Ring-closing metathesis
রিং-ক্লোজিং মেটাথেসিস (আরসিএম) হল দুটি টার্মিনাল অ্যালকিনের ইন্ট্রামোলিকুলার মেটাথেসিসের মাধ্যমে বিভিন্ন অসম্পৃক্ত বলয়ের সংশ্লেষণের জন্য জৈব রসায়নে ওলেফিন মেটাথেসিসের একটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত প্রকরণ, যা ই-বা জেড-আইসোমার এবং উদ্বায়ী ইথিলিন হিসাবে সাইক্লোআলকিন গঠন করে। সর্বাধিক সংশ্লেষিত বলয়ের আকার 5-7টি পরমাণুর মধ্যে হয়; তবে, রিপোর্ট করা সংশ্লেষগুলিতে 45-থেকে 90-সদস্যযুক্ত ম্যাক্রোহেটেরোসাইকেল অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। এই বিক্রিয়াগুলি ধাতু-অনুঘটক এবং একটি মেটাল্যাসাইক্লোবুটেন মধ্যবর্তীর মধ্য দিয়ে অগ্রসর হয়। এটি প্রথম 1980 সালে ডিডার ভিলেমিন দ্বারা প্রকাশিত হয়েছিল যা একটি এক্সাল্টোলাইড অগ্রদূতের সংশ্লেষণ বর্ণনা করে এবং পরে রবার্ট এইচ গ্রাবস এবং রিচার্ড আর শ্রক দ্বারা জনপ্রিয় হয়ে ওঠে, যারা 2005 সালে রসায়নে নোবেল পুরস্কার ভাগ করে নিয়েছিলেন, ইয়ভেস চাউভিনের সাথে, ওলেফিন মেটাথেসিসের যৌথ কাজের জন্য। আরসিএম জৈব রসায়নবিদদের মধ্যে একটি প্রিয় কারণ বলয় গঠনে এর কৃত্রিম উপযোগিতা, যা আগে দক্ষতার সাথে অ্যাক্সেস করা কঠিন ছিল, এবং বিস্তৃত স্তরের সুযোগ। যেহেতু একমাত্র প্রধান উপজাত হল ইথিলিন, তাই এই প্রতিক্রিয়াগুলিকে পারমাণবিক অর্থনৈতিক হিসাবেও বিবেচনা করা যেতে পারে, যা সবুজ রসায়নের বিকাশে ক্রমবর্ধমান গুরুত্বপূর্ণ উদ্বেগের বিষয়। রিং-ক্লোজিং মেটাথেসিসের উপর বেশ কয়েকটি পর্যালোচনা প্রকাশিত হয়েছে। ইতিহাস রিং-ক্লোজিং মেটাথেসিসের প্রথম উদাহরণ 1980 সালে ডিডার ভিলেমিন দ্বারা রিপোর্ট করা হয়েছিল যখন তিনি রিংয়ের আকারের (এ) উপর নির্ভর করে 60-65% উৎপাদনে ডাব্লুসিএল6/এমই4এসএন অনুঘটকযুক্ত মেটাথেসিস সাইক্লাইজেশন ব্যবহার করে একটি এক্সাল্টোলাইড অগ্রদূত সংশ্লেষিত করেছিলেন। পরবর্তী মাসগুলিতে, জিরো সুজি একটি অনুরূপ মেটাথেসিস প্রতিক্রিয়ার কথা জানান যা ডাব্লুসিএল6 এবং ডাইমিথাইলটাইটানোসিন (সিপি2টিআইএমই2) দ্বারা অনুঘটকিত একটি ম্যাক্রোলাইডের প্রস্তুতিকে একটি পরিমিত 17.9% ফলন (বি) হিসাবে বর্ণনা করে। সুজি ওলেফিন মেটাথেসিস বিক্রিয়াকে "জৈব সংশ্লেষণে সম্ভাব্য দরকারী" হিসাবে বর্ণনা করেছেন এবং বিভিন্ন কার্যকরী গোষ্ঠীকে সহ্য করার জন্য আরও বহুমুখী অনুঘটকের বিকাশের প্রয়োজনীয়তার কথা উল্লেখ করেছেন। 1987 সালে, সিগফ্রিড ওয়ারওয়েল এবং হান্স কাইটকার অনুঘটক সক্রিয়করণের জন্য Al2O3 এবং Me4Sn-এ Re2O7 ব্যবহার করে 58-74% উৎপাদনে C14, C18 এবং C20 ডাইনের পাশাপাশি 30 শতাংশ উৎপাদনে C16-এর জন্য একটি ক্রস-মেটাথেসিস ডাইমারাইজেশনের মাধ্যমে প্রতিসম ম্যাক্রোসাইকেলের সংশ্লেষণ প্রকাশ করেন। প্রাথমিক আবিষ্কারের এক দশক পর, গ্রাবস এবং ফু 1992 সালে দুটি প্রভাবশালী প্রতিবেদন প্রকাশ করে যা শ্রকের মলিবডেনাম অ্যালকিলিডিন অনুঘটক ব্যবহার করে আরসিএম-এর