ऑर्गनोफॉस्फोरस रसायन

कार्ब-फॉस्फोरस रसायन विज्ञान कार्ब-फॉस्फोरस यौगिकों के संश्लेषण और गुणों का वैज्ञानिक अध्ययन है, जो फास्फोरस युक्त कार्बनिक यौगिक हैं। वे मुख्य रूप से कीट नियंत्रण में क्लोरीनयुक्त हाइड्रोकार्बन के विकल्प के रूप में उपयोग किए जाते हैं जो पर्यावरण में बने रहते हैं। कुछ कार्ब-फॉस्फोरस यौगिक अत्यधिक प्रभावी कीटनाशक होते हैं, हालांकि कुछ सरीन और वीएक्स तंत्रिका कारकों सहित मनुष्यों के लिए अत्यंत विषैले होते हैं।

फास्फोरस, नाइट्रोजन की तरह, आवर्त सारणी के समूह 15 में है, और इस प्रकार फास्फोरस यौगिकों और नाइट्रोजन यौगिकों में कई समान गुण हैं।  कार्ब-फॉस्फोरस यौगिकों की परिभाषा परिवर्तनशील है, जिससे भ्रम उत्पन्न हो सकता है। औद्योगिक और पर्यावरण रसायन विज्ञान में, एक कार्ब-फॉस्फोरस यौगिक की आवश्यकता में केवल एक कार्बनिक पदार्थ होता है, लेकिन एक प्रत्यक्ष फास्फोरस-कार्बन (P-C) आबन्ध की आवश्यकता नहीं होती है। इस प्रकार कीटनाशकों का एक बड़ा भागों (जैसे, मैलाथियान) प्रायः इस वर्ग के यौगिकों में सम्मिलित होता है।

फॉस्फोरस विभिन्न प्रकार की ऑक्सीकरण अवस्थाओं को स्वीकार कर सकता है, और फॉस्फोरस (V) बनाम फॉस्फोरस (III) के व्युत्पन्न होने के आधार पर कार्ब-फॉस्फोरस यौगिकों को वर्गीकृत करना सामान्य है, जो कि यौगिकों के प्रमुख वर्ग हैं। एक वर्णनात्मक लेकिन केवल आंतरायिक रूप से उपयोग किए जाने वाले नामकरण में, फॉस्फोरस यौगिकों की पहचान उनके समन्वय संख्या σ और और उनकी संयोजकता (रसायन विज्ञान) λ द्वारा पहचाना जाता है। इस प्रणाली में, फॉस्फीन एक σ3λ3 यौगिक है।

फॉस्फेट एस्टर और एमाइड्स
फॉस्फेट एस्टर की सामान्य संरचना P(=O)(OR)3 विशेषता P(V) होती है। ऐसी प्रजातियां ज्वाला मंदक कारकों और सुघट्यताकारी के रूप में तकनीकी महत्व की हैं। P−C आबन्ध की कमी, ये यौगिक तकनीकी अर्थ में कार्ब-फॉस्फोरस यौगिक नहीं हैं, लेकिन फॉस्फोरिक अम्ल के एस्टर हैं। प्रकृति में फॉस्फेटिडिलकोलाइन जैसे कई यौगिक पाए जाते हैं। फॉस्फेट एस्टर को फॉस्फोरस ऑक्सीक्लोराइड के ऐल्कोहॉली अपघटन द्वारा संश्लेषित किया जाता है। विभिन्न प्रकार के मिश्रित एमिडो-अल्कोक्सो यौगिक ज्ञात हैं, एक चिकित्सकीय रूप से महत्वपूर्ण उदाहरण कैंसर विरोधी दवा साइक्लोफॉस्फेमाईड है। इसके अतिरिक्त थियोफोस्फोरिल समूह (P=S) वाले यौगिक में कीटनाशक मैलाथियान सम्मिलित हैं। मोटर तेल के लिए योजक के रूप में सबसे बड़े पैमाने पर तैयार किए गए ऑर्गनोफॉस्फेट जिंक डाइथियोफॉस्फेट हैं। अल्कोहल के साथ फॉस्फोरस पेंटासल्फ़ाइड की प्रतिक्रिया से प्रतिवर्ष कई मिलियन किलोग्राम इस समन्वय परिसर का उत्पादन होता है।
 * [[Image:PhosphatesView.png|thumb|center|850px|व्याख्यात्मक ऑर्गनोफॉस्फेट और संबंधित यौगिक: फॉस्फेटिडिलकोलाइन, [[ट्राइफेनिलफॉस्फेट]], साइक्लोफॉस्फेमाईड, पैराथियोन और जिंक डाइथियोफॉस्फेट।]]पर्यावरण में, ये यौगिक जलीय विश्लेषण के माध्यम से अंततः फॉस्फेट और कार्बनिक अल्कोहल या अमीन को प्राप्त करने के लिए रासायनिक परिवर्तन हो जाते हैं जिससे वे व्युत्पन्न होते हैं।

फास्फोनिक और फॉस्फिनिक अम्ल और उनके एस्टर
मुख्य लेख: फास्फोनेट और फास्फिनेट

फास्फोनेट्स फास्फोनिक अम्ल के एस्टर होते हैं और इनका सामान्य सूत्र RP(=O)(OR')2 होता है। फॉस्फोनेट्स के कई तकनीकी अनुप्रयोग हैं, एक प्रसिद्ध सदस्य ग्लाइफोसेट है, जिसे बढ़ाने के रूप में जाना जाता है। सूत्र (HO)2P(O)CH2NHCH2CO2H के साथ, ग्लाइसीन का यह व्युत्पन्न सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले वनस्पतिनाशक में से एक है। बिसफ़ॉस्फ़ोनेट्स अस्थि-सुषिरता के उपचार के लिए दवाओं का एक वर्ग है। तंत्रिका गैस कारक सरीन, जिसमें C–P और F–P आबन्ध दोनों होते हैं, जो एक फॉस्फोनेट है।

फॉस्फिनेट्स में सामान्य सूत्र R2P(=O)(OR') के साथ दो P-C आबन्ध होते हैं। एक व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण सदस्य वनस्पतिनाशक ग्लूफ़ोसिनेट है। ऊपर उल्लिखित ग्लाइफोसेट के समान, इसकी संरचना CH3P(O)(OH)CH2CH2CH(NH2)CO2H है।
 * [[Image:PhosphonatesEtc.png|center|850 px|thumb|दिखाए गए क्रम में फॉस्फोनेट्स और फॉस्फिनेट्स के उदाहरण: सरीन (फॉस्फोनेट), ग्लाइफोसेट (फॉस्फोनेट), फॉस्फोमाइसिन (फॉस्फोनेट), ज़ोलेड्रोनिक अम्ल (फॉस्फोनेट), और ग्लूफ़ोसिनेट (फ़ॉस्फ़िनेट) सम्मिलित है। जलीय घोल में, फॉस्फोनिक अम्ल संबंधित कार्ब-फॉस्फोनेट देने के लिए आयनित होता है।]]इन यौगिकों के संश्लेषण के लिए माइकलिस-अर्बुज़ोव प्रतिक्रिया मुख्य विधि है। उदाहरण के लिए, डाइमिथाइलमिथाइलफोस्फॉनेट (ऊपर चित्र देखें) ट्राइमिथाइलफॉस्फेट के पुनर्व्यवस्था से उत्पन्न होता है, जो मिथाइल आयोडाइड द्वारा उत्प्रेरित होता है। हॉर्नर-वड्सवर्थ-एमन्स अनुक्रिया और सीफर्थ-गिल्बर्ट स्वीकृति में, कार्बोनिल यौगिकों के साथ प्रतिक्रियाओं में फॉस्फोनेट्स का उपयोग किया जाता है। कबाचनिक-क्षेत्र अनुक्रिया एमिनोफॉस्फ़ोनेट्स की तैयारी के लिए एक विधि है। इन यौगिकों में फास्फोरस और कार्बन के बीच एक बहुत ही निष्क्रिय आबन्ध होता है। परिणामस्वरूप, वे फॉस्फोनिक और फॉस्फिनिक अम्ल यौगिक देने के लिए जल अघटन करते हैं, लेकिन फॉस्फेट नहीं करते है।

