सम्मिलन प्रतिक्रिया

एक सम्मिलन प्रतिक्रिया एक रासायनिक प्रतिक्रिया  है जहां एक रासायनिक इकाई (एक  अणु  या आणविक टुकड़ा) खुद को एक दूसरे रासायनिक इकाई के मौजूदा  रासायनिक बंधन में शामिल करती है: जैसे 



शब्द केवल प्रतिक्रिया के परिणाम को संदर्भित करता है और प्रतिक्रिया तंत्र  का सुझाव नहीं देता है।  कार्बनिक रसायन विज्ञान, अकार्बनिक रसायन विज्ञान, और कार्बनिक रसायन विज्ञान में सम्मिलन प्रतिक्रियाएं देखी जाती हैं। ऐसे मामलों में जहां एक  समन्वय परिसर  में एक धातु- संलग्नी बंधन शामिल होता है, ये प्रतिक्रियाएं सामान्यतः  प्रकृति में  कार्बधात्विक होती हैं और इसमें  संक्रमण धातु  और कार्बन या  हाइड्रोजन  के बीच एक बंधन शामिल होता है। यह सामान्यतः  उस मामले के लिए आरक्षित होता है जहां धातु की  समन्वय संख्या  और  ऑक्सीकरण अवस्था  अपरिवर्तित रहती है। जब ये प्रतिक्रियाएं उत्क्रमणीय होती हैं, तो धातु-संलग्नी बंधन से छोटे अणु को हटाने को बहिर्गमन या उन्मूलन कहा जाता है।

दो सामान्य सम्मिलन ज्यामिति हैं- 1,1 और 1,2 (ऊपर चित्रित)। इसके अतिरिक्त, डालने वाला अणु या तो नाभिकस्नेही  के रूप में या धातु परिसर में  वैद्युतकणसंचलन  के रूप में कार्य कर सकता है।   कार्बन मोनोआक्साइड, नाभिकरागी व्यवहार और सल्फर डाइऑक्साइड SO2 , इलेक्ट्रॉनरागी व्यवहार के लिए इन व्यवहारों पर अधिक विस्तार से चर्चा की जाएगी।

कार्बनिक रसायन
कोवाल्स्की ईथर समरूपता प्रतिक्रिया जैसी समरूपता प्रतिक्रियाएं कार्बनिक संश्लेषण में सम्मिलन प्रक्रिया के सरल उदाहरण प्रदान करती है। आर्न्ट आईस्टर्ट प्रतिक्रिया में, एक मेथिलीन इकाई  को  कार्बोज़ाइलिक तेजाब  के  कार्बाक्सिल -कार्बन बंधन में डाला जाता है ताकि सजातीय श्रृंखला  में अगला एसिड बन सके।  कार्बनिक संश्लेषण  t-BOC संरक्षित (एस)- फेनिलएलनिन  (2-एमिनो-3-फेनिलप्रोपानोइक एसिड) का उदाहरण प्रदान करता है, जो डायजो का उत्पादन करने के लिए  ट्राइथाइलामाइन,  एथिल क्लोरोफॉर्मेट  और  डायज़ोमिथेन  के साथ क्रमिक रूप से प्रतिक्रिया करता है।, जिसके बाद (S)-3-एमिनो-4-फेनिलबुटानोइक एसिड का t-BOC संरक्षित रूप को  उत्पन्न करने के लिए जलीय घोल में सिल्वर ट्राइफ्लोरोसेटेट / ट्राइथाइलामाइन के साथ प्रतिक्रिया की जाती है।


 * Homologation of N-boc-phenylalanine.png
 * यंत्रवत् रूप से, α-डायज़ोकेटोन एक 1,2-पुनर्व्यवस्थित में केटीन बनाने के लिए वोल्फ पुनर्व्यवस्था से गुजरता है । परिणामस्वरूप, मिथाइलीन समूह α- उत्पाद में कार्बोक्सिल समूह के लिए डायज़ोमिथेन अभिकर्मक से मिथाइलीन समूह है। 1,2-पुनर्व्यवस्था को किरेल केंद्र की विन्यास रसायन को संरक्षित करने के लिए दिखाया गया है क्योंकि टी-बीओसी संरक्षित (S) -फेनिलएलनिन से बने उत्पाद कम से कम 99% की रिपोर्ट किए गए एनेंटिओमेरिक अतिरिक्त के साथ (S)विन्यास रसायन को बनाए रखता है।

एक संबंधित परिवर्तन नीरेनस्टीन प्रतिक्रिया है जिसमें एक α-क्लोरो कीटोन उत्पन्न करने के लिए एक एसिड क्लोराइड  के कार्बन-क्लोरीन बंधन में एक डायज़ोमेथेन मेथिलीन समूह डाला जाता है।  1924 में प्रकाशित एक उदाहरण, एक प्रतिस्थापित  बेंज़ोयल क्लोराइड  प्रणाली में प्रतिक्रिया को दिखाता है:


