एट्रोपिसोमर

एट्रोपिसोमर्स एक सहसंयोजक बंधन के बारे में बाधा रोटेशन के कारण उत्पन्न होने वाले स्टीरियोआइसोमर हैं, जहां स्टेरिक तनाव या अन्य योगदानकर्ताओं के कारण गिब्स मुक्त ऊर्जा अंतर रोटेशन के लिए बाधा उत्पन्न करते हैं जो कि अलग-अलग गठनात्मक समरूपता के अलगाव की अनुमति देने के लिए पर्याप्त उच्च है। वे स्वाभाविक रूप से होते हैं और फार्मास्युटिकल डिज़ाइन में महत्वपूर्ण होते हैं। जब स्थानापन्न अचिरल होते हैं, तो ये कन्फर्मर्स एनेंटिओमर (एट्रोपोएनेंटिओमर्स) होते हैं, जो अक्षीय चिरायता दिखाते हैं; अन्यथा वे डायस्टेरेमर्स (एट्रोपोडायस्टेरोमर्स) हैं।

व्युत्पत्ति और इतिहास
एट्रोपिसोमर शब्द (άτροπος, atropos, अर्थ बिना मोड़ के) 1933 में कार्ल फ्रायडेनबर्ग के सेमिनल स्टीरियोकेमी वॉल्यूम के लिए जर्मन बायोकेमिस्ट रिचर्ड कुह्न द्वारा एक सैद्धांतिक अवधारणा के लिए आवेदन में गढ़ा गया था। 1922 में जॉर्ज क्रिस्टी और जेम्स केनर द्वारा एट्रोपिसोमेरिज़्म को पहली बार एक टेट्रा प्रतिस्थापित बाइफिनाइल, एक व्दिअम्लज  में पाया गया था। मिचिनोरी ओकी ने कन्फर्मर्स के इंटरकनवर्जन से जुड़े तापमान-निर्भरता को ध्यान में रखते हुए एट्रोपिसोमर्स की परिभाषा को और परिष्कृत किया, यह निर्दिष्ट करते हुए कि एट्रोपिसोमर्स किसी दिए गए तापमान पर कम से कम 1000 सेकंड के आधे जीवन के साथ इंटरकनवर्ट करते हैं, जो 93 kJ mol की सक्रियण ऊर्जा के अनुरूप है।-1 (22 किलो कैलोरी मोल -1) 300 K (27 डिग्री सेल्सियस) पर।

ऊर्जावान
अलग-अलग एट्रोपिसोमर्स की स्थिरता प्रतिकारक अंतःक्रियाओं द्वारा प्रदान की जाती है जो रोटेशन को रोकती है। स्टेरिक बल्क और, सिद्धांत रूप में, दोनों उपइकाइयों को जोड़ने वाले बंधन की लंबाई और कठोरता दोनों योगदान करते हैं। आम तौर पर, एट्रोपिसोमेरिज्म का अध्ययन गतिशील परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा किया जाता है, क्योंकि एट्रोपिसोमेरिज्म प्रवाहशीलता का एक रूप है। हैमेट समीकरण से निष्कर्ष और प्रतिक्रिया के परिणाम और पैदावार के परिणाम भी योगदान करते हैं। एट्रोपिसोमर्स अक्षीय चिरलिटी (रसायन विज्ञान में प्लानर चिरलिटी # प्लानर चिरलिटी) प्रदर्शित करते हैं। जब रेसमीलाइजेशन की बाधा अधिक होती है, जैसा कि चटकाना लिगैंड्स द्वारा दिखाया गया है, तो असममित संश्लेषण में घटना व्यावहारिक मूल्य बन जाती है। मेथक्वलोन, चिंताजनक और कृत्रिम निद्रावस्था-शामक, एक दवा अणु का एक शास्त्रीय उदाहरण है जो एट्रोपिसोमेरिज्म की घटना को प्रदर्शित करता है।