फॉस्फीन ऑक्साइड, इमाइड्स, और चाकोजेनाइड्स
फॉस्फीन ऑक्साइड (पदनाम σ4λ5) की सामान्य संरचना R3P=O औपचारिक ऑक्सीकरण अवस्था V के साथ है। फॉस्फीन ऑक्साइड हाइड्रोजन आबन्ध बनाते हैं और इसलिए कुछ पानी में घुलनशील होते हैं। ट्राइफेनिलफॉस्फिन ऑक्साइड के लिए 4.51 D के द्विध्रुवीय पल के साथ P=O बंधन बहुत ध्रुवीय है।

फॉस्फीन ऑक्साइड से संबंधित यौगिकों में फॉस्फीन इमाइड्स (R3PNR') और संबंधित चाकोजेनाइड्स (R3PE, जहां E = S, Se, Te) सम्मिलित हैं। ये यौगिक सबसे ऊष्मीय रूप से स्थिर कार्ब-फॉस्फोरस यौगिकों में से कुछ हैं।

फॉस्फोनियम लवण और फॉस्फोरेन्स
सूत्र [PR4+]X− वाले यौगिकों में फॉस्फोनियम लवण सम्मिलित हैं। ये प्रजातियाँ टेट्राहेड्रल फॉस्फोरस (V) यौगिक हैं। व्यावसायिक दृष्टिकोण से, सबसे महत्वपूर्ण सदस्य टेट्राकिस (हाइड्रॉक्सीमिथाइल) फॉस्फोनियम क्लोराइड, [P(CH2OH)4]Cl है, जिसका उपयोग वस्त्रों में अग्निरोधी के रूप में किया जाता है। क्लोराइड और संबंधित सल्फेट का प्रतिवर्ष लगभग 2M किलो उत्पादन होता है। वे खनिज अम्ल की उपस्थिति में फॉर्मलाडेहाइड के साथ फॉस्फीन की प्रतिक्रिया से उत्पन्न होते हैं:
 * PH3 + HX + 4 CH2O → [P(CH2OH)4+]X−

विभिन्न प्रकार के फॉस्फोनियम लवणों को एल्काइलेशन और कार्ब-फॉस्फोरस के ऐरिलसिन द्वारा तैयार किया जा सकता है:
 * PR3 + R'X → [PR3R'+]X−

विटिग अभिकर्मक की तैयारी में ट्राइफेनिलफॉस्फिन का मिथाइलेशन पहला चरण है।
 * [[Image:PhosphoranePh5.png|center|580px|thumb|निदर्शी फॉस्फोरस (V) यौगिक: फास्फोनियम आयन P(CH2OH)4+, विटिग अभिकर्मक Ph3PCH2 के लिए दो स्थानांतरण संरचनाएं, और पेंटाफेनिलफॉस्फोरेन, एक दुर्लभ पेंटाऑर्गनोफोफोरस यौगिक।]]मूल फॉस्फोरेन (σ5λ5), PH5 है, जो अज्ञात है। फॉस्फोरस पर हलाइड और कार्बनिक प्रतिस्थापन दोनों से संबंधित यौगिक अपेक्षाकृत अधिक सामान्य हैं। पांच कार्बनिक प्रतिस्थापियों वाले दुर्लभ हैं, हालांकि P(C6H5)5 ज्ञात है, P(C6H5)4+ से फेनिलिथियम के साथ प्रतिक्रिया से प्राप्त किया जा रहा है।
 * फॉस्फोरस यलाइड्स असंतृप्त फॉस्फोरेन्स हैं, जिन्हें विटिग अभिकर्मकों के रूप में जाना जाता है, उदाहरण CH2P(C6H5)3 होता है। इन यौगिकों में टेट्राहेड्रल फॉस्फोरस (V) होता है और इन्हें फॉस्फीन ऑक्साइड का संबंध माना जाता है। वे फॉस्फोनियम लवण से भी प्राप्त होते हैं, लेकिन अवक्षेपण द्वारा अल्काइलेशन नहीं होते है।