মাধ্যমে ও-এবং এন-হেটেরোসাইকেলের সংশ্লেষণের বিশদ বিবরণ দেয়, যা টাংস্টেন ক্লোরাইড অনুঘটকের তুলনায় আরও শক্তিশালী এবং কার্যকরী গোষ্ঠী সহনশীল প্রমাণিত হয়েছিল। সিন্থেটিক রুটটি সহজেই উপলব্ধ প্রারম্ভিক উপকরণ থেকে উচ্চ উৎপাদনে (89-93%) ডাইহাইড্রোপাইরেন্সে প্রবেশাধিকারের অনুমতি দেয়। উপরন্তু, প্রতিস্থাপিত পাইরোলিন, টেট্রাহাইড্রোপাইরিডিন এবং অ্যামাইডের সংশ্লেষণ পরিমিত থেকে উচ্চ ফলন (73-89%)-এ চিত্রিত করা হয়েছিল। প্রারম্ভিক উপাদানের একটি অণুতে দুটি অণু গঠন করে এনট্রপিক অনুকূলতার জন্য সাইক্লাইজেশন প্রতিক্রিয়ার চালিকা শক্তি দায়ী করা হয়েছিল। দ্বিতীয় অণু ইথিলিনের ক্ষয়, একটি অত্যন্ত উদ্বায়ী গ্যাস, লে চ্যাটেলিয়ারের নীতি অনুসারে প্রতিক্রিয়াটিকে সামনের দিকে চালিত করে। 1993 সালে, গ্রাবস এবং অন্যান্যরা কেবল একটি মলিবডেনাম অনুঘটক ব্যবহার করে কার্বোসাইকেল সংশ্লেষণের উপর একটি প্রতিবেদন প্রকাশ করেনি, তবে মেটাথেসিস প্রতিক্রিয়াগুলির জন্য একটি নতুন রুথেনিয়াম কার্বাইন কমপ্লেক্সের প্রাথমিক ব্যবহারের বিশদ বিবরণও দিয়েছে, যা পরে তার অসাধারণ উপযোগিতার কারণে একটি জনপ্রিয় অনুঘটক হয়ে ওঠে। মলিবডেনাম অনুঘটকের মতো রুথেনিয়াম অনুঘটকগুলি বায়ু এবং আর্দ্রতার প্রতি সংবেদনশীল নয়। রুথেনিয়াম অনুঘটক, যা গ্রাবস অনুঘটক হিসাবে বেশি পরিচিত, সেইসাথে মলিবডেনাম অনুঘটক বা শ্রকের অনুঘটক, আজও আরসিএম সহ অনেক মেটাথেসিস প্রতিক্রিয়ার জন্য ব্যবহৃত হয়। সামগ্রিকভাবে, এটি দেখানো হয়েছিল যে ধাতু-অনুঘটকযুক্ত আরসিএম প্রতিক্রিয়াগুলি সি-সি বন্ধন গঠনের প্রতিক্রিয়াগুলিতে খুব কার্যকর ছিল এবং জৈব সংশ্লেষণ, রাসায়নিক জীববিজ্ঞান, উপকরণ বিজ্ঞান এবং অন্যান্য বিভিন্ন ক্ষেত্রে বিভিন্ন ধরনের অসম্পৃক্ত এবং অত্যন্ত কার্যকরী চক্রাকার এনালগগুলি অ্যাক্সেস করার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ প্রমাণিত হবে। প্রক্রিয়া সাধারণ প্রক্রিয়া গত চল্লিশ বছর ধরে রূপান্তর ধাতু-অনুঘটকযুক্ত ওলেফিন মেটাথেসিসের প্রক্রিয়াটি ব্যাপকভাবে গবেষণা করা হয়েছে। ক্রস মেটাথেসিস (সিএম), রিং-ওপেনিং মেটাথেসিস পলিমারাইজেশন (আরওএমপি) এবং অ্যাসাইক্লিক ডাইন মেটাথেসিস (এডিএমইটি)-এর মতো অন্যান্য ওলেফিন মেটাথেসিস প্রতিক্রিয়াগুলির মতো আরসিএম একটি অনুরূপ যান্ত্রিক পথের মধ্য দিয়ে যায়। যেহেতু অনুঘটক চক্রের সমস্ত ধাপগুলি বিপরীতমুখী বলে মনে করা হয়, তাই প্রতিক্রিয়া পরিস্থিতি এবং স্তরের উপর নির্ভর করে এই অন্যান্য পথগুলির মধ্যে কিছু আরসিএম-এর সাথে ছেদ করা সম্ভব। 