Michael addition reaction
نامیاتی کیمسٹری میں، مائیکل رد عمل یا مائیکل 1,4 اضافہ مائیکل ڈونر (ایک انولیٹ یا دیگر نیوکلیوفائل) اور مائیکل قبولیت (عام طور پر ایک α، β-غیر سیر شدہ کاربونل) کے درمیان ایک رد عمل ہے جو قبولیت کے β-کاربن پر کاربن-کاربن بانڈ بنا کر مائیکل ایڈڈکٹ تیار کرتا ہے۔ یہ کنجوگیٹ اضافے کی بڑی کلاس سے تعلق رکھتا ہے اور کاربن کاربن بانڈ کی ہلکی تشکیل کے لیے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ مائیکل کا اضافہ ڈائیسٹریو سلیکٹو اور اینانٹیو سلیکٹو سی-سی بانڈ کی تشکیل کے لیے ایک اہم ایٹم-اقتصادی طریقہ ہے، اور بہت سی غیر متناسب قسمیں موجود ہیں۔ اس عام مائیکل کے اضافے کی اسکیم میں، نیوکلیوفائل (مائیکل ڈونر) پر R اور R 'میں سے یا دونوں الیکٹران کھینچنے والے متبادلات جیسے ایسائل، سائانو، نائٹرو، یا سلفون گروپوں کی نمائندگی کرتے ہیں، جو ملحقہ میتھلین ہائیڈروجن ایسڈک کو بیس، B: کے ساتھ رد عمل ظاہر کرنے پر کاربنین بنانے کے لیے کافی بناتے ہیں۔ الکین (مائیکل قبولیت) کے لیے، R "متبادل عام طور پر ایک کاربونل ہوتا ہے، جو مرکب کو ایک α، β-غیر سیر شدہ کاربونل مرکب (یا تو ایک اینون یا ایک اینال) بناتا ہے، یا R" کوئی بھی الیکٹران واپس لینے والا گروپ ہو سکتا ہے۔ تعریف جیسا کہ اصل میں آرتھر مائیکل نے بیان کیا ہے، رد عمل β کاربن پر α، β-غیر سیر شدہ کاربونل مرکب میں کیٹون یا ایلڈیہائیڈ کے انولیٹ کا اضافہ ہے۔ مائیکل رد عمل کی موجودہ تعریف انولیٹس کے علاوہ دیگر نیوکلیوفائلز کو شامل کرنے کے لیے وسیع ہو گئی ہے۔ نیوکلیوفائلز کی کچھ مثالوں میں دوگنا مستحکم کاربن نیوکلیوفائلز جیسے بیٹا کیٹوسٹرز، میلونیٹس، اور بیٹا سائانوسٹرز شامل ہیں۔ نتیجے میں پیدا ہونے والی مصنوعات میں ایک انتہائی مفید 1,5-ڈائی آکسیجنیٹڈ نمونہ ہوتا ہے۔ غیر کاربن نیوکلیوفائلز جیسے پانی، الکحل، امینز، اور اینامائنز بھی 1,4 اضافے میں α، β-غیر سیر شدہ کاربونل کے ساتھ رد عمل ظاہر کر سکتے ہیں۔ کچھ مصنفین نے مائیکل کے اضافے کی تعریف کو وسیع کیا ہے تاکہ بنیادی طور پر α، β-غیر سیر شدہ کاربونل مرکبات کے کسی بھی 1,4-اضافے کے رد عمل کا حوالہ دیا جا سکے۔ تاہم، دوسرے اس بات پر اصرار کرتے ہیں کہ اس طرح کا استعمال اصطلاحات کا غلط استعمال ہے، اور کاربن نیوکلیوفائلز کے اضافے کے ذریعے کاربن کاربن بانڈز کی تشکیل میں مائیکل کے اضافے کو محدود کرتا ہے۔ آکسا-مائیکل رد عمل اور عزا-مائیکل رد عمل کی اصطلاحات بالترتیب آکسیجن اور نائٹروجن نیوکلیوفائلز کے 1,4 اضافے کا حوالہ دینے کے لیے استعمال کی گئی ہیں۔ مائیکل رد عمل کو 1,6 اضافی رد عمل سے بھی جوڑا گیا ہے۔ میکانزم رد عمل کے طریقہ کار میں، نیوکلیوفائل کے طور پر 1 ہوتا ہے: بیس کے ذریعہ 1 کی ڈیپروٹونیشن کاربنین 2 کی طرف لے جاتی ہے، جو اس کے الیکٹران کھینچنے والے گروپوں کے ذریعہ مستحکم ہوتی ہے۔ ڈھانچے 2a سے 2c تین گونج ڈھانچے ہیں جو اس نوع کے لیے تیار کیے جا سکتے ہیں، جن میں سے دو میں انولیٹ آئن ہوتے ہیں۔ یہ نیوکلیوفائل الیکٹروفیلک الکین 3 کے ساتھ تعامل کرتا ہے اور کنجوگیٹ ایڈیشن رد عمل میں 4 بناتا ہے۔ آخر میں، انولیٹ 4 پروٹونٹڈ بیس (یا سالوینٹ) سے ایک پروٹون کو خلاصہ کر کے 5 پیدا کرتا ہے۔ رد عمل پر الیکٹروسٹیٹک کے بجائے مداری غور و فکر کا غلبہ ہے۔ مستحکم انولیٹس کا HOMO مرکزی کاربن ایٹم پر ایک بڑا گتانک رکھتا ہے جبکہ بہت سے الفا، بیٹا غیر سیر شدہ کاربونل مرکبات کا LUMO بیٹا کاربن پر ایک بڑا گتانک رکھتا ہے۔ اس طرح دونوں ری ایکٹینٹس کو نرم سمجھا جا سکتا ہے۔ یہ پولرائزڈ فرنٹیئر آربیٹلز ایک جیسی توانائی کے ہوتے ہیں، اور ایک نیا کاربن-کاربن بانڈ بنانے کے لیے مؤثر طریقے سے رد عمل ظاہر کرتے ہیں۔ الڈول کے اضافے کی طرح، مائیکل رد عمل مکیاما-مائیکل کے اضافے میں ایک اینول، سیلیل اینول ایتھر، یا زیادہ عام طور پر، انولیٹ نیوکلیوفائل کے ذریعے آگے بڑھ سکتا ہے۔ مؤخر الذکر صورت میں، مستحکم کاربونل مرکب کو مضبوط بیس (سخت انولایزیشن) یا لیوس ایسڈ اور کمزور بیس (نرم انولایزیشن) کے ساتھ ڈیپروٹونیٹ کیا جاتا ہے۔ نتیجے میں آنے والا انولیٹ 1,4-ریجیوسلیکٹیویٹی کے ساتھ فعال اولیفن پر حملہ کرتا ہے، جس سے کاربن-کاربن بانڈ بنتا ہے۔ یہ انولیٹ کو الیکٹروفائل میں بھی منتقل کرتا ہے۔ چونکہ الیکٹروفائل نیوکلیوفائل کے مقابلے میں بہت کم تیزابی ہوتا ہے، اس لیے تیز رفتار پروٹون کی منتقلی عام طور پر انولیٹ کو واپس نیوکلیوفائل میں منتقل کر دیتی ہے اگر پروڈکٹ انولیبل ہے ؛ تاہم، اگر کوئی مناسب الیکٹروفائل لاکٹ ہے تو کوئی نیوکلیوفلیسیٹی کے نئے لوکس سے فائدہ اٹھا سکتا ہے۔ نیوکلیوفائل اور پروڈکٹ کی متعلقہ تیزابیت پر منحصر ہے، رد عمل بیس میں اتپریرک ہو سکتا ہے۔ زیادہ تر معاملات میں، رد عمل کم درجہ حرارت پر ناقابل واپسی ہوتا ہے۔ ٹفٹس یونیورسٹی میں 1887 میں آرتھر مائیکل کی طرف سے کی گئی تحقیق کو 1884 میں کونراڈ اینڈ کتھزائٹ کی ایک اشاعت سے حوصلہ ملا تھا جس میں ڈائیتھائل سوڈیومالونیٹ کے ساتھ ایتھائل 2,3-ڈائیبروموپروپیونیٹ کے رد عمل پر ایک سائکلوپروپین مشتق تشکیل دیا گیا تھا (جسے اب دو مسلسل متبادل رد عمل شامل ہونے کے طور پر تسلیم کیا جاتا ہے)۔ مائیکل پروپیونیٹ کو 2-بروماکرائلک ایسڈ ایتھائلسٹر سے تبدیل کر کے وہی پروڈکٹ حاصل کرنے میں کامیاب رہا اور اسے احساس ہوا کہ یہ رد عمل صرف ایکریلک ایسڈ کے ڈبل بانڈ کے لیے اضافی رد عمل فرض کر کے کام کر سکتا ہے۔ اس کے بعد انہوں نے ڈائیتھائل مالونیٹ اور دار چینی ایسڈ کے ایتھائل ایسٹر کو رد عمل ظاہر کرتے ہوئے اس مفروضے کی تصدیق کی جس سے پہلا مائیکل ایڈکٹ تشکیل پایا: اسی سال رینر لڈوگ کلیسن نے ایجاد کے لیے ترجیح کا دعوی کیا۔ انہوں نے اور ٹی کومنینوس نے 1883 کے اوائل میں الڈیہائڈز کے ساتھ میلونک ایسڈ کے گاڑھا ہونے کے رد عمل کی تحقیقات کرتے ہوئے ضمنی مصنوعات کے طور پر ڈبل بانڈز میں اضافی مصنوعات کا مشاہدہ کیا تھا۔ تاہم، سوانح نگار تاکاشی ٹوکورویاما کے مطابق، یہ دعوی بے بنیاد ہے۔ غیر متناسب مائیکل رد عمل کے محققین نے مائیکل اضافے کے دائرہ کار کو بڑھایا ہے تاکہ رد عمل کے غیر متناسب ورژن کے ذریعے چیرالیٹی کے عناصر کو شامل کیا جا سکے۔ سب سے عام طریقوں میں چیرل فیز ٹرانسفر کیٹالیسس شامل ہے، جیسے سنکونا الکلائڈز سے حاصل ہونے والے کواٹرنیری امونیم سالٹ ؛ یا آرگنکوٹیلیسیس، جو عام طور پر پرولین سے حاصل ہونے والی چیرل سیکنڈری امینوں کے ساتھ انامین یا امینیم کے ذریعے چالو ہوتا ہے۔ سائکلوہیکسانون اور β-نائٹروسٹیرین کے درمیان رد عمل میں جو ذیل میں خاکہ بنایا گیا ہے، بیس پرولین مشتق ہے اور پروٹک ایسڈ جیسے پی-ٹولوینسلفونک ایسڈ کے ساتھ مل کر کام کرتا ہے: سن کے اضافے کو 99 ٪ ای ای کے ساتھ پسند کیا جاتا ہے۔ منتقلی کی حالت میں جس کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ اس انتخاب کے لیے ذمہ دار ہے، انامین (پرولین نائٹروجن اور سائکلوکیٹون کے درمیان تشکیل پایا) اور β-نائٹروسٹیرین نائٹرو گروپ ہائیڈروجن کے ساتھ پرولین سائیڈ گروپ میں پروٹونیٹڈ امین سے منسلک ہوتے ہیں۔ ایک معروف مائیکل رد عمل 4-ہائیڈروکسیکومرین اور بینزیلیڈیناسیٹون سے وارفین کی ترکیب ہے جس کی اطلاع سب سے پہلے 1944 میں لنک نے دی تھی: اس رد عمل کے کئی غیر متناسب ورژن چیرل اتپریرک کا استعمال کرتے ہوئے موجود ہیں۔ مائیکل رد عمل کی کلاسیکی مثالیں ڈائیتھائل مالونیٹ (مائیکل ڈونر) اور ڈائیتھائل فیومریٹ (مائیکل قبولیت) کے درمیان رد عمل، ڈائیتھائل مالونیٹ اور میسیٹائل آکسائیڈ (ڈائیمیڈون کی تشکیل)، ڈائیتھائل مالونیٹ اور میتھائل کروٹونیٹ، 2-نائٹروپروپین اور میتھائل ایکریلیٹ، ایتھائل فینائلسیانواسیٹیٹ اور ایکریلونیٹریل اور نائٹروپروپین اور میتھائل وینیل کیٹون کا رد عمل ہیں۔ مائیکل اور الڈول کے اضافے کا ایک کلاسک ٹینڈم تسلسل رابنسن اینولشن ہے۔ مکائیما-مائیکل کا اضافہ مکائیما-مائیکل کے اضافے میں، نیوکلیوفائل ایک سیلیل اینول ایتھر ہے اور اتپریرک عام طور پر ٹائٹینیم ٹیٹراکلورائڈ ہوتا ہے: 1,6-مائیکل رد عمل 1,6-مائیکل رد عمل ایک α، β -، δ-غیر سیر شدہ مائیکل قبولیت کے δ کاربن پر نیوکلیوفیلک حملے کے ذریعے آگے بڑھتا ہے۔ 1, 6 اضافے کا طریقہ کار 1,4 اضافے سے ملتا جلتا ہے، جس میں ایک رعایت مائیکل قبولیت کے δ کاربن پر ہونے والا نیوکلیوفیلک حملہ ہے۔ تاہم، تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ آرگنکوٹیلیسیس اکثر 1,4 اضافے کی حمایت کرتا ہے۔ بہت سی ترکیبوں میں جہاں 1,6-اضافہ پسند کیا گیا تھا، سبسٹریٹ میں کچھ ساختی خصوصیات موجود تھیں۔ تحقیق سے پتہ چلا ہے کہ اتپریرک 1,6 اضافے کے رد عمل کی ریگیو سلیکٹیویٹی اور اینانٹیوسلیکٹیویٹی کو بھی متاثر کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، نیچے دی گئی تصویر میں ایتھل میگنیشیم برومائڈ کا ایتھل سوربیٹ 1 میں اضافہ دکھایا گیا ہے جس میں تانبے کے اتپریرک کا استعمال کیا گیا ہے جس میں الٹا جوسیفوس (R, S)-(-)-3 لگینڈ ہے۔ اس رد عمل سے 1,6-اضافی پروڈکٹ 2 0 فیصد پیداوار میں، 1,6-اضافی پروڈکٹ 3 تقریبا 99 فیصد پیداوار میں، اور 1,4-اضافی پروڈکٹ 4 2 فیصد سے کم پیداوار میں پیدا ہوا۔ یہ خاص اتپریرک اور رد عمل کے حالات کے سیٹ کی وجہ سے پروڈکٹ 3 میں ایتھائل سوربیٹ 1 کا زیادہ تر ریگیو سلیکٹو اور اینانٹیوسلیکٹو 1,6-مائیکل اضافہ ہوا۔ ایپلی کیشنز فارماسیوٹیکلز ایک مائیکل ری ایکشن کو بہت سی کوولینٹ انفیکٹر دوائیوں کے ذریعہ ایک میکانکی قدم کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ کینسر کی دوائیں جیسے ایبروٹینیب، اوسیمرٹینیب، اور روسیلیٹینیب میں مائیکل قبولیت کے طور پر ایکریلامائڈ فنکشنل گروپ ہوتا ہے۔ دوا پر مائیکل قبول کنندہ ایک انزائم کی فعال جگہ پر مائیکل قبول کنندہ کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ یہ کینسر کا ایک قابل عمل علاج ہے کیونکہ مائیکل رد عمل کے بعد ٹارگٹ انزائم کو روکا جاتا ہے۔ پولیمرائزیشن کے رد عمل میکانزم تمام پولیمرائزیشن کے رد عمل کے تین بنیادی مراحل ہوتے ہیں: آغاز، پھیلاؤ اور خاتمہ۔ ابتدائی مرحلہ نیوکلیوفائل کا مونومر میں مائیکل اضافہ ہے۔ نتیجے میں آنے والی انواع ایک اور مونومر کے ساتھ مائیکل کے اضافے سے گزرتی ہے، جس میں مؤخر الذکر ایک قبول کنندہ کے طور پر کام کرتا ہے۔ یہ اگلے اضافے کے لیے عطیہ دہندہ کے طور پر کام کرنے کے لیے ایک اور نیوکلیوفیلک نوع بنا کر سلسلہ کو بڑھاتا ہے۔ یہ عمل اس وقت تک دہرایا جاتا ہے جب تک کہ سلسلہ بند ہونے سے رد عمل بجھ نہ جائے۔ اصل مائیکل ڈونر ایک غیر جانبدار ڈونر ہو سکتا ہے جیسے کہ امینز، تھائولس، اور الکوکسائڈز، یا دھات سے جڑے الکل لگینڈ۔ لکیری اسٹیپ گروتھ پولیمرائزیشن کی مثالیں پولیمرائزیشن میں مائیکل ری ایکشن کی ابتدائی ایپلی کیشنز میں سے کچھ ہیں۔ مائیکل ڈونرز اور قبولیت کاروں کی ایک وسیع اقسام کو پولیمر کی متنوع رینج کی ترکیب کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ اس طرح کے پولیمر کی مثالوں میں پولی (امیڈو امین)، پولی (امینو ایسٹر)، پولی (امیڈو سلفایڈ)، پولی (ایسٹر سلفایڈ)، پولی (ایسپرٹامائڈ)، پولی (امیڈو ایتھر)، پولی (امینو کوئنون)، پولی (اینون سلفایڈ) اور پولی (اینامین کیٹون) شامل ہیں۔ مثال کے طور پر، لکیری اسٹیپ گروتھ پولیمرائزیشن ریڈوکس ایکٹیو پولی (امینو کوئنون) پیدا کرتی ہے، جو دھات کی مختلف سطحوں پر اینٹی کوروژن کوٹنگ کے طور پر کام کرتی ہے۔ ایک اور مثال میں نیٹ ورک پولیمر شامل ہیں، جو منشیات کی ترسیل، اعلی کارکردگی والے مرکب اور کوٹنگ کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ ان نیٹ ورک پولیمرز کو ڈوئل چین گروتھ، فوٹو انڈیوسڈ ریڈیکل اور سٹیپ گروتھ مائیکل ایڈیشن سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے ترکیب کیا جاتا ہے۔ حوالہ جات اضافی رد عمل کاربن-کاربن بانڈ بنانے والے رد عمل نام کے رد عمل