکسیل گروپ کو الکین کے سطح کے اوپر رکھتی ہے۔ اس کے بعد میگنیشیم ہائیڈروکسیل گروپ اور نائٹریل آکسائڈ کے آکسیجن ایٹم میں چلا جاتا ہے۔ اس طرح سائکلوڈیشن منتخب طور پر اوپری چہرے سے آتا ہے۔ اس طرح کے ڈائیسٹریو ڈائرکشن کا اطلاق ایپوتھلونز کی ترکیب میں کیا گیا ہے۔ ریجیوسلیکٹیویٹی غیر متناسب ڈائپول-ڈائپولوفائل جوڑوں کے لیے، دو ریجیو آئسومیرک مصنوعات ممکن ہیں۔ الیکٹرانک/سٹیریو الیکٹرانک اور سٹیرک دونوں عوامل 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن کی ریجیو سلیکٹیویٹی میں حصہ ڈالتے ہیں۔ الیکٹرانک/سٹیریو الیکٹرانک اثر غالب الیکٹرانک تعامل سب سے بڑے ہومو اور سب سے بڑے لومو کے درمیان امتزاج ہے۔ لہذا، ریجیو سلیکٹیویٹی ان ایٹموں کے ذریعے کنٹرول کی جاتی ہے جو سب سے بڑے مداری ہومو اور لومو گتانک رکھتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ڈیازومیتھین کے تین ڈائپولوفائلز میں سائکلوڈیشن پر غور کریں: میتھائل ایکریلیٹ، اسٹائرین یا میتھائل سنامیٹ۔ ڈیازومیتھین کا کاربن سب سے بڑا HOMO برداشت کرتا ہے، جبکہ میتھائل ایکریلیٹ اور اسٹائرین کے آخری اولیفینک کاربن سب سے بڑے LUMO برداشت کرتے ہیں۔ لہذا، سائکلوڈیشن سی-3 پوزیشن پر ریگیو سلیکٹو طور پر متبادل فراہم کرتا ہے۔ میتھائل سنامیٹ کے لیے، دو متبادلات (پی ایچ وی ایس۔ COOMe) الکین سے الیکٹرانوں کو نکالنے میں مقابلہ کرتا ہے۔ کاربوکسیل بہتر الیکٹران کھینچنے والا گروپ ہے، جس کی وجہ سے β-کاربن سب سے زیادہ الیکٹروفیلک ہوتا ہے۔ اس طرح، سائکلوڈیشن سی-3 پر کاربوکسیل گروپ اور سی-4 پر فینائل گروپ کو ریگیو سلیکٹو طور پر پیدا کرتا ہے۔ سٹیرک اثرات یا تو تعاون کر سکتے ہیں یا مذکورہ بالا الیکٹرانک اثرات کے ساتھ مقابلہ کر سکتے ہیں۔ بعض اوقات سٹیرک اثرات الیکٹرانک ترجیح سے مکمل طور پر زیادہ ہوتے ہیں، جس سے مخالف ریگیو آئسومر خصوصی طور پر ملتا ہے۔ مثال کے طور پر، ڈیازومیتھین عام طور پر 3-کاربوکسیل پیرازولین دینے کے لیے میتھائل ایکریلیٹ میں اضافہ کرتا ہے۔ تاہم، نظام میں زیادہ سٹیریک مطالبات ڈال کر، ہم آئسومیرک 4-کاربوکسیل پیرازولائنز کا مشاہدہ کرنا شروع کر دیتے ہیں۔ ان دونوں ریگیو آئسومرز کا تناسب سٹیرک مطالبات پر منحصر ہے۔ انتہائی حد تک، سائز کو ہائیڈروجن سے ٹی-بیوٹیل تک بڑھانا ریجیوسلیکٹیویٹی کو 100% 3-کاربوکسیل سے 100% 4-کاربوکسیل متبادل میں بدل دیتا ہے۔ مصنوعی ایپلی کیشنز 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن بہت سے اہم 5 رکنی ہیٹروسائکلز جیسے ٹرائزولز، فرانز، آئسوکسازولز، پائرولیڈائنز، اور دیگر کی ترکیب کی طرف اہم طریقے ہیں۔ مزید برآں، لکیری کنکال کو ظاہر کرنے کے لیے کچھ سائکلوڈکٹس کو الگ کیا جا سکتا ہے، جو الیفیٹک مرکبات کی ترکیب کی طرف ایک اور راستہ فراہم کرتا ہے۔ یہ تعاملات اس لیے بھی بہت مفید ہیں کیونکہ وہ دقیانوسی، ڈائیسٹریو سلیکٹو اور ریجیو سلیکٹو ہوتے ہیں۔ کئی مثالیں ذیل میں دی گئی ہیں۔ نائٹریل آکسائڈز کے ساتھ نائٹریل آکسائڈز 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن ایک وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والا نقاب پوش-ایلڈول رد عمل ہے۔ نائٹریل آکسائڈ اور الکین کے درمیان سائکلوڈڈیشن سے سائیکلک آئسوکسازولین پروڈکٹ حاصل ہوتا ہے، جبکہ الکین کے ساتھ تعامل سے آئسوکسازول حاصل ہوتا ہے۔ آئسوکسازولائنز اور آئسوکسازولز دونوں کو ہائیڈروجنشن کے ذریعے الگ کیا جا سکتا ہے تاکہ بالترتیب ایلڈول قسم کے β-ہائیڈروکسی کاربونل یا کلیسین قسم کے β-ڈائکاربونل مصنوعات کو ظاہر کیا جا سکے۔ نائٹریل آکسائڈ-الکائن سائکلوڈڈیشن کے بعد ہائیڈروجنشن کو میاکولائڈ کی ترکیب میں استعمال کیا گیا جیسا کہ نیچے دی گئی شکل میں دکھایا گیا ہے۔ کاربونیل یلائڈز 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن رد عمل دواؤں، حیاتیاتی اور میکانکی مطالعات کے لیے پیچیدہ چکور سہاروں اور مالیکیولز کی ترکیب میں طاقتور آلات کے طور پر ابھرے ہیں۔ ان میں سے، کاربنیل یلائڈز پر مشتمل [3 + 2] سائکلوڈڈیشن رد عمل کو آکسیجن پر مشتمل پانچ رکنی چکور مالیکیول پیدا کرنے کے لیے بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے۔ 1, 3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن رد عمل کے لیے کاربونل یلائڈز کی تیاری یلائڈز کو منفی طور پر چارج شدہ کاربن ایٹموں سے منسلک مثبت طور پر چارج شدہ ہیٹروآٹم سمجھا جاتا ہے، جس میں سلفونیم، تھیوکاربونل، آکسونیم، نائٹروجن اور کاربونل کے یلائڈز شامل ہیں۔ کاربونل یلائڈز پیدا کرنے کے لیے کئی طریقے موجود ہیں، جو [3 + 2] سائکلوڈڈیشن رد عمل کے لیے آکسیجن پر مشتمل پانچ رکنی رنگ ڈھانچے پیدا کرنے کے لیے ضروری انٹرمیڈیٹس ہیں۔ فوٹو کیٹالیسس کے ذریعے ڈیازومیتھین مشتقات سے کاربونل یلائڈز کی ترکیب کاربونل یلائڈ کی ترکیب کی ابتدائی مثالوں میں سے ایک میں فوٹو کیٹالیسس شامل ہے۔ ٹیٹرامیتھیوریا کی موجودگی میں ڈیازوٹیٹراکس (ٹرائیفلوورومیتھائل) سائکلوپینٹاڈین * (ڈی ٹی ٹی سی) کا فوٹولیسس ایک انٹرمولیکولر نیوکلیوفیلک حملے اور اس کے بعد ڈی ٹی ٹی سی کے حصے کی خوشبو کے ذریعے کاربونل یلائڈ پیدا کر سکتا ہے۔ خوشبو، الیکٹران کے پیچھے ہٹنے والے ٹرائیفلوورومیتھائل گروپوں، اور الیکٹران کے عطیہ کرنے والے ڈائیمیتھیلامائن گروپوں کے ذریعہ فراہم کردہ استحکام کی وجہ سے یہ ایکس رے کرسٹلگرافی کے ذریعہ الگ تھلگ اور نمایاں تھا۔ اس کے بعد مستحکم کاربونیل یلائڈ ڈائپولز کو ڈائپولوفائلز کے ساتھ [3 + 2] سائکلوڈڈیشن رد عمل میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ فوٹو کیٹالیسس کے ذریعے کاربونیل یلائڈ کی ترکیب کی ایک اور ابتدائی مثال اولاہ اور دیگر نے رپورٹ کی تھی۔ ڈائیڈیوٹیریوڈیازومیتھین کو فارملڈیہائیڈ کی موجودگی میں فوٹوولائز کیا گیا تاکہ ڈائیڈیوٹیریوفارمالڈیہائیڈ کاربونل یلائیڈ پیدا کیا جا سکے۔ پروٹون منتقلی کے ذریعے ہائیڈروکسی پائروونس سے کاربونل یلائڈز کی ترکیب کاربونل یلائڈز کو دھاتی اتپریرک کی عدم موجودگی میں ہائیڈروکسی-3-پائروونس کے تیزاب اتپریرک کے ذریعے ترکیب کیا جا سکتا ہے۔ ایک ابتدائی ٹاٹومیرائزیشن ہوتی ہے، اس کے بعد پائرن رنگ کو خوشبودار کرنے اور کاربونل یلائڈ پیدا کرنے کے لیے چھوڑنے والے گروپ کا خاتمہ ہوتا ہے۔ ڈائپولوفائل کے ساتھ سائکلو لوڈڈیشن رد عمل آخر میں آکسی سائیکل بناتا ہے۔ اس نقطہ نظر کو اس کی محدود افادیت اور پائرن کنکال کی ضرورت کی وجہ سے کم وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔ 5-ہائیڈروکسی-4-پائرن کا استعمال ایک انٹرا مالیکیولر ہائیڈروجن ٹرانسفر کے ذریعے کاربونل یلائڈز کی ترکیب کے لیے بھی کیا جا سکتا ہے۔ ہائیڈروجن کی منتقلی کے بعد، کاربونل یلائڈ پھر آکسیجن پر مشتمل حلقے بنانے کے لیے ڈائپولوفائلز کے ساتھ تعامل کر سکتا ہے۔ ڈیہالوکاربینز سے α-ہیلوکاربونیل یلائڈز کی ترکیب کو بھی کاربونیل یلائڈز پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا گیا ہے، جو ڈیہالوکاربینز کی الیکٹران کی واپسی کی نوعیت کا استحصال کرتا ہے۔ فینائل (ٹرائکلورومیتھائل) مرکری اور فینائل (ٹرائبرومومیتھائل) مرکری دونوں بالترتیب ڈائکلوروکاربینز اور ڈائبروموکاربینز کے ذرائع ہیں۔ کاربونل یلائڈ کیٹونز یا ایلڈیہائڈز کے ساتھ ڈیہلوکاربینز کے رد عمل پر پیدا کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، α-ہیلوکاربونیل یلائڈز کی ترکیب بھی ناپسندیدہ طور پر کاربن مونو آکسائیڈ کے نقصان اور ڈی آکسیجینیشن پروڈکٹ کی نسل کا باعث بن سکتی ہے۔ دھاتی اتپریرک کے ذریعے ڈیازومیتھین مشتقات سے کاربونل یلائڈز کی ترکیب کاربونل یلائڈز پیدا کرنے کے لیے ایک عالمگیر نقطہ نظر میں عام طور پر ڈائیکوپر یا ڈیروڈیم اتپریرک کی موجودگی میں α-ڈیازوکاربونل مرکبات کا دھاتی اتپریرک شامل ہوتا ہے۔ نائٹروجن گیس کے خارج ہونے اور میٹالوکاربین میں تبدیل ہونے کے بعد، کاربونل گروپ کے ساتھ ایک بین سالماتی تعامل کاربونل یلائڈ پیدا کر سکتا ہے۔ الکین یا الکین ڈائپولوفائل کے ساتھ اس کے بعد کا سائکلو لوڈڈیشن رد عمل آکسیجن پر مشتمل پانچ رکنی رنگوں کو برداشت کر سکتا ہے۔ مقبول اتپریرک جو آکسی سائیکلوں کی ترکیب کے لیے معمولی پیداوار دیتے ہیں ان میں Rh2 (OAc) 4 اور Cu (acac) 2 شامل ہیں۔ ڈیازوکاربونیل مرکبات کے دھاتی اتپریرک کی طرف سے ثالثی 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن رد عمل کی میکانزم ڈیازوکاربونیل مالیکیولز کے دھاتی اتپریرک کی طرف سے ثالثی 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن رد عمل کی عالمگیریت اور وسیع استعمال، آکسیجن پر مشتمل پانچ رکنی رنگوں کی ترکیب کے لیے، اس کے میکانزم میں نمایاں دلچسپی پیدا ہوئی ہے۔ کئی گروپوں نے علاقائی اور دقیانوسی انتخاب کے حوالے سے مصنوعی مالیکیولز کے دائرہ کار کو بڑھانے کے طریقہ کار کی تحقیقات کی ہیں۔ تاہم، ان رد عمل کی تعدد میں زیادہ موڑ کی وجہ سے، انٹرمیڈیٹس اور میکانزم مبہم رہتا ہے۔ عام طور پر قبول شدہ میکانزم، جو مستحکم روتھینیم-کاربنوئڈ کمپلیکس اور روڈیم میٹالو کاربنز کی خصوصیت سے تیار ہوتا ہے، میں ڈایزو کمپاؤنڈ سے دھاتی-کاربنوئڈ کمپلیکس کی ابتدائی تشکیل شامل ہوتی ہے۔ نائٹروجن گیس کے خاتمے کے بعد ایک میٹالوکاربین ملتا ہے۔ کاربونل آکسیجن کا ایک انٹرا مالیکیولر نیوکلیوفیلک حملہ دھاتی اتپریرک کو دوبارہ پیدا کرتا ہے اور کاربونل یلائڈ بناتا ہے۔ اس کے بعد کاربونیل یلائڈ آکسی سائیکل پیدا کرنے کے لیے ایک الکین یا الکائن، جیسے ڈائیمیتھائل ایسیٹیلینڈیکاربوکسیلیٹ (ڈی ایم اے ڈی) کے ساتھ تعامل کر سکتا ہے۔ تاہم، یہ غیر یقینی ہے کہ آیا میٹالوکاربین انٹرمیڈیٹ کاربونل یلائڈ پیدا کرتا ہے۔ بعض صورتوں میں، میٹالوکاربینز بھی براہ راست ڈائپولوفائلز کے ساتھ تعامل کر سکتے ہیں۔ ان صورتوں میں، دھاتی کاربینی، جیسے ڈیروڈیم (II) ٹیٹراکاربوکسیلیٹ کاربینی، ہائپر کنججٹیو دھاتی انولیٹ قسم کے تعاملات کے ذریعے مستحکم ہوتا ہے۔ اس کے بعد 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن رد عمل ایک عارضی دھاتی پیچیدہ کاربونل یلائڈ کے ذریعے ہوتا ہے۔ لہذا، ایک مستقل میٹالوکاربین سٹیریو کیمسٹری اور دھاتی لگینڈوں کے سائز کی بنیاد پر 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن رد عمل کی سٹیریو سلیکٹیویٹی اور ریجیو سلیکٹیویٹی کو متاثر کر سکتا ہے۔ کاربونیل یلائڈ ڈائپول اور الکینائل یا الکینائل ڈائپولوفائلز کے درمیان 1,3-دو قطبی سائکلو لوڈڈیشن رد عمل کے طریقہ کار کی ریگیو سلیکٹیویٹی اور سٹیریو سلیکٹیویٹی کے حوالے سے بڑے پیمانے پر تحقیقات کی گئی ہیں۔ چونکہ سمیٹرک ڈائپولوفائلز میں سائکلوڈڈیشن کے لیے ایک واقفیت ہوتی ہے، اس لیے صرف ایک ریگیو آئسومر ہوتا ہے، لیکن متعدد سٹیریو آئسومر حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ اس کے برعکس، غیر متناسب ڈائپولوفائلز میں متعدد ریگیو آئسومرز اور سٹیریو آئسومرز ہو سکتے ہیں۔ ان ریگیو آئسومرز اور سٹیریو آئسومرز کی پیش گوئی فرنٹیئر مالیکیولر آربیٹل (ایف ایم او) تھیوری، سٹیریک انٹرایکشنز، اور سٹیریو الیکٹرانک انٹرایکشنز کی بنیاد پر کی جا سکتی ہے۔ ڈیازوکاربونیل مرکبات کے دھاتی اتپریرک کی طرف سے ثالثی 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن رد عمل کی ریگیو سلیکٹیویٹی کاربونیل یلائڈ ڈائپولز اور الکینائل یا الکینائل ڈائپولوفائلز کے درمیان 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن رد عمل کی ریگیو سلیکٹیویٹی متعین ریگیو کیمسٹری کے ساتھ مالیکیول پیدا کرنے کے لیے ضروری ہے۔ ایف ایم او تھیوری اور ڈائپول اور ڈائپولوفائل کے درمیان ہومو-لومو توانائی کے فرق کا تجزیہ تجرباتی نتائج کی ریگیو سلیکٹیویٹی کو معقول اور پیش گوئی کر سکتا ہے۔ HOMOs اور LUMOs کا تعلق یا تو ڈائپول یا ڈائپولروفائل سے ہو سکتا ہے، جس کے لیے HOMOdipole-LUMOdipolarophile یا HOMOdipolarophile-LUMOdipole تعاملات موجود ہو سکتے ہیں۔ سب سے بڑے کوفیشنٹس کے ساتھ آربیٹلز کا اوور لیپ بالآخر نتائج کو معقول اور پیش گوئی کر سکتا ہے۔ پڈوا اور ساتھی کارکنوں نے کاربونیل یلائڈ ڈائپولز کی ثالثی میں 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن رد عمل کی آثار قدیمہ کی ریجیو سلیکٹیویٹی کا جائزہ لیا ہے۔ بینزین میں Rh2 (OAc) 4 اتپریرک کا استعمال کرتے ہوئے، ڈیازوڈیون میتھائل پروپیولیٹ اور میتھائل پروپرجیل ایتھر کے ساتھ 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن رد عمل سے گزرا۔ میتھائل پروپیولیٹ کے ساتھ تعامل دو ریگیو آئسومرز کو HOMOdipole-LUMOdipolarophile تعامل کے نتیجے میں میجر کے ساتھ فراہم کرتا ہے، جس میں کاربن پر کاربنیل یلائڈ کے کاربونیل گروپ اور میتھائل پروپیولیٹ ٹرمینل الکین کاربن پر سب سے زیادہ گتانک ہوتے ہیں۔ میتھائل پروپرجیل ایتھر کے ساتھ تعامل HOMOdipolarophile-LUMOdipole تعامل کے نتیجے میں ایک ریگیو آئسومر فراہم کرتا ہے، جس میں کاربن ڈسٹل پر کاربونل یلائڈ کے کاربونل گروپ اور میتھائل پروپرجیل ایتھر ٹرمینل الکین کاربن پر سب سے زیادہ گتانک ہوتے ہیں۔ ڈیازوکاربونیل مرکبات کے دھاتی اتپریرک کی طرف سے ثالثی 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن رد عمل کی ریگیو سلیکٹیوٹیز بھی مستحکم میٹالو کاربنز کی تشکیل کے ذریعے دھات سے متاثر ہو سکتی ہیں۔ دھاتی انولیٹ قسم کے تعاملات کے ذریعے میٹالوکاربین کی استحکام، کاربونل یلائڈز کی تشکیل کو روک دے گی، جس کے نتیجے میں میٹالوکاربین ڈائپول اور ایک الکینائل یا الکینائل ڈائپولوفائل کے درمیان براہ راست رد عمل پیدا ہوتا ہے (ڈیروڈیم (II) ٹیٹراکاربوکسیلیٹ میٹالوکاربین کی تصویر دیکھیں جو πC-Rh → πC = O ہائپر کنجگیشن کے ذریعے مستحکم ہوتی ہے۔)۔ اس صورت حال میں، دھاتی لگینڈ 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن رد عمل کی ریجیو سلیکٹیویٹی اور سٹیریو سلیکٹیویٹی کو متاثر کریں گے۔ ڈیازوکاربونیل مرکبات کے دھاتی اتپریرک کے ذریعے ثالثی کردہ 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن رد عمل کی سٹیریو سلیکٹیویٹی اور غیر متناسب انڈکشن کاربونیل یلائڈ ڈائپولز اور الکینائل ڈائپولوفائلز کے درمیان 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن رد عمل کی سٹیریو سلیکٹیویٹی کا بھی باریک بینی سے جائزہ لیا گیا ہے۔ الکینائل ڈایپولاروفائلز کے لیے، سٹیریو سلیکٹیویٹی کوئی مسئلہ نہیں ہے کیونکہ نسبتا پلینر ایس پی 2 کاربن بنتے ہیں، جبکہ ریجیو سلیکٹیویٹی پر غور کیا جانا چاہیے (کاربنائل یلائڈ ڈایپولز اور الکینائل یا الکینائل ڈایپولاروفائلز کے درمیان 1,3-ڈایپولر سائکلوڈڈیشن ری ایکشن کی مصنوعات کی تصویر دیکھیں)۔ تاہم، الکینائل ڈائپولوفائلز کے لیے، ریجیو سلیکٹیویٹی اور سٹیریو سلیکٹیویٹی دونوں پر غور کیا جانا چاہیے کیونکہ پروڈکٹ پرجاتیوں میں ایس پی 3 کاربن پیدا ہوتے ہیں۔ کاربونیل یلائڈ ڈایپولز اور الکینائل ڈایپولروفائلز کے درمیان 1,3-ڈایپولر سائکلوڈڈیشن رد عمل ڈائیسٹریومیرک مصنوعات پیدا کر سکتے ہیں۔ ایکسو پروڈکٹ کی خصوصیت یہ ہے کہ ڈائپولوفائل کے متبادلات آکسی سائیکل کے ایتھر برج پر سی آئی ایس ہوتے ہیں۔ اینڈو پروڈکٹ کی خصوصیت یہ ہے کہ ڈائپولوفائل کے متبادلات آکسی سائیکل کے ایتھر برج میں منتقل ہوتے ہیں۔ دونوں مصنوعات کو پیری سائیکلک ٹرانزیشن اسٹیٹس کے ذریعے تیار کیا جا سکتا ہے جس میں مربوط ہم وقت ساز یا مربوط غیر ہم وقت عمل شامل ہوتے ہیں۔ ایک ابتدائی مثال نے دھاتی اتپریرک اور لیوس ایسڈ کے ساتھ اینڈو اور ایکسو مصنوعات کے لحاظ سے دقیانوسی انتخاب کو عطا کیا۔ صرف دھاتی اتپریرک Rh2 (OAc) 4 کے ساتھ تعاملات ایکسو پروڈکٹ کو ترجیح دیتے ہیں جبکہ اضافی لیوس ایسڈ Yb (OTf) 3 کے ساتھ تعاملات اینڈو پروڈکٹ کو ترجیح دیتے ہیں۔ لیوس ایسڈ سائکلوڈڈیشن رد عمل کے لیے مشاہدہ کی جانے والی اینڈو سلیکٹیویٹی کو Yb (Otf) 3 (LUMO) اور ڈائپول (HOMO) کے ذریعے مربوط ڈائپولوفائل کے درمیان کاربونل π سسٹمز کے بہتر آربیٹل اوورلیپ سے منسوب کیا جاتا ہے۔ بہت سی تحقیقات کے بعد، کاربونیل یلائڈ سائکلوڈڈیشنز کی سٹیریو سلیکٹیویٹی کو متاثر کرنے کے لیے دو بنیادی طریقے تیار کیے گئے ہیں جو دھاتی اتپریرک اور لیوس ایسڈ کی چیرالیٹی کا استحصال کرتے ہیں۔ پہلا نقطہ نظر اینڈو اور ایکسو سٹیریو سلیکٹیویٹی کو تبدیل کرنے کے لیے چیرل میٹل کیٹالیسٹس کو استعمال کرتا ہے۔ چیرل اتپریرک، خاص طور پر آر ایچ 2 [(ایس)-ڈی او ایس پی] 4 اور آر ایچ 2 [(ایس)-بی پی ٹی وی] 4 معمولی غیر متناسب انڈکشن کو جنم دے سکتے ہیں اور ان کا استعمال اینٹی فنگل ایجنٹ سڈوولارک ایسڈ اے کی ترکیب کے لیے کیا جاتا تھا۔ یہ سائکلوڈیشن کے دوران کاربونیل یلائڈ سے وابستہ چیرل دھاتی اتپریرک کا نتیجہ ہے، جو چہرے کے انتخاب کو یقینی بناتا ہے۔ تاہم، صحیح طریقہ کار ابھی تک پوری طرح سے سمجھ میں نہیں آیا ہے۔ دوسرا نقطہ نظر ایک چیرل دھاتی اتپریرک کا استعمال کرتے ہوئے کاربونل یلائڈ کی نسل کے بعد چہرے کی سٹیریو سلیکٹیویٹی کو فروغ دینے کے لیے چیرل لیوس ایسڈ اتپریرک کو استعمال کرتا ہے۔ خیال کیا جاتا ہے کہ چیرل لیوس ایسڈ اتپریرک ڈائپولوفائل کے ساتھ ہم آہنگ ہوتا ہے، جو ڈائپولوفائل کے ایل یو ایم او کو کم کرتا ہے جبکہ اینانٹیوسلیکٹیویٹی کا باعث بھی بنتا ہے۔ ایزومیتھائن یلائڈز 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن ایک ایزومیتھائن یلائڈ اور ایک الکین کے درمیان ایک ایزاسیکلک ڈھانچہ فراہم کرتا ہے، جیسے کہ پائرولیڈائن۔ اس حکمت عملی کا اطلاق اسپائروٹریپروسٹیٹن اے کی ترکیب پر کیا گیا ہے۔ اوزون اوزونولیسس ایک بہت اہم نامیاتی رد عمل ہے۔ ایلکنز اور الکینز کو اوزونولیسس کے ذریعے الگ کیا جا سکتا ہے تاکہ ایلڈیہائیڈ، کیٹون یا کاربوکسیلک ایسڈ کی مصنوعات فراہم کی جا سکیں۔ حیاتیاتی ایپلی کیشنز نامیاتی ایزائڈز اور ٹرمینل الکینز (یعنی ہیوزجن سائکلوڈڈیشن) کے درمیان 1,3-دو قطبی سائکلوڈڈیشن کو بائیو کنجگیشن کے لیے بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے۔ تانبے کا اتپریرک ہیوزجن رد عمل عام طور پر ہلکے حالات میں آسانی سے آگے نہیں بڑھتا ہے۔ Meldal et al. اور شارپ لیس اور دیگر۔ آزادانہ طور پر ہیوزجن رد عمل کا تانبے (I)-اتپریرک ورژن، کیو اے اے سی (تانبے-اتپریرک ایزائڈ-الکین سائکلوڈڈیشن کے لیے) تیار کیا، جو ہلکے میں بہت آسانی سے آگے بڑھتا ہے، بشمول جسمانی، حالات (غیر جانبدار پی ایچ، کمرے کا درجہ حرارت اور پانی کا حل)۔ یہ تعامل بائیو آرتھوگنل بھی ہے: ایزائڈز اور الکین دونوں عام طور پر حیاتیاتی نظاموں سے غیر حاضر ہیں اور اس لیے ان فعالیتوں کو سیلولر سیاق و سباق میں بھی کیمیائی طور پر رد عمل ظاہر کیا جا سکتا ہے۔ وہ فطرت میں پائے جانے والے دیگر فعال گروہوں کے ساتھ بھی رد عمل ظاہر نہیں کرتے ہیں، اس لیے وہ حیاتیاتی نظاموں کو پریشان نہیں کرتے ہیں۔ ردعمل اتنا ورسٹائل ہے کہ اسے "کلک" کیمسٹری کہا جاتا ہے۔ اگرچہ تانبے (I) زہریلا ہے، لیکن بہت سے حفاظتی لگینڈس کو سائٹوٹوکسائٹی کو کم کرنے اور کیو اے اے سی کی شرح کو بہتر بنانے دونوں کے لیے تیار کیا گیا ہے، جس سے اسے ویو اسٹڈیز میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، برٹوزی اور دیگر۔ سیل جھلی کے گلائکن میں ایزائڈ فنکشنلائزڈ ساکرائڈز کے میٹابولک انضمام کی اطلاع دی، اور اس کے بعد فلوروفور-الکین کنجوگیٹ کے ساتھ لیبلنگ کی اطلاع دی۔ نتیجہ یہ ہے کہ خلیے کی جھلی کو فلوروسینٹ لیبل کیا جاتا ہے، اور اس لیے فلوروسینس خوردبین کا استعمال کرتے ہوئے اس کی تصویر لی جا سکتی ہے۔ تانبے (I) کے زہریلے پن سے بچنے کے لیے، برٹوزی اور دیگر۔ نامیاتی ایزائڈ اور تناؤ والے سائکلوکٹائن کے درمیان تناؤ کو فروغ دینے والا ایزائڈ-الکین سائکلوڈڈیشن (ایس پی اے اے سی) تیار کیا۔ سائکلوکٹائن کا زاویہ مسخ ایکٹیویشن تناؤ کو کم کرنے اور تعاملات کو بڑھانے دونوں کے ذریعے رد عمل کو تیز کرنے میں مدد کرتا ہے، اس طرح اسے اتپریرک کی ضرورت کے بغیر جسمانی حالات میں استعمال کرنے کے قابل بناتا ہے۔ مثال کے طور پر، چنگ اور دیگر۔ ایک لگاز انزائم کا استعمال کرتے ہوئے خلیے کی سطح پر مخصوص پروٹین پر ایک ایزڈو فعالیت متعارف کرائی۔ ایزائڈ-ٹیگ شدہ پروٹین کو پھر سائکلوکٹائن-فلورفور کنجوگیٹ کے ساتھ لیبل کیا جاتا ہے تاکہ فلوروسینٹ لیبل شدہ پروٹین حاصل کیا جا سکے۔ حوالہ جات نائٹروجن ہیٹروسائکل تشکیل دینے والے رد عمل سائکلوڈیشنز