1971 সালে, চাউভিন একটি [2 + 2] সাইক্লোঅ্যাডিশনের মাধ্যমে একটি মেটাল্যাসাইক্লোবুটেন মধ্যবর্তী গঠনের প্রস্তাব দেন যা তারপর একই অ্যালকিন এবং অনুঘটক প্রজাতি (একটি অ-উৎপাদনশীল পথ) উৎপাদনের জন্য সাইক্লোএলিমিনেট করে, অথবা একটি নতুন অনুঘটক প্রজাতি এবং একটি অ্যালকাইলিডিন (একটি উৎপাদনশীল পথ) উৎপাদন করে। এই প্রক্রিয়াটি রসায়নবিদদের মধ্যে ব্যাপকভাবে গৃহীত হয়েছে এবং আরসিএম পদ্ধতির মডেল হিসাবে কাজ করে। অনুঘটকের অ্যালকিন লিগ্যান্ডকে স্তরের সাথে প্রতিস্থাপনের মাধ্যমে সূচনা ঘটে। এই প্রক্রিয়াটি [2 + 2] সাইক্লোঅ্যাডিশন এবং সাইক্লোএলিমিনেশনের মাধ্যমে একটি নতুন অ্যালকাইলিডিন গঠনের মাধ্যমে ঘটে। গ্রাবস অনুঘটকের ক্ষেত্রেও ফসফিন লিগ্যান্ডের সংযোগ এবং বিচ্ছিন্নতা ঘটে। আরসিএম বিক্রিয়ায়, অ্যালকিলিডিন একই অণুর উপর দ্বিতীয় প্রতিক্রিয়াশীল টার্মিনাল অ্যালকিনের সাথে একটি আন্তঃআণবিক [2 + 2] সাইক্লোঅ্যাডিশনের মধ্য দিয়ে যায়, প্রারম্ভিক উপাদানের দ্বিতীয় অণুর আন্তঃআণবিক সংযোজনের পরিবর্তে, একটি সাধারণ প্রতিযোগিতামূলক পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া যা পলিমারাইজেশনের দিকে নিয়ে যেতে পারে মেটাল্যাসাইক্লোবুটেন মধ্যবর্তী সাইক্লোএলিমিনেশন একটি [এম] = সিএইচ2, বা অ্যালকিলিডিন সহ পছন্দসই আরসিএম পণ্য গঠন করে, প্রজাতি যা অনুঘটক চক্রে পুনরায় প্রবেশ করে। যদিও উদ্বায়ী ইথিলিনের ক্ষয় আরসিএম-এর জন্য একটি চালিকা শক্তি, এটি প্রতিযোগিতামূলক মেটাথেসিস প্রতিক্রিয়া দ্বারাও তৈরি হয় এবং তাই প্রতিক্রিয়ার একমাত্র চালিকা শক্তি হিসাবে বিবেচনা করা যায় না। তাপগতিবিদ্যা সঠিক প্রতিক্রিয়া অবস্থা, অনুঘটক এবং স্তরের উপর নির্ভর করে বিক্রিয়াটি গতিময় বা তাপগতিবিদ্যার নিয়ন্ত্রণে থাকতে পারে। সাধারণ বলয়, 5-থেকে 7-সদস্যের সাইক্লোঅ্যালকিন, গঠনের জন্য একটি উচ্চ প্রবণতা রয়েছে এবং প্রায়শই চক্রাকার পণ্যগুলির এনথালপিক অনুকূলতার কারণে বৃহত্তর তাপগতিবিদ্যার নিয়ন্ত্রণে থাকে, যেমন ল্যাকটোন বলয় গঠনের বিষয়ে ইলুমিনাটি এবং ম্যান্ডোলিনি দ্বারা দেখানো হয়েছে। নিম্ন বলয়ের চাপের কারণে 5 থেকে 8টি পরমাণুর মধ্যে ছোট বলয়গুলি মাঝারি থেকে বড় বলয়ের তুলনায় তাপগতিবিদ্যার দিক থেকে বেশি অনুকূল। রিং স্ট্রেন অস্বাভাবিক বন্ধন কোণ থেকে উদ্ভূত হয় যার ফলে রৈখিক প্রতিরূপের তুলনায় জ্বলন বেশি হয়। যদি আর. সি. এম পণ্যটিতে একটি স্ট্রেইনড ওলেফিন থাকে, তবে নবগঠিত ওলেফিনের রিং-ওপেনিং মেটাথেসিস পলিমারাইজেশনের মাধ্যমে পলিমারাইজেশন পছন্দসই হয়ে ওঠে। বিশেষত মাঝারি বলয়গুলিতে বৃহত্তর বলয়ের স্ট্রেন থাকে, আংশিকভাবে বলয়ের বিপরীত দিক থেকে বৃহত্তর ট্রান্সানুলার মিথস্ক্রিয়ার কারণে, তবে অণুটিকে এমনভাবে অভিমুখী করতে অক্ষমতার কারণে যাতে দণ্ডনীয় গাউচের মিথস্ক্রিয়া প্রতিরোধ করা যায়। যদি পণ্যগুলি অনুঘটক চক্রে পুনরায় প্রবেশ করতে না পারে বা ভারসাম্যের মাধ্যমে আন্তঃপরিবর্তন করতে না পারে তবে আর. সি. এম-এর একটি গতিজ পক্ষপাত রয়েছে বলে মনে করা যেতে পারে। একটি গতিশীল পণ্য বিতরণ বেশিরভাগ আরসিএম পণ্যের দিকে নিয়ে যেতে পারে বা অলিগোমার এবং পলিমারের দিকে নিয়ে যেতে পারে, যা প্রায়শই অপছন্দ করা হয়। ভারসাম্য আরও প্রতিক্রিয়াশীল অনুঘটকের আবির্ভাবের সাথে, ভারসাম্য