 * Nierenstein1924.png
 * शायद आश्चर्यजनक रूप से, α-ब्रोमोएसिटोफेनोन मामूली उत्पाद है जब यह प्रतिक्रिया बेन्ज़ोयल ब्रोमाइड के साथ की जाती है, एक  डिमर (रसायन विज्ञान)  डाइऑक्साइन प्रमुख उत्पाद होता है।  ऐजाइड#कार्बनिक ऐजाइड भी कार्बनिक संश्लेषण में सम्मिलन प्रतिक्रिया का एक उदाहरण प्रदान करते हैं और, उपरोक्त उदाहरणों की तरह, परिवर्तन  नाइट्रोजन के नुकसान के साथ आगे बढ़ते हैं। जब  टॉसिल एज़ाइड  नॉरबोर्नाडीन के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो एक वलय विस्तार और वलय संकुचन प्रतिक्रिया होती है जिसमें एक नाइट्रोजन परमाणु को कार्बन-कार्बन बंधन α- बांस में डाला जाता है:


 * Azidenorbornadieneinsertion.png
 * बेकमैन पुनर्व्यवस्था एक वलय विस्तार प्रतिक्रिया का एक और उदाहरण है जिसमें एक हेटेरोएटम को कार्बन-कार्बन बंधन में डाला जाता है। इस प्रतिक्रिया का सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग साइक्लो हेक्सानोन का ऑक्सीम में रूपांतरण है, जिसे बाद में -कैप्रोलैक्टम प्रदान करने के लिए अम्लीय परिस्थितियों में पुनर्व्यवस्थित किया जाता है,  नायलॉन 6 के निर्माण के लिए फीडस्टॉक। कैप्रोलैक्टम का वार्षिक उत्पादन 2 बिलियन किलोग्राम से अधिक है।


 * BeckmannRearrangement3.svg
 * कार्बीन आणविक और  आणविक प्रतिक्रिया प्रविष्टि अभिक्रिया दोनों से गुजरते हैं।  ट्राइमेथिलसिलिल्डियाज़ोमिथेन (CH3)3Si–CHN2 के साथ प्रतिक्रिया द्वारा पर्याप्त लंबी-श्रृंखला  कीटोन से  साइक्लोपेंटेन मोअर्स उत्पन्न किया जा सकता है,


 * alkylidene carbene.svg
 * यहां, कार्बाइन इंटरमीडिएट कार्बन-हाइड्रोजन बन्ध में सम्मिलित होता है, जिससे साइक्लोपेंटेन वलय को बंद करने के लिए आवश्यक कार्बन-कार्बन बन्ध बनता है। कार्बन-हाइड्रोजन बन्ध  में  कार्बाइन सी-एच सम्मिलन कार्बन-हाइड्रोजन बन्ध  में कार्बाइन सम्मिलन भी अंतःक्रियात्मक रूप से हो सकता है:


 * Carbene intermolecular insertion.svg
 * कार्बेनॉइड प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती होते हैं जो कार्बेन के समान व्यवहार करते हैं। एक उदाहरण क्लोरोएल्किलिथियम कारबेनॉइड अभिकर्मकहै जो सल्फ़ोक्साइड टी-बुली से सीटू में तैयार  है  जो एक  पिनाकोल बोरोनिक एस्टर के कार्बन-बोरॉन बंधन में सम्मिलित होता है:


 * CarbenoidApplication.png

कार्बधात्विक केमिस्ट्री
कार्बधात्विक रसायन विज्ञान में कई प्रतिक्रियाओं में एक संलग्नी (L) को धातु-हाइड्राइड या धातु-एल्किल/एरिल बन्ध में सम्मिलित करना शामिल है। सामान्यतः  यह हाइड्राइड, अल्किल, या एरिल समूह होता है जो L पर  विस्थापित करता है, जो अक्सर CO होता है, एक अल्कीन या एल्केनी होता है।

कार्बोनाइलीकरण
कार्बन मोनोऑक्साइड और एल्केन्स को धातु-कार्बन बन्ध में सम्मिलित करना प्रमुख औद्योगिक अनुप्रयोगों के साथ व्यापक रूप से शोषित प्रतिक्रिया है।

इस तरह की प्रतिक्रियाएं सामान्य मापदंडों के अधीन होती हैं जो समन्वय रसायन विज्ञान में अन्य प्रतिक्रियाओं को प्रभावित करती हैं, लेकिन प्रतिक्रियाओं के विन्यास रसायन और क्षेत्रीय रसायन शास्त्र को निर्धारित करने में त्रिविमी प्रभाव विशेष रूप से महत्वपूर्ण होते हैं। ई उत्प्रेरक चक्रों में उलटी प्रतिक्रिया, CO और एल्केन्स का डी-इंसर्शन, भी मौलिक महत्व का है।