फॉस्फेट्स, फॉस्फोनाइट्स, और फॉस्फोनाइट्स
फ़ॉस्फ़ाइट्स, जिन्हें कभी-कभी फ़ॉस्फ़ाइट एस्टर कहा जाता है, की ऑक्सीकरण स्थिति +3 के साथ सामान्य संरचना P(OR)3 होती है। ऐसी प्रजातियाँ फॉस्फोरस ट्राइक्लोराइड के ऐल्कोहॉली अपघटन से उत्पन्न होती हैं:
 * PCl3 + 3 ROH → P(OR)3 + 3 HCl

प्रतिक्रिया सामान्य है, इस प्रकार बड़ी संख्या में ऐसी प्रजातियां ज्ञात हैं। फास्फाइट्स पर्को प्रतिक्रिया और माइकलिस-अर्बुज़ोव अनुक्रिया में कार्यरत हैं। वे कार्ब-धात्विक रसायन विज्ञान में लिगेंड के रूप में भी काम करते हैं।

फास्फाइट्स और फॉस्फिन्स के बीच मध्यवर्ती फास्फोनाइट्स (P(OR)2R') और फॉस्फिनाईट (P(OR)R'2) हैं। ऐसी प्रजातियां संबंधित फॉस्फिनस और फॉस्फोनस क्लोराइड्स ((PClR'2) और PCl2R', क्रमशः) की अल्कोहलिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से उत्पन्न होती हैं।

फॉस्फीन
फॉस्फीन का मूल यौगिक PH है3, अमेरिका और ब्रिटिश राष्ट्रमंडल में फॉस्फीन कहा जाता है, लेकिन फॉस्फेन कहीं और। एक या एक से अधिक हाइड्रोजन केंद्रों को एक कार्बनिक प्रतिस्थापन (एल्किल, एरील) द्वारा प्रतिस्थापन, PH3−xRx देता है एक ऑर्गनोफॉस्फीन, जिसे सामान्य रूप से फॉस्फीन कहा जाता है।

व्यावसायिक दृष्टिकोण से, सबसे महत्वपूर्ण फॉस्फीन ट्राइफेनिलफॉस्फीन है, जिसका प्रतिवर्ष कई मिलियन किलोग्राम उत्पादन होता है। यह क्लोरोबेंजीन, PCl3 और सोडियम की प्रतिक्रिया से तैयार किया जाता है। अधिक विशिष्ट प्रकृति के फॉस्फीन सामान्य रूप से अन्य मार्गों से तैयार किए जाते हैं। फॉस्फोरस हलाइड्स ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक जैसे कार्ब-धात्विक अभिकर्मकों द्वारा नाभिकस्नेही विस्थापन से गुजरते हैं। कार्ब-फॉस्फोरस न्यूक्लियोफाइल और लिगेंड हैं। दो प्रमुख अनुप्रयोग विटिग प्रतिक्रिया में अभिकर्मकों के रूप में और सजातीय उत्प्रेरण में फॉस्फीन लिगैंड के समर्थन के रूप में हैं।

फॉस्फोनियम लवण देने के लिए अल्काइल हलाइड के साथ उनकी प्रतिक्रियाओं से उनकी नाभिकरागिता का पता चलता है। फॉस्फीन कार्बनिक संश्लेषण में नाभिकस्नेही उत्प्रेरण हैं, उदाहरण राउहट-करियर अभिक्रिया और बायलिस-हिलमैन अभिक्रिया होती है। फॉस्फीन कारकों को कम कर रहे हैं, जैसा कि कार्बनिक एज़ाइड्स को एमाइन में बदलने के लिए और अल्कोहल को एस्टर में परिवर्तित करने के लिए मित्सुनोबू प्रतिक्रिया में स्टौडिंगर कमी में दिखाया गया है। इन प्रक्रियाओं में, फॉस्फीन को फास्फोरस (V) में ऑक्सीकृत किया जाता है। फ़ॉस्फ़ीन भी सक्रिय कार्बोनिल समूहों को कम करने के लिए पाया गया है, उदाहरण के लिए एक α-कीटो एस्टर को एक α-हाइड्रॉक्सी एस्टर में कमी होती है।