আরসিএম প্রায়শই পর্যবেক্ষণ করা হয় যা বৃহত্তর পণ্য বিতরণের দিকে পরিচালিত করতে পারে। বিভিন্ন প্রতিযোগিতামূলক ভারসাম্য প্রতিক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত করার পাশাপাশি অলিগোমারের মতো প্রতিক্রিয়া পথ বরাবর বিভিন্ন পার্শ্ব-পণ্য কোথায় গঠিত হয় তা নির্দেশ করার জন্য প্রক্রিয়াটি প্রসারিত করা যেতে পারে। যদিও প্রতিক্রিয়াটি এখনও তাপগতিবিদ্যার নিয়ন্ত্রণে রয়েছে, একটি প্রাথমিক গতিজ পণ্য, যা প্রারম্ভিক উপাদানটির ডাইমেরাইজেশন বা অলিগোমেরাইজেশন হতে পারে, উচ্চতর অনুঘটক প্রতিক্রিয়াশীলতার ফলে প্রতিক্রিয়ার শুরুতে গঠিত হয়। অনুঘটকের ক্রিয়াকলাপ বৃদ্ধি ওলেফিন পণ্যগুলিকে অনুঘটকের উপর নন-টার্মিনাল অ্যালকিন সংযোজনের মাধ্যমে অনুঘটক চক্রে পুনরায় প্রবেশ করতে দেয়। স্ট্রেইনড ওলেফিনে অতিরিক্ত প্রতিক্রিয়াশীলতার কারণে, পণ্যগুলির একটি ভারসাম্য বিতরণ লক্ষ্য করা যায়; তবে, এই ভারসাম্যটি কাঙ্ক্ষিত আরসিএম পণ্যের পক্ষে পণ্য অনুপাতকে উল্টে দেওয়ার জন্য বিভিন্ন কৌশলের মাধ্যমে বিঘ্নিত হতে পারে। যেহেতু একই অণুর প্রতিক্রিয়াশীল গোষ্ঠীগুলির একে অপরের মুখোমুখি হওয়ার সম্ভাবনা বলয়ের আকারের বিপরীত আনুপাতিক, তাই বলয়ের আকার বাড়ার সাথে সাথে প্রয়োজনীয় আন্তঃআণবিক সাইক্লোঅ্যাডিশন ক্রমবর্ধমান কঠিন হয়ে পড়ে। এই সম্পর্কের অর্থ হল যে বড় বলয়ের আরসিএম প্রায়শই আন্তঃআণবিক প্রতিক্রিয়া হ্রাস করার জন্য উচ্চ পতনের (0.05-100 মিমি) (এ) অধীনে সঞ্চালিত হয়; যেখানে সাধারণ বলয়ের আরসিএম বৃহত্তর ঘনত্বে সঞ্চালিত করা যেতে পারে, এমনকি বিরল ক্ষেত্রেও ঝরঝরে। ভারসাম্য প্রতিক্রিয়াটি তাপমাত্রা (বি) বৃদ্ধি করে, প্রতিক্রিয়া মিশ্রণের সান্দ্রতা হ্রাস করে এবং তাই তাপীয় গতি বৃদ্ধি করে, পাশাপাশি প্রতিক্রিয়া সময় (সি) বৃদ্ধি বা হ্রাস করে পছন্দসই তাপগতিবিদ্যার পণ্যগুলিতে চালিত করা যেতে পারে। পণ্য গঠন নিয়ন্ত্রণে অনুঘটক পছন্দ (ডি)-ও গুরুত্বপূর্ণ বলে প্রমাণিত হয়েছে। রিং-ক্লোজিং মেটাথেসিস-এ সাধারণত ব্যবহৃত কয়েকটি অনুঘটক নীচে দেখানো হয়েছে। বিক্রিয়ার সুযোগ অ্যালকিন স্তর রিং-ক্লোজিং মেটাথেসিস 5-30 সদস্যযুক্ত বলয়, বহুচক্র এবং N, O, S, P এবং এমনকি Si-এর মতো পরমাণুযুক্ত ভিন্নচক্রের সংশ্লেষণে উপযোগিতা দেখিয়েছে। আধুনিক আর. সি. এম প্রতিক্রিয়াগুলির কার্যকরী গোষ্ঠী সহনশীলতার কারণে, ইপোক্সাইড, কিটোন, অ্যালকোহল, ইথার, অ্যামাইন, অ্যামাইড এবং অন্যান্য অনেকগুলি কার্যকরী গোষ্ঠী ধারণকারী কাঠামোগতভাবে জটিল যৌগগুলির সংশ্লেষণ পূর্ববর্তী পদ্ধতির তুলনায় আরও সহজে অর্জন করা যেতে পারে। প্রাকৃতিক পণ্য এবং ফার্মাসিউটিক্যালসের প্রাচুর্যের কারণে অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেন হেটেরোসাইকেলগুলি প্রাধান্য পায়। কিছু উদাহরণ নীচে দেখানো হয়েছে (লাল অ্যালকিন আরসিএম-এর মাধ্যমে গঠিত সি-সি বন্ধনকে নির্দেশ করে)। টার্মিনাল