कार्बोनिल समूहों के प्रवासी सम्मिलन के व्यापक रूप से नियोजित अनुप्रयोग हाइड्रोफॉर्माइलेशन  और एसिटिक एसिड का कार्बोनिलेटिव उत्पादन हैं। पूर्व एल्केन्स, हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड को एल्डिहाइड में परिवर्तित करता है। कार्बोनिलाइजेशन द्वारा एसिटिक एसिड का उत्पादन दो समान औद्योगिक प्रक्रियाओं के माध्यम से होता है। रोडियम-आधारित  मोनसेंटो प्रक्रिया  अधिक पारंपरिक है, लेकिन इस प्रक्रिया को इरिडियम-आधारित कैटिवा प्रक्रिया द्वारा हटा दिया गया है।  दुनिया भर में 2002 तक एसिटिक एसिड का वार्षिक उत्पादन 6 मिलियन टन था, जिसमें से लगभग 60% कैटिवा प्रक्रिया द्वारा उत्पादित किया जाता है।


 * Cativa-process-catalytic-cycle.pngऊपर दिखाए गए कैटिवा प्रक्रिया उत्प्रेरक चक्र  में सम्मिलन और डी-सम्मिलन दोनों चरण शामिल हैं। (1) के साथ  मिथाइल आयोडाइड  की ऑक्सीडेटिव अतिरिक्त प्रतिक्रिया में कार्बन-आयोडीन बंधन में इरिडियम (I) केंद्र का औपचारिक सम्मिलन शामिल है, जबकि चरण (3) से (4) कार्बन मोनोऑक्साइड के प्रवासी सम्मिलन का एक उदाहरण है  सक्रिय उत्प्रेरक प्रजाति   एसिटाइल आयोडाइड इरिडियम -कार्बन बंधन(4) से डी-सम्मिलन प्रतिक्रिया के अपचायक उन्मूलन द्वारा पुन: उत्पन्न होती है।

ओलेफिन सम्मिलन
टाइटेनियम एल्काइल में एथिलीन और प्रोपलीन का सम्मिलन, पॉलीइथाइलीन और पॉलीप्रोपाइलीन के वाणिज्यिक मार्ग, ज़िग्लर-नट्टा कटैलिसीस  की आधारशिला है। इस तकनीक में मुख्य रूप से विषम उत्प्रेरक शामिल हैं, लेकिन यह व्यापक रूप से माना जाता है कि सजातीय प्रणालियों पर सिद्धांत और अवलोकन ठोस-राज्य संस्करणों पर लागू होते हैं। संबंधित तकनीकों में उच्च शैल ओलेफ़िन प्रक्रिया शामिल है जो  डिटर्जेंट  पूर्ववर्तियों का उत्पादन करती है। ओलेफिन को सम्मिलन से पहले धातु से समन्वित किया जा सकता है। धातु के संलग्नी घनत्व के आधार पर, ओलेफिन के लिए एक समन्वय स्थल प्रदान करने के लिए संलग्नी पृथक्करण आवश्यक हो सकता है।

समन्वय रसायन विज्ञान में अन्य सम्मिलन प्रतिक्रियाएं
कई इलेक्ट्रोफिलिक ऑक्साइड धातु कार्बन बन्ध में सम्मिलित होते हैं; इनमें  सल्फर डाइऑक्साइड,  कार्बन डाइआक्साइड  और नाइट्रिक ऑक्साइड शामिल हैं। इन प्रतिक्रियाओं का सीमित व्यावहारिक महत्व है, लेकिन ये ऐतिहासिक रुचि के हैं। संक्रमण धातु एल्काइल के साथ, ये ऑक्साइड इलेक्ट्रोफाइल के रूप में व्यवहार करते हैं और धातुओं और उनके अपेक्षाकृत न्यूक्लियोफिलिक अल्काइल संलग्नी के बीच बंधन में सम्मिलित होते हैं। जैसा कि  धातु सल्फर डाइऑक्साइड परिसरो पर लेख में चर्चा की गई है, SO2. का सम्मिलन विशेष रूप से जांच की गई है।

कार्बनिक रसायन विज्ञान में अधिक प्रविष्टि प्रतिक्रियाएं
सोडियम, पोटेशियम, मैग्नीशियम, जस्ता, आदि जैसे इलेक्ट्रोपोसिटिव धातुएं कार्बन-हैलाइड बंधन को तोड़ते हुए, एल्काइल हैलाइड्स में सम्मिलित हो सकती हैं।

(हैलाइड क्लोरीन, ब्रोमीन, आयोडीन हो सकता है) और कार्बन-धातु बंधन बना सकता है। यह प्रतिक्रिया एक SET (एकल-इलेक्ट्रॉन-स्थानांतरण तंत्र) तंत्र के माध्यम से होती है। यदि मैग्नीशियम एल्काइल हैलाइड के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो यह ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक बनाता है, या यदि लिथियम प्रतिक्रिया करता है, तो एक  कार्बलिथियम अभिकर्मक बनता है। इस प्रकार, इस प्रकार की सम्मिलन प्रतिक्रियाओं में  रासायनिक संश्लेषण में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं।