اليودولاكتون

يُعدّ تفاعل اليودولاكتون (أو بشكل أعم، تفاعل الهالولاكتون ) تفاعلاً عضوياً يُشكّل حلقة ( اللاكتون ) بإضافة ذرة أكسجين وذرة يود عبر رابطة ثنائية بين ذرتي كربون. وهو شكلٌ جزيئيٌّ من تفاعل تخليق الهالوهيدرين . وقد نُشر هذا التفاعل لأول مرة من قِبل إم جيه بوغالت عام ١٩٠٤، ومنذ ذلك الحين أصبح من أكثر الطرق فعاليةً لتخليق اللاكتونات. ^{[ ١ ]} تشمل مزايا هذا التفاعل ظروفه المعتدلة وإمكانية دمج ذرة اليود متعددة الاستخدامات في الناتج.

استُخدمت عملية اليودولاكتونيزيشن في تصنيع العديد من المنتجات الطبيعية، بما في ذلك تلك ذات التطبيقات الطبية مثل فيرنوليبين وفيرنومينين، ^{[ 2 ]} وهما مركبان يُستخدمان في تثبيط نمو الأورام، وفيبرالاكتون ، وهو مثبط لإنزيم الليباز البنكرياسي . ^{[ 3 ]} كما استخدم إلياس جيمس كوري عملية اليودولاكتونيزيشن لتصنيع العديد من البروستاجلاندينات . ^{[ 4 ]}

مثّل تقرير بوغالت عن تفاعل اليودولاكتونيز أول مثال على تفاعل لاكتونيز موثوق به يمكن استخدامه في العديد من الأنظمة المختلفة. في الواقع، طُوّر تفاعل البرومولاكتونيز خلال العشرين عامًا التي سبقت نشر بوغالت لتفاعل اليودولاكتونيز. ^{[ 1 ]} ومع ذلك، فإن استخدام تفاعل البرومولاكتونيز أقل شيوعًا بكثير لأن إضافة البروم الإلكتروفيلية البسيطة إلى الألكين ، كما هو موضح أدناه، يمكن أن تتنافس مع تفاعل البرومولاكتونيز وتقلل من مردود اللاكتون المطلوب. ^{[ 5 ]}

ظهرت طرق الكلورولاكتونية لأول مرة في خمسينيات القرن العشرين ^{[ 1 ]} ، ولكنها أقل شيوعًا من طرق البرومولاكتونية. يُعد استخدام الكلور العنصري صعبًا من الناحية الإجرائية لأنه غاز في درجة حرارة الغرفة، ويمكن إنتاج ناتج الإضافة الإلكتروفيلية بسرعة كما هو الحال في البرومولاكتونية. ^{[ 6 ]}

تتضمن آلية التفاعل تكوين أيون هالونيوم موجب الشحنة في جزيء يحتوي أيضًا على حمض كربوكسيلي (أو مجموعة وظيفية أخرى تُعدّ مقدمة له). يعمل أكسجين الكربوكسيل ككاشف نيوكليوفيلي ، حيث يهاجم لفتح حلقة الهالونيوم وتكوين حلقة لاكتون. يُجرى التفاعل عادةً في ظروف قاعدية معتدلة لزيادة قوة نيوكليوفيلية مجموعة الكربوكسيل.

يتضمن تفاعل اليودولاكتون عددًا من الفروق الدقيقة التي تؤثر على تكوين الناتج، بما في ذلك الانتقائية الموضعية ، وتفضيل حجم الحلقة، والتحكم الديناميكي الحراري والحركي . من حيث الانتقائية الموضعية، يحدث تفاعل اليودولاكتون بشكل تفضيلي عند ذرة الكربون الأكثر إعاقة المجاورة لأيون اليودونيوم . ويعود ذلك إلى أن ذرة الكربون الأكثر استبدالًا قادرة بشكل أفضل على الاحتفاظ بشحنة موجبة جزئية، وبالتالي فهي أكثر محبة للإلكترونات وأكثر عرضة للهجوم النيوكليوفيلي. عندما تكون الروابط المزدوجة المتعددة في الجزيء متساوية في التفاعل، تسود التفضيلات التشكيلية. ومع ذلك، عندما تكون إحدى الروابط المزدوجة أكثر تفاعلًا، فإن هذا التفاعل هو السائد دائمًا بغض النظر عن التفضيل التشكيلي. ^{[ 7 ]}