অ্যালকিন ছাড়াও, ট্রাই-এবং টেট্রাসাবস্টিটিউটেড অ্যালকিনগুলি আরসিএম বিক্রিয়ায় প্রতিস্থাপিত সাইক্লিক ওলেফিন পণ্যগুলির জন্য ব্যবহার করা হয়েছে। রিং-ক্লোজিং মেটাথেসিস একটি নতুন টার্মিনাল অ্যালকিন তৈরি করার জন্য একটি অ্যালকাইন ধারণকারী বলয়গুলিকে সাইক্লাইজ করতে বা এমনকি সাইকেল গঠনের জন্য দ্বিতীয় সাইক্লাইজেশনের মধ্য দিয়ে যেতেও ব্যবহার করা হয়েছে। এই ধরনের প্রতিক্রিয়া আরও আনুষ্ঠানিকভাবে এনাইন রিং-ক্লোজিং মেটাথেসিস নামে পরিচিত। ই/জেড সিলেক্টিভিটি আরসিএম বিক্রিয়ায়, দুটি সম্ভাব্য জ্যামিতিক আইসোমার, ই-বা জেড-আইসোমার গঠিত হতে পারে। স্টেরিওসিলেক্টিভিটি অনুঘটক, রিং স্ট্রেন এবং স্টার্টিং ডায়েন-এর উপর নির্ভরশীল। ছোট বলয়গুলিতে, জেড-আইসোমারগুলি রিং-স্ট্রেন মিনিমাইজেশন প্রতিফলিত করে আরও স্থিতিশীল পণ্য হিসাবে প্রাধান্য পায়। ম্যাক্রোসাইকেলগুলিতে, ই-আইসোমার প্রায়শই আরসিএম প্রতিক্রিয়াগুলিতে তাপগতিবিদ্যার পক্ষপাতের ফলস্বরূপ প্রাপ্ত হয় কারণ ই-আইসোমারগুলি জেড-আইসোমারের তুলনায় বেশি স্থিতিশীল। একটি সাধারণ প্রবণতা হিসাবে, রুথেনিয়াম এনএইচসি (এন-হেটেরোসাইক্লিক কার্বিন) অনুঘটকগুলি ট্রান্স আইসোমার গঠনের জন্য ই সিলেক্টিভিটির পক্ষে। এটি আংশিকভাবে প্রতিস্থাপকগুলির মধ্যে স্টেরিক সংঘর্ষের কারণে, যা ই-আইসোমার গঠনের জন্য মেটাল্যাসাইক্লোবুটেন মধ্যবর্তীতে সবচেয়ে স্থিতিশীল গঠন হিসাবে একটি ট্রান্স কনফিগারেশন গ্রহণ করে। স্টেরিওপিউর জেড-আইসোমারগুলির সংশ্লেষণ পূর্বে রিং-ক্লোজিং অ্যালকাইন মেটাথেসিসের মাধ্যমে অর্জন করা হয়েছিল। যাইহোক, 2013 সালে গ্রাবস একটি চিলেটিং রুথেনিয়াম অনুঘটকের ব্যবহারের কথা জানিয়েছিলেন যাতে উচ্চ সিলেক্টিভিটিতে জেড ম্যাক্রোসাইকেল বহন করা যায়। নির্বাচনশীলতার জন্য অনুঘটক লিগ্যান্ড এবং মেটাল্যাসাইক্লোবুটেন মধ্যবর্তী গঠিত হওয়ার মধ্যে ক্রমবর্ধমান স্টেরিক সংঘর্ষকে দায়ী করা হয়। সংক্রমণ অবস্থায় বর্ধিত স্টেরিক মিথস্ক্রিয়া ই-ওলেফিনের পরিবর্তে জেড ওলেফিনের দিকে পরিচালিত করে, কারণ ই-আইসোমার গঠনের জন্য প্রয়োজনীয় রূপান্তর অবস্থা অত্যন্ত অপছন্দের। কোকাটালিস্ট অ্যাডিটিভগুলি গঠনমূলক পছন্দগুলিকে উল্টে দিতে, প্রতিক্রিয়ার ঘনত্ব বাড়াতে এবং উচ্চ মেরু গোষ্ঠী যেমন এস্টার বা অ্যামাইডগুলি চিলেট করতেও ব্যবহৃত হয়, যা অনুঘটকের সাথে আবদ্ধ হতে পারে। টাইটানিয়াম আইসোপ্রোপক্সাইড (টি. আই. (ও. আই. পি. আর) 4) সাধারণত অনুঘটকের বিষক্রিয়া প্রতিরোধের জন্য মেরু গোষ্ঠীগুলিকে চিলেট করতে ব্যবহৃত হয় এবং একটি এস্টার-এর ক্ষেত্রে, টাইটানিয়াম লুইস অ্যাসিড কার্বনিল অক্সিজেনকে আবদ্ধ করে। একবার অক্সিজেনকে টাইটানিয়াম দিয়ে চিলেট করা হলে এটি অনুঘটকের রুথেনিয়াম ধাতুর সাথে আর আবদ্ধ হতে পারে না, যার ফলে অনুঘটক নিষ্ক্রিয় হয়ে যাবে। এটি প্রারম্ভিক উপাদানের ডাইমারাইজেশন ছাড়াই প্রতিক্রিয়াটিকে উচ্চতর কার্যকর ঘনত্বে চালানোর