وبلاگ

واکنش چند جزیی:
در علم شیمی واكنش‌های چند جزیی به ‌عنوان واكنش‌هایی به شمار می‌روند كه در آن بیش از دو ماده واكنش­دهنده به صورت متوالی تركیب می شوند تا محصولی با گزینش­پذیری بسیار بالا كه در آن اكثریت اتم‌های مواد شركت كننده حفظ شوند را بوجود آورند. همچنین این واكنش­ها به عنوان ابزار موثر و قدرتمندی به منظور سنتزهای آلی به شمار می آیند و عموما انتخاب پذیری مناسبی را همراه با كاهش محصول‌های فرعی نسبت به تهیه‌ی كلاسیک قدم به قدم نشان می دهند. از دیگر مزایای واكنش­های چند جزئی می‌توان به این نكته اشاره كرد كه این واكنش­ها از نظر اتمی به صرفه بوده و معمولا در شرایط ملایم انجام می­شوند. از آنجایی كه محصول بسیاری از واكنش­های چند جزیی تركیب‌های هتروسیكلی بوده و با توجه به كاربرد گسترده‌ای كه این تركیب‌ها در تهیه و ساخت داروها دارند همواره سعی بر آن بوده است كه بتوان بوسیله روش‌های موثر، ملایم و بهینه اینگونه تركیب‌ها را تهیه نمود. بطور مثال برخی از این تركیب‌های چند حلقه ای دارای ویژگی های بیولوژیكی فراوانی بوده و به عنوان پایه و اسكلت بسیاری از داروهای درمانی در زمینه‌های ضد سرطان، ضد تومور، ضد میكروب، ضد قارچ، ضد باكتری، ضد آسم، ضد HIV، ضد هپاتیت، ضد پاركینسون و بسیاری دیگر از بیماری­ها به شمار می روند. تاریخچه این واکنش­ها به زمانی برمی­گردد که استرکر[1] در سال ۱۸۵۰ اولین واکنش چندجزیی را در عرصه شیمی ارائه داد. در این دوره یک ونیم قرنی برخی یافته­ های قابل بیان شامل کشف بیجینلی[2]، مانیخ[3] و پاسرینی[4] در سال ۱۹۵۹ به اوج رسید و زمانی که یوگی واکنش­های چندجزیی را بر اساس واکنش­پذیری ایزوسیانید معرفی کرد دریچه­ای نو به سمت این واکنش­ها گشوده شد [۱].
2-1- معرفی واکنش­های چندجزیی
طبق تعریف واکنش­هایی که در آن بیش از دو واکنش­گر به عنوان مواد اولیه با هم واکنش داده و فراورده­ای را تولید می­نمایند که در آن اتم­های اصلی مواد اولیه ظاهر شوند اصطلاحا واکنش چندجزیی می­نامند)شکل ۱-۱).
دوملینگ[1]و یوگی برای سنتز ایده­آل ترکیب­ها آلی طی واکنش­های چند­­جزیی چندین شاخص معرفی کرده ­اند که در (شکل۱-۲) نشان داده شده است [۲].
الف) بازده واکنش صددرصد باشد.
ب) واکنش ساده باشد.
ج) مواد اولیه به آسانی در دسترس قرار بگیرد.
د) واکنش از نظر محیط زیستی مشکل آفرین نباشد.
ه) فراورده طی یک مرحله از سه جزء یا بیشتر از مواد اولیه بدست آید.
بطوری­که دیده می­ شود یکی از معیارهای یک سنتز ایده­آل که در آن فراورده از چندین جزء تشکیل می­ شود انجام واکنش طی یک مرحله می­باشد. بدیهی است منظور از یک مرحله بودن، این نیست که همه اجزا در یک مرحله به هم برخورد کنند و منجر به فراورده شوند زیرا از

 نظر آماری این نوع برخوردها غیر محتمل می­باشند. بعنوان مثال در یک واکنش سه­جزیی منظور این است که واکنش ماده A با B منجر به تولید ماده C شود وCنیز با ماده D در یک ظرف واکنش بدون جداسازی فراورده نهایی را تولید کند. اهمیت این نوع سنتزها از آن جهت است که نه تنها هزینه اضافی برای جداسازی و تخلیص فراورده­های میانی (فراوردهC) را ندارد بلکه بهره واکنش نیز نسبت به واکنش­های دو یا چندمرحله ای بیشتر می­باشد. بعنوان مثال در یک واکنش دو مرحله­ ای اگر بهره هر یک از مراحل۹۰ درصد باشد، بهره کل واکنش۸۰ درصد خواهد بود.درصورتی­که اگر این واکنش چندجزیی طی یک مرحله انجام می­ شود بهره همان ۹۰ درصد خواهد شد.

1-2-1- طبقه بندی واکنش­های چندجزیی
واکنش­های چندجزیی به سه دسته تقسیم می­شوند:
دسته اول- واکنش­های چندجزیی که در آن کلیه مراحل واکنش ، تعادلی و برگشت­پذیر است. بهره واکنش در این دسته از واکنش­های چندجزیی پایین بوده و فراورده­های با خلوص بالا بدست نمی­آید. البته می­توان واکنش­های این دسته را با بیرون کشیدن فراورده نهایی به واکنش­های چندجزیی دسته دوم تبدیل کرد. واکنش سه­جزیی مانیخ از جمله واکنش­های چندجزیی دسته اول محسوب می­ شود.
nP ↔ —- D+۲P ↔ C +۱P ↔ B+A
دسته دوم- واکنش­های چندجزیی که در آنها کلیه مراحل واکنش، به جز مرحله آخر، تعادلی و برگشت­پذیر می­باشد. با توجه به اینکه مرحله آخر یک طرفه است فراورده­ای با خلوص و بهره نسبتا خوب بدست می­آید. واکنش سه­جزیی پاسرنی و چهارجزیی یوگی در این دسته از واکنش­های چندجزیی قرار می­گیرند.
nP → O—- ↔ D+۲P ↔ C+۱P ↔ B+A
دسته سوم- به واکنش­هایی اطلاق می­ شود که همه مراحل، یک طرفه باشد و غیرقابل برگشت­اند. این دسته از واکنش­های چندجزیی در شیمی سنتزی[1] کمتر رخ می دهد .اغلب واکنشهای بیوشیمیایی در دنیای حیات[2] ازاین دسته می­باشند.
nP → O —- → D+۲P → C+۱P → B+A
3-1- معرفی کومارین ومشتق های آن
کومارین­ها گروه مهمی از ترکیب­ها آلی هستند که بعنوان واحدهای ساختاری برخی ترکیب­ها طبیعی محسوب می­شوند. کومارین اولین بار در سال ۱۸۲۰ با استخراج الکلی از تونکابن[1]جدا شد و عصاره آن شامل ۵/۱درصد کومارین(۱) بود. تا سال ۱۸۶۸ این روش به عنوان تنها منبع تهیه کومارین باقی­ماند تا اینکه روش­های سنتزی پرکین جایگزین منابع طبیعی شد [۳] (شکل ۱-۳).
مشتق­های کومارین به طور گسترده در طبیعت به ویژه در گیاهان وجود دارند، به طوری­که بیش از۱۰۰۰مشتق آن در۸۰۰ گونه گیاهی یافت و شناسایی شده است. این مواد در روغن اسطوخودوس، روغن کاسیا، روغن­های مرکبات و گیاه نعناع و دارچین موجودند[۴]. کومارین­ها، ماده اساسی بو در یک­سری از گونه­ های گیاهی را تشکیلمی­دهند، امادر بیشتر موارد گیاهان بی­بو هستند، زیرا کومارین به صورت یک کمپلکس ترکیبی با قندها و اسیدها در گیاهان در آمده است. ترکیب­ها گلیکوزید حاصله، به وسیله اسیدها آنزیم­ها و یا تابش نور فرابنفش شکسته می­شوند. مثلا بوی یونجه تازه درو شده، تنها بعد از خشک شدن آن گسترش می­یابد. بیوسنتز کومارین در گیاهان، از طریق هیدروکسیل کردن، گلیکولیزشدن و حلقه­شدن سینامیک­اسید صورت می­گیرد.
[1]Tonekabon
[1]Preparative chemistry                                                                                                
[2]Living World
[1]Domling
[1]Strecker
[2]Biginelli
[3]Mannich
[4]Passerini