स्टीरियोकेमिकल असाइनमेंट
बायरिल एट्रोपिसोमर्स की अक्षीय रूढ़िवादिता का निर्धारण अवरूद्ध घूर्णन के अक्ष के साथ एक न्यूमैन प्रक्षेपण  के उपयोग के माध्यम से पूरा किया जा सकता है। Arene प्रतिस्थापन पैटर्न, और कुछ मामलों में Arene प्रतिस्थापन पैटर्न प्रतिस्थापन को पहले Cahn-Ingold-Prelog प्राथमिकता नियमों के आधार पर प्राथमिकता दी जाती है। इन समूहों द्वारा परिभाषित हेलीकॉप्टर की कल्पना के आधार पर नामकरण की एक योजना। निकटतम रिंग में उच्चतम प्राथमिकता के स्थानापन्न के साथ शुरू करना और अन्य रिंग में सर्वोच्च प्राथमिकता के स्थानापन्न के लिए सबसे छोटे रास्ते के साथ आगे बढ़ते हुए, पूर्ण विन्यास को दक्षिणावर्त के लिए P या Δ और वामावर्त के लिए M या Λ असाइन किया गया है। वैकल्पिक रूप से, सभी चार समूहों को कान-इंगोल्ड-प्रीलॉग प्राथमिकता नियमों द्वारा रैंक किया जा सकता है, जिसमें न्यूमैन प्रोजेक्शन के फ्रंट एटम पर समूहों को समग्र प्राथमिकता दी गई है। दो विन्यासों को R कहा जाता हैa और एसa एक पारंपरिक टेट्राहेड्रल स्टीरियोसेंटर के लिए पारंपरिक आर/एस के अनुरूप।

संश्लेषण
अक्षीय रूप से चिरल बायरिल यौगिकों को युग्मन प्रतिक्रियाओं द्वारा तैयार किया जाता है, उदाहरण के लिए, उल्मन प्रतिक्रिया, सुज़ुकी प्रतिक्रिया | सुजुकी-मियौरा प्रतिक्रिया, या पैलेडियम-उत्प्रेरित एरिलेशन ऑफ एरेन्स। संश्लेषण के बाद, रेसमिक बायरिल को शास्त्रीय तरीकों से हल किया जाता है। डायस्टेरोसेलेक्टिव कपलिंग को एक चिरल ब्रिज के उपयोग के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है जो दो एरील समूहों को जोड़ता है या अक्षीय पुल के समीपस्थ पदों में से एक पर चिरल सहायक के उपयोग के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है। Enantioselective युग्मन एक biaryls पर या ऑक्सीडेटिव स्थितियों के तहत एक चिरल छोड़ने वाले समूह के उपयोग के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है जो अक्षीय विन्यास को सेट करने के लिए चिरल एमाइन का उपयोग करता है। रेसमेट्स के बीज-निर्देशित क्रिस्टलीकरण द्वारा अलग-अलग एट्रोपिसोमर्स को अलग किया जा सकता है। इस प्रकार, 1,1'-बिनाफथिल अलग-अलग एंटीनिओमर के रूप में पिघल से क्रिस्टलीकृत होता है।

दायरा


एक आवेदन में एक एट्रोपिसोमर में विषमता को रासायनिक प्रतिक्रिया में एक नए स्टीरियोसेंटर में स्थानांतरित किया जाता है। एट्रोपिसोमर एक आयोडोरील यौगिक है जो (एस)-वेलिन से शुरू होता है और (एम, एस) आइसोमर और (पी, एस) आइसोमर के रूप में मौजूद होता है। दोनों के बीच इंटरकनवर्जन बैरियर 24.3 किलोकैलोरी/मोल (यूनिट) (101.7 किलोजूल/मोल) है। (एम, एस) आइसोमर विशेष रूप से इस मिश्रण से हेक्सेन से क्रिस्टलीकरण द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। आयोडीन समूह होमोलिसिस (रसायन विज्ञान) है जिसे बार्टन-मैककॉम्बी प्रतिक्रिया के रूप में ट्रिब्यूटाइलटिन हाइड्राइड /ट्राइथाइलबोरोन/ऑक्सीजन मिश्रण द्वारा आर्यल कट्टरपंथी बनाने के लिए हटा दिया गया है। हालांकि एरील रेडिकल में अब बाधित रोटेशन को हटा दिया गया है, एल्केन के साथ इंट्रामोल्युलर प्रतिक्रिया कार्बन-नाइट्रोजन बॉन्ड के रोटेशन की तुलना में इतना तेज है कि स्टिरियोकेमेस्ट्री संरक्षित है। इस तरह (एम, एस) आइसोमर (एस, एस) डायहाइड्रोइंडोलोन पैदा करता है।

एट्रोपिसोमर्स का सबसे महत्वपूर्ण वर्ग बायरिल है जैसे कि डिफेनिक एसिड, जो एरेन प्रतिस्थापन पैटर्न प्रतिस्थापन के एक पूर्ण सेट के साथ बाइफिनाइल का व्युत्पन्न है। बाइफिनाइल यौगिकों के हेटेरोएरोमैटिक एनालॉग्स भी मौजूद हैं, जहां कार्बन-नाइट्रोजन या नाइट्रोजन-नाइट्रोजन बंधन के बारे में बाधा उत्पन्न होती है। अन्य नेफ़थलीन डेरिवेटिव जैसे 1,1'-bi-2-naphthol के डिमर हैं। इसी तरह, एक एकल बंधन के माध्यम से जुड़े cyclohexane  जैसे एलिफैटिक रिंग सिस्टम एट्रोपिसोमेरिज़्म प्रदर्शित कर सकते हैं, बशर्ते कि भारी पदार्थ मौजूद हों। BINAP, क्विनैप और BINOL जैसे अक्षीय रूप से चिरल बायरिल यौगिकों का उपयोग असममित कटैलिसीस के क्षेत्र में चिरल लिगेंड के रूप में उपयोगी पाया गया है।