অনুমতি দেয়। আরেকটি সর্বোত্তম উদাহরণ হল মাঝারি বলয়ের সাইক্লোল্যাক্টোনাইজেশনের জন্য পছন্দের জেড-আইসোমারের চেয়ে এস্টারটির ই-আইসোমার গঠনের জন্য একটি ভারী লুইস অ্যাসিডের ব্যবহার। একটি গবেষণায়, অ্যালুমিনিয়াম ট্রিস (2,6-ডিফেনিলফেনক্সাইড) (এটিপিএইচ) যোগ করে একটি 7-সদস্যের ল্যাকটোন তৈরি করা হয়েছিল। অ্যালুমিনিয়াম ধাতু কার্বনিল অক্সিজেনের সাথে আবদ্ধ হয়ে ভারী ডাইফিনাইলফিনাক্সাইড গোষ্ঠীগুলিকে এস্টার যৌগের কাছাকাছি যেতে বাধ্য করে। ফলস্বরূপ, এস্টার দণ্ডনীয় স্টেরিক মিথস্ক্রিয়া হ্রাস করতে ই-আইসোমার গ্রহণ করে। লুইস অ্যাসিড ছাড়া, শুধুমাত্র 14-সদস্যের ডাইমার বলয় দেখা যায়। অণুটিকে এমনভাবে অভিমুখী করে যাতে দুটি প্রতিক্রিয়াশীল অ্যালকিন কাছাকাছি থাকে, আন্তঃআণবিক ক্রস-মেটাথেসিসের ঝুঁকি হ্রাস পায়। সীমাবদ্ধতা রুথেনিয়াম অনুঘটকের সাথে অনেক মেটাথেসিস প্রতিক্রিয়া নবগঠিত দ্বিবন্ধের অবাঞ্ছিত আইসোমেরাইজেশন দ্বারা বাধাগ্রস্ত হয় এবং এটি বিশ্বাস করা হয় যে পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া হিসাবে গঠিত রুথেনিয়াম হাইড্রাইডগুলি দায়ী। একটি গবেষণায় দেখা গেছে যে এই হাইড্রাইডগুলি অপসারণ করতে সক্ষম নির্দিষ্ট সংযোজনগুলির সাথে ডায়ালিল ইথারের আরসিএম বিক্রিয়ায় আইসোমারাইজেশন দমন করা হয়। একটি সংযোজন ছাড়া, প্রতিক্রিয়া পণ্য 2,3-ডাইহাইড্রোফুরান এবং প্রত্যাশিত 2,5-ডাইহাইড্রোফুরান নয় (ইথিলিন গ্যাস গঠনের সাথে)। র্যাডিকেল স্ক্যাভেঞ্জার, যেমন টিইএমপিও বা ফেনল, আইসোমেরাইজেশনকে দমন করে না; তবে, 1,4-বেনজোকুইনোন বা অ্যাসিটিক অ্যাসিডের মতো সংযোজনগুলি অবাঞ্ছিত আইসোমেরাইজেশনকে সফলভাবে প্রতিরোধ করে। উভয় সংযোজনই রুথেনিয়াম হাইড্রাইডগুলিকে জারিত করতে সক্ষম যা তাদের আচরণ ব্যাখ্যা করতে পারে। আর. সি. এম-এর সঙ্গে যুক্ত আরেকটি সাধারণ সমস্যা হল কিছু সাইক্লাইজেশনের জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ পতনের কারণে অনুঘটকের অবক্ষয়ের ঝুঁকি। কম ঘনত্বে বড় আকারের প্রতিক্রিয়া থেকে প্রচুর পরিমাণে বর্জ্য উৎপন্ন হওয়ার কারণে শিল্প প্রয়োগগুলিতে উচ্চ দুর্বলকরণও একটি সীমাবদ্ধ কারণ। নির্বাচনশীলতার সঙ্গে আপস না করে প্রতিক্রিয়ার ঘনত্ব বাড়ানোর চেষ্টা করা হয়েছে। সিন্থেটিক প্রয়োগ রিং-ক্লোজিং মেটাথেসিস ঐতিহাসিকভাবে অসংখ্য জৈব সংশ্লেষণে ব্যবহৃত হয়েছে এবং আজও বিভিন্ন যৌগের সংশ্লেষণে ব্যবহৃত হচ্ছে। নিম্নলিখিত উদাহরণগুলি শুধুমাত্র আর. সি. এম-এর বিস্তৃত উপযোগিতার প্রতিনিধিত্ব করে, কারণ অসংখ্য সম্ভাবনা রয়েছে। অতিরিক্ত উদাহরণের জন্য অনেক পর্যালোচনা নিবন্ধ দেখুন। সম্পূর্ণ সংশ্লেষণে রিং-ক্লোজিং মেটাথেসিস গুরুত্বপূর্ণ। একটি উদাহরণ হল প্রাকৃতিকভাবে ঘটে যাওয়া সাইক্লোফেন ফ্লোরেসোলাইডের সংশ্লেষণে 12-সদস্যের বলয় গঠনে এর ব্যবহার। ফ্লোরেসোলাইড বি-কে এপিডিয়াম গণের অ্যাসিডিয়ান থেকে পৃথক করা হয়েছিল এবং কেবি টিউমার কোষের বিরুদ্ধে সাইটোটক্সিসিটি দেখানো হয়েছিল। 