يمكن تكوين كل من الحلقات الخماسية والسداسية في تفاعل اليودولاكتون الموضح أدناه، ولكن الحلقة الخماسية هي التي تتشكل بشكل تفضيلي وفقًا لقواعد بالدوين لإغلاق الحلقة. ^{[ 8 ]} ووفقًا لهذه القواعد، يُفضل إغلاق الحلقة من نوع 5-exo-tet بينما يُستبعد إغلاق الحلقة من نوع 6-endo-tet. ^{[ 9 ]} ويمكن التنبؤ بالانتقائية الموضعية لكل تفاعل يودولاكتون وتفسيرها باستخدام قواعد بالدوين.

لوحظت تفاعلات اليودولاكتون الانتقائية الفراغية في الأدبيات العلمية، وهي مفيدة للغاية في تصنيع جزيئات كبيرة مثل الفيرنوبلين والفيرنومينين المذكورين سابقًا، إذ يمكن تكوين اللاكتون مع الحفاظ على المراكز الفراغية الأخرى. بل ويمكن أن يتم إغلاق الحلقة بواسطة المراكز الفراغية المجاورة للرابطة المتعددة بين ذرتي الكربون، كما هو موضح أدناه. ^{[ 7 ]}

حتى في الأنظمة التي لا تحتوي على مراكز فراغية موجودة، وجد بارتليت وزملاؤه أنه من الممكن تحقيق الانتقائية الفراغية. فقد تمكنوا من تخليق اللاكتونات الخماسية الحلقات من نوعي cis و trans عن طريق ضبط ظروف التفاعل مثل درجة الحرارة وزمن التفاعل. تكوّن الناتج trans في ظل ظروف ديناميكية حرارية (مثل زمن تفاعل طويل)، بينما تكوّن الناتج cis في ظل ظروف حركية (مثل زمن تفاعل أقصر نسبيًا). ^{[ 10 ]}

استُخدمت عملية اليودولاكتون في تصنيع العديد من المنتجات ذات الأهمية البيولوجية، مثل مثبطات نمو الأورام فيرنوليبين وفيرنومينين، ومثبط الليباز البنكرياسي فيبرالاكتون، والبروستاجلاندينات، وهي دهون موجودة في الحيوانات. وتعتمد جميع عمليات التخليق الكلي التالية على اليودولاكتون كخطوة أساسية للحصول على المنتج المطلوب.

في عام 1977، تمكن صموئيل دانيشيفسكي وزملاؤه من تصنيع مثبطات نمو الأورام dl- فيرنوليبين و dl- فيرنومينين عبر عملية متعددة الخطوات استخدمت فيها عملية تكوين اللاكتون. ^{[ 2 ]} يوضح هذا التصنيع استخدام عملية تكوين اللاكتون اليودي لتشكيل حلقة خماسية بشكل تفضيلي على الحلقة الرباعية أو السداسية، كما هو متوقع من قواعد بالدوين.

في عام 2006، قام تشو وزملاؤه بتخليق منتج طبيعي آخر، وهو الفايبراليكتون، حيث كانت الخطوة الرئيسية هي تكوين اللاكتون. ^{[ 3 ]} تحدد الانتقائية الفراغية لعملية اليودولاكتونية التكوين الفراغي الحرج للمركب المستهدف.

في عام 1969، قام كوري وزملاؤه بتخليق البروستاغلاندين E2 _{باستخدام} وسيط اليودولاكتون. ^{[ 4 ]} ومرة ​​أخرى، تلعب الانتقائية الفراغية لعملية اليودولاكتون دورًا أساسيًا في تكوين المنتج.

• عملية اليودو لاكتامة - نظير اللاكتام 
• تفاعل إضافة الهالوجين