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 كلاسیك 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 ارایه داد. در این دوره یک ونیم قرنی برخی یافتههای 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 کردهاند 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 میشود یکی از معیارهای یک سنتز ایدهآل که در آن فراورده از چندین جزء تشکیل میشود 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 مرحلهای اگر بهره هر یک از مراحل۹۰ درصد باشد، بهره کل واکنش۸۰ درصد خواهد بود.درصورتیکه اگر این واکنش چندجزیی طی یک مرحله انجام میشود 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 میشود.
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 میشود 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 گونههای 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