2005 সালে, কে. সি. নিকোলাউ এবং অন্যান্যরা 89 শতাংশ উৎপাদনে ই-এবং জেড-আইসোমারের (1:3 ই/জেড) মিশ্রণ বহন করার জন্য 2য় প্রজন্মের গ্রাবস অনুঘটক ব্যবহার করে শেষ পর্যায়ের রিং-ক্লোজিং মেটাথেসিসের মাধ্যমে উভয় আইসোমারের সংশ্লেষণ সম্পন্ন করেন। যদিও একটি প্রোকাইরাল কেন্দ্র উপস্থিত রয়েছে তবে পণ্যটি রেসমিক। ফ্লোরেসোলাইড একটি অ্যাট্রোপিসোমার কারণ নতুন বলয়টি (সংক্রমণ অবস্থায় স্টেরিক সীমাবদ্ধতার কারণে) কার্বনিল গ্রুপের সামনের দিক দিয়ে যায়, পিছনের দিক দিয়ে নয়। কার্বনিল গ্রুপ তারপর স্থায়ীভাবে রিংটি লক করে দেয়। ই/জেড আইসোমারগুলি তারপর পৃথক করা হয় এবং তারপর ফিনল নাইট্রোবেনজোয়েট সুরক্ষামূলক গ্রুপটি পটাসিয়াম কার্বনেট দ্বারা চূড়ান্ত পণ্য এবং অপ্রাকৃতিক জেড-আইসোমার উৎপাদনের জন্য চূড়ান্ত ধাপে অপসারণ করা হয়। 1995 সালে, রবার্ট গ্রাবস এবং অন্যান্যরা আরসিএম-এর সাথে সম্ভাব্য স্টেরিওসিলেক্টিভিটি তুলে ধরেছিলেন। দলটি একটি অভ্যন্তরীণ হাইড্রোজেন বন্ধনের সাথে একটি ডায়িন সংশ্লেষিত করে β-টার্ন গঠন করে। হাইড্রোজেন বন্ধন ম্যাক্রোসাইকেল অগ্রদূতকে স্থিতিশীল করে উভয় ডায়েনকে কাছাকাছি রাখে, যা মেটাথেসিসের জন্য প্রাথমিক। ডায়াস্টেরিওমারগুলির মিশ্রণকে প্রতিক্রিয়া অবস্থার সাপেক্ষে করার পরে, ওলেফিন β-টার্নের শুধুমাত্র একটি ডায়াস্টেরিওমার পাওয়া যায়। তারপর পরীক্ষাটি (এস, এস, এস) এবং (আর, এস, আর) পেপটাইড দিয়ে পুনরাবৃত্তি করা হয়। শুধুমাত্র (এস, এস, এস) ডায়াস্টেরিওমার প্রতিক্রিয়াশীল ছিল যা রিং-ক্লোজিং সম্ভব হওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় কনফিগারেশনকে চিত্রিত করে। ওলেফিন পণ্যের নিখুঁত বিন্যাস বলরামের ডাইসালফাইড পেপটাইডের অনুরূপ। 8-11 পরমাণু বলয়ের রিং স্ট্রেন আরসিএম-এর জন্য চ্যালেঞ্জিং প্রমাণিত হয়েছে; তবে, এমন অনেক ক্ষেত্রে রয়েছে যেখানে এই চক্রাকার সিস্টেমগুলি সংশ্লেষিত করা হয়েছে। 1997 সালে, ফার্স্টনার একটি চূড়ান্ত আরসিএম ধাপের মাধ্যমে জেসমিন কেটোল্যাকটোন (ই/জেড) অ্যাক্সেস করার জন্য একটি সহজ সংশ্লেষণের কথা জানান। সেই সময়ে, আর. সি. এম-এর মাধ্যমে পূর্ববর্তী কোনও 10-সদস্যের বলয় গঠিত হয়নি এবং পূর্ববর্তী সংশ্লেষণগুলি প্রায়শই দীর্ঘ ছিল, যার মধ্যে ডিকনোলাইড গঠনের জন্য একটি ম্যাক্রোল্যাক্টোনাইজেশন জড়িত ছিল। রিফ্লাক্সিং টলুইনে 12 ঘন্টা ধরে ডায়িন এবং অনুঘটক যোগ করে, ফার্স্টনার অলিগোমেরাইজেশন এড়াতে এবং 88 শতাংশ উৎপাদনে ই/জেড আইসোমার উভয়ই অর্জন করতে সক্ষম হন। সি. এইচ. 2. সি. এল. 2 1ঃ 2.5 (ই/জেড) অনুপাতে জেড-আইসোমার গঠনের পক্ষে ছিল, যেখানে টলুইন শুধুমাত্র 1ঃ 1.4 (ই/জেড) মিশ্রণ বহন করত। 