फॉस्फालकेन्स और फॉस्फाल्काइन्स
कार्बन फॉस्फोरस (III) एकाधिक आबन्ध वाले यौगिकों को फॉस्फाल्कीन (R2C=PR) और फॉस्फाल्काइन (RC≡P) कहा जाता है। वे संरचना में समान हैं, लेकिन प्रतिक्रियाशीलता में नहीं, क्रमशः (R2C=NR) और नाइट्रिल्स (RC≡N) के लिए होते है। यौगिक फास्फोरिन में, बेंजीन में एक कार्बन परमाणु को फास्फोरस द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। इस प्रकार की प्रजातियाँ अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं लेकिन इस कारण से शोधकर्ताओं के लिए रुचिकर हैं। फॉस्फाल्केन्स के संश्लेषण के लिए एक सामान्य विधि उपयुक्त अग्रदूतों के 1,2-उन्मूलन द्वारा होती है, जो तापीय रूप से प्रारंभ की जाती है या डीबीयू, डीएबीसीओ, या ट्राइथाइलैमाइन जैसे आधार द्वारा प्रारंभ की जाती है:
 * [[Image:PhosphaalkeneGeneral.png|400px|फॉस्फालकेन सामान्य विधि]]
 * Me2PH का ताप-अपघटन CH2=PMe उत्पन्न करता है, संघनित चरण में एक अस्थिर प्रजाति।

कार्ब-फॉस्फोरस (0), (I), और (II) यौगिक
यौगिक जहां फॉस्फोरस III से कम औपचारिक ऑक्सीकरण अवस्था में सम्मिलित है और असामान्य हैं, लेकिन उदाहरण प्रत्येक वर्ग के लिए जाने जाते हैं। कार्ब-फॉस्फोरस (0) प्रजातियों को कार्बेन एडिक्ट्स, [P(NHC)]2 द्वारा स्पष्ट रूप से चित्रित किया गया है, जहां NHC एक N-हेटेरोसाइक्लिक कार्बेन है। सूत्र (RP)n और (R2P)2 के साथ, क्रमशः फॉस्फोरस (I) और (II) के यौगिक संबंधित कार्ब-फॉस्फोरस (III) क्लोराइड की कमी से उत्पन्न होते हैं:
 * 5 PhPCl2 + 5 Mg → (PhP)5 + 5 MgCl2
 * 2 Ph2PCl + Mg → Ph2P-PPh2 + MgCl2

डिफॉस्फेन, सूत्र R2P2 के साथ, औपचारिक रूप से फास्फोरस-फास्फोरस द्वैत आबन्ध होते हैं। ये फॉस्फोरस (I) प्रजातियां दुर्लभ हैं, लेकिन स्थिर हैं, परंतु कि जैविक प्रतिस्थापक श्रृंखलन को रोकने के लिए अपेक्षाकृत अधिक बड़े हों। कई मिश्रित-संयोजी यौगिकों को जाना जाता है उदाहरण उत्थापक P7(CH3)3 होता है।

यह भी देखें

 * कार्ब-फॉस्फेट
 * कार्ब-फॉस्फाइट्स
 * कार्ब-थियोफॉस्फेट्स
 * गतिविधि-आधारित प्रोटीन संजीनिकी जैव रसायन की एक शाखा है जो प्रायः एंजाइम गतिविधियों से जांच करने के लिए कार्ब-फॉस्फोरस जांच पर निर्भर करती है
 * बिहार स्कूल भोजन विषाक्तता घटना

बाहरी संबंध

 * organophosphorus chemistry @ users.ox.ac.uk; @ www.chem.wisc.edu
 * NMR predictor for organophosphorus compound chemical shifts from Alan Brisdon's Research Group Link