स्टीरियोइंडक्शन प्रदान करने की उनकी क्षमता ने धातु उत्प्रेरित हाइड्रोजनीकरण, एपॉक्सीडेशन, जोड़ और एलिलिक एल्केलाइजेशन प्रतिक्रियाओं में उपयोग किया है। अन्य प्रतिक्रियाएँ जो चिरल बायरिल यौगिकों के उपयोग से उत्प्रेरित हो सकती हैं, वे हैं ग्रिग्नार्ड प्रतिक्रिया, उल्मन प्रतिक्रिया और सुज़ुकी प्रतिक्रिया। चिराल बायरिल असममित कटैलिसीस के क्षेत्र में एक हालिया उदाहरण एट्रोपिसोमर मचान के हिस्से के रूप में पांच सदस्यीय imidazole  को नियोजित करता है। यह विशिष्ट फॉस्फोरस, नाइट्रोजन-लिगैंड को एनेंटियोसेलेक्टिव ए प्रदर्शन करने के लिए दिखाया गया है3-युग्मन।

प्राकृतिक उत्पाद, दवा डिजाइन
कई एट्रोपिसोमर्स प्रकृति में होते हैं, और कुछ में ड्रग डिज़ाइन के अनुप्रयोग होते हैं। प्राकृतिक उत्पाद मास्टिगोफोरिन ए तंत्रिका विकास में सहायता करने के लिए पाया गया है। स्वाभाविक रूप से पाए जाने वाले एट्रोपिसोमर्स के अन्य उदाहरणों में एक एक्टिनोबैक्टीरियम से पृथक वैनकॉमायसिन और नाइफोलोन  शामिल हैं, जो एस्फोडेलेसी ​​परिवार के  Kniphofia  फोलियोसा की जड़ों में पाया जाता है। वैनकोमाइसिन में संरचना की जटिलता महत्वपूर्ण है क्योंकि यह पेप्टाइड्स के साथ अपनी स्टिरियोकैमिस्ट्री की जटिलता के कारण बाँध सकता है, जिसमें कई स्टिरियोसेंटर, इसके स्टीरियोजेनिक बायरिल अक्ष में दो चिरल विमान शामिल हैं। निफोलोन, इसकी अक्षीय चिरायता के साथ, प्रकृति में होता है और विशेष रूप से एम फॉर्म में अच्छी मलेरिया-रोधी और ट्यूमर-रोधी गतिविधियों की पेशकश करने के लिए दिखाया गया है।

एट्रोपिसोमेरिक दवाओं का उपयोग दवाओं के लिए स्टीरियोकेमिकल विविधताओं और डिजाइन में विशिष्टता के लिए एक अतिरिक्त तरीका प्रदान करता है। एक उदाहरण है, एक दवा जिसे कीमोथेरेपी कैंसर उपचार में सहायता के लिए खोजा गया था। टेलेंज़ेपाइन अपने केंद्रीय थिएनोबेंजोडायजेपाइन रिंग की रचना में एट्रोपिसोमेरिक है। दो एनेंटिओमर्स को सुलझाया गया है, और यह पाया गया कि (+)-आइसोमर जो चूहे सेरेब्रल कॉर्टेक्स में मस्करीनिक रिसेप्टर्स में (-)-आइसोमर की तुलना में लगभग 500 गुना अधिक सक्रिय है। हालांकि, दवा डिजाइन हमेशा एट्रोपिसोमेरिज्म द्वारा सहायता प्राप्त नहीं होती है। कुछ मामलों में, एट्रोपिसोमर्स से ड्रग्स बनाना चुनौतीपूर्ण होता है क्योंकि आइसोमर्स अपेक्षा से अधिक तेज़ी से इंटरकनेक्ट कर सकते हैं। एट्रोपिसोमर्स भी शरीर में अलग तरह से बातचीत कर सकते हैं, और अन्य प्रकार के स्टीरियोआइसोमर के साथ, रोगियों को दवा देने से पहले इन गुणों की जांच करना महत्वपूर्ण है।

यह भी देखें

 * द्वितल कोण