2000 সালে, অ্যালোইস ফার্স্টনার একটি 7-সদস্যের হেটেরোসাইকেল মধ্যবর্তী গঠনের জন্য আরসিএম ব্যবহার করে (−)-ব্যালনোল অ্যাক্সেস করার জন্য একটি আট ধাপের সংশ্লেষণের কথা জানান। বালানোল একটি মেটাবোলাইট যা এরটিসিয়ুলিয়াম ব্যালেনোইডস থেকে বিচ্ছিন্ন এবং প্রোটিন কাইনেজ সি (পিকেসি)-এর প্রতি প্রতিরোধমূলক ক্রিয়া দেখায়। রিং ক্লোজিং মেটাথেসিস ধাপে, একটি রুথেনিয়াম ইন্ডেনিলিডিন কমপ্লেক্সকে 87 শতাংশ উৎপাদনে কাঙ্ক্ষিত 7-সদস্যের রিং বহন করার জন্য প্রাক-অনুঘটক হিসাবে ব্যবহার করা হয়েছিল। 2002 সালে, স্টিফেন এফ. মার্টিন এবং অন্যান্যরা পলিসাইক্লিক অ্যালকালয়েড অ্যাক্সেস করার জন্য দুটি রিং-ক্লোজিং মেটাথেসিস ধাপের সাথে ম্যানজামিন এ-এর 24-ধাপ সংশ্লেষণের কথা জানিয়েছেন। প্রাকৃতিক পণ্যটি ওকিনাওয়া উপকূলে সামুদ্রিক স্পঞ্জ থেকে পৃথক করা হয়েছিল। অ্যান্টিটিউমার যৌগ হিসাবে সম্ভাবনার কারণে মানজামিন একটি ভাল লক্ষ্য। আর. সি. এম-এর প্রথম পদক্ষেপটি ছিল 13 সদস্যের ডি বলয়কে 67 শতাংশ উৎপাদনে শুধুমাত্র জেড-আইসোমার হিসাবে গঠন করা, যা মেটাথেসিসের সাধারণ পছন্দের ই-আইসোমারের একটি অনন্য বৈপরীত্য। আরও রূপান্তরের পর, দ্বিতীয় আর. সি. এম স্টোইকিওমেট্রিক 1ম প্রজন্মের গ্রাব অনুঘটক ব্যবহার করে 26 শতাংশ উৎপাদনে 8-সদস্যের ই বলয় তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। সংশ্লেষণটি কার্যকরী গোষ্ঠী সহনশীলতা মেটাথেসিস প্রতিক্রিয়াগুলির পাশাপাশি বিভিন্ন রিং আকারের জটিল অণুগুলিতে অ্যাক্সেস করার ক্ষমতাকে তুলে ধরে। 2003 সালে, ড্যানিশেফস্কি এবং অন্যান্যরা স্ট্রেপ্টোমাইসেস থেকে বিচ্ছিন্ন একটি ম্যাক্রোলাইড (+)-মাইগ্রাস্টাটিনের মোট সংশ্লেষণের কথা জানান, যা টিউমার কোষের স্থানান্তরকে বাধা দেয়। ম্যাক্রোলাইডে একটি 14 সদস্যের হেটেরোসাইকেল রয়েছে যা আরসিএম-এর মাধ্যমে গঠিত হয়েছিল। মেটাথেসিস বিক্রিয়ায় 70 শতাংশ উৎপাদনে সংরক্ষিত মাইগ্রাস্ট্যাটিন শুধুমাত্র (ই, ই, জেড) আইসোমার হিসাবে পাওয়া যায়। জানা গেছে যে এই নির্বাচনশীলতা রুথেনিয়াম অনুঘটকের কম বাধাগ্রস্ত ওলেফিনের সাথে প্রথমে যোগ করার এবং তারপর সবচেয়ে সহজলভ্য ওলেফিনে সাইক্লাইজ করার পছন্দ থেকে উদ্ভূত হয়। সিলিল ইথারের চূড়ান্ত সুরক্ষার ফলে (+)-মাইগ্রাস্ট্যাটিন পাওয়া যায়। সামগ্রিকভাবে, রিং-ক্লোজিং মেটাথেসিস বিভিন্ন আকার এবং রাসায়নিক গঠনের চক্রাকার যৌগগুলি সহজেই পাওয়ার জন্য একটি অত্যন্ত দরকারী প্রতিক্রিয়া; তবে, এর কিছু সীমাবদ্ধতা রয়েছে যেমন উচ্চ দুর্বলতা, নির্বাচনযোগ্যতা এবং অবাঞ্ছিত আইসোমারাইজেশন। আরও দেখুন ওলেফিন মেটাথেসিস রিং-ওপেনিং মেটাথেসিস পলিমারাইজেশন অ্যালকেন মেটাথেসিস অ্যালকিন মেটাথেসিস এনাইন মেটাথেসিস রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্ক রিং-ক্লোজিং মেটাথেসিস organic-chemistry.org সিগমা-অ্যালড্রিচ রিং-ক্লোজিং মেটাথেসিস sigmaaldrich.com ওলেফিন মেটাথেসিস প্রতিক্রিয়া অ্যান্ড্রু মায়ার্সের গ্রুপ নোটস পুনর্বিন্যাস প্রতিক্রিয়া জৈব-ধাতব রসায়ন কার্বন-কার্বন বন্ধন গঠন প্রতিক্রিয়া সমজাতীয় অনুঘটক