सम्मिलन प्रतिक्रिया

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



शब्द केवल प्रतिक्रिया के परिणाम को संदर्भित करता है और प्रतिक्रिया तंत्र  का सुझाव नहीं देता है।  कार्बन िक रसायन विज्ञान, अकार्बनिक रसायन विज्ञान, और कार्बनिक रसायन रसायन विज्ञान में सम्मिलन प्रतिक्रियाएं देखी जाती हैं। ऐसे मामलों में जहां एक  समन्वय परिसर  में एक धातु- लिगैंड  बंधन शामिल होता है, ये प्रतिक्रियाएं आम तौर पर प्रकृति में ऑर्गोमेटेलिक होती हैं और इसमें  संक्रमण धातु  और कार्बन या  हाइड्रोजन  के बीच एक बंधन शामिल होता है। यह आमतौर पर 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-लिगैंड बंधन से छोटे अणु को हटाने को एक्सट्रूज़न या एलिमिनेशन 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, न्यूक्लियोफिलिक व्यवहार और सल्फर डाइऑक्साइड | SO. के लिए इन व्यवहारों पर अधिक विस्तार से चर्चा की जाएगी2, इलेक्ट्रोफिलिक व्यवहार।

कार्बनिक रसायन
कोवाल्स्की एस्टर समरूपता प्रतिक्रिया  तरह होमोलोगेशन प्रतिक्रियाएं कार्बनिक संश्लेषण में सम्मिलन प्रक्रिया के सरल उदाहरण प्रदान करें।  Arndt-Eistert प्रतिक्रिया  में,  एक  मेथिलीन ब्रिज  को  कार्बोज़ाइलिक तेजाब  के  कार्बाक्सिल -कार्बन बॉन्ड में डाला जाता है ताकि  सजातीय श्रृंखला  में अगला एसिड बन सके।  कार्बनिक संश्लेषण  टर्ट-ब्यूटाइलॉक्सीकार्बोनिल प्रोटेक्टिंग ग्रुप|टी-बीओसी प्रोटेक्टेड (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। , जो तब जलीय घोल में सिल्वर ट्राइफ्लोरोसेटेट / ट्राइथाइलामाइन के साथ प्रतिक्रिया करता है ताकि (S)-3-एमिनो-4-फेनिलबुटानोइक एसिड का t-BOC संरक्षित रूप उत्पन्न हो सके।


 * Homologation of N-boc-phenylalanine.pngयंत्रवत्, α-diazoketone एक वोल्फ पुनर्व्यवस्था  से गुजरता है  1,2-पुनर्व्यवस्थित में केटीन बनाने के लिए। नतीजतन, उत्पाद में कार्बोक्सिल समूह के लिए मिथाइलीन समूह α- डायज़ोमिथेन अभिकर्मक से मिथाइलीन समूह है। 1,2-पुनर्व्यवस्था को चिरल केंद्र की स्टीरियोकेमिस्ट्री को संरक्षित करने के लिए दिखाया गया है क्योंकि टी-बीओसी संरक्षित (एस) -फेनिलएलनिन से बने उत्पाद (एस) स्टीरियोकेमिस्ट्री को कम से कम 99% की रिपोर्ट किए गए एनेंटिओमेरिक अतिरिक्त के साथ 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.pngशायद आश्चर्यजनक रूप से, फेनासिल ब्रोमाइड | α-bromoacetophenone मामूली उत्पाद है जब यह प्रतिक्रिया बेन्ज़ोयल  के साथ की जाती है, एक  डिमर (रसायन विज्ञान)   डाइऑक्साइन  प्रमुख उत्पाद होता है। Azide#Organic azides 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 रिंग विस्तार और रिंग संकुचन प्रतिक्रिया होती है जिसमें एक नाइट्रोजन परमाणु को कार्बन-कार्बन बॉन्ड α- ब्रिज हेड 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  cyclohexanone  का ऑक्सीम में रूपांतरण है, जिसे बाद में - Caprolactam  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  इंट्रामोल्युलर प्रतिक्रिया  इंसर्शन रिएक्शन दोनों से गुजरते हैं।  ट्राइमेथिलसिलिल्डियाज़ोमिथेन  के साथ प्रतिक्रिया द्वारा पर्याप्त लंबी-श्रृंखला  कीटोन  से  साइक्लोपेंटेन  मोअर्स उत्पन्न किया जा सकता है, (सीएच3)3सी-चनो2:


 * alkylidene carbene.svgयहां, कार्बाइन इंटरमीडिएट कार्बन-हाइड्रोजन बॉन्ड में सम्मिलित होता है, जिससे साइक्लोपेंटेन रिंग को बंद करने के लिए आवश्यक कार्बन-कार्बन बॉन्ड बनता है। कार्बन-हाइड्रोजन बांड में कार्बाइन सी-एच सम्मिलन  | कार्बन-हाइड्रोजन बांड 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 एक  सल्फ़ोक्साइड  और ऑर्गेनोलिथियम | टी-बुली से सीटू में तैयार क्लोरोएल्किलिथियम कारबेनॉइड अभिकर्मक है जो एक  पिनाकोल बोरोनिक एस्टर  के कार्बन-बोरॉन बंधन में सम्मिलित होता है:


 * CarbenoidApplication.png

ऑर्गेनोमेटेलिक केमिस्ट्री
ऑर्गोमेटेलिक रसायन विज्ञान में कई प्रतिक्रियाओं में एक लिगैंड (एल) को धातु-हाइड्राइड या धातु-एल्किल/एरिल बॉन्ड में सम्मिलित करना शामिल है। आम तौर पर यह हाइड्राइड, अल्किल, या एरिल समूह होता है जो एल पर माइग्रेट करता है, जो अक्सर सीओ होता है, एक अल्कीन या एल्केनी।

कार्बोनिलेशन
कार्बन मोनोऑक्साइड और एल्केन्स को धातु-कार्बन बॉन्ड 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 स्टीरियोकेमिस्ट्री और रेजियोकेमिस्ट्री को निर्धारित करने में स्टेरिक प्रभाव विशेष रूप से महत्वपूर्ण होते हैं। रिवर्स रिएक्शन, सीओ और एल्केन्स का डी-इंसर्शन, कई उत्प्रेरक चक्रों में 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। 2002 तक, दुनिया भर में 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 (आई) केंद्र का औपचारिक सम्मिलन शामिल है, जबकि चरण (3) से (4) कार्बन मोनोऑक्साइड के प्रवासी सम्मिलन का एक उदाहरण है इरिडियम -कार्बन बंधन। सक्रिय उत्प्रेरक प्रजाति (4) से  एसिटाइल आयोडाइड  के अपचायक उन्मूलन द्वारा पुन: उत्पन्न होती है, एक डी-सम्मिलन प्रतिक्रिया।

ओलेफिन प्रविष्टि
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 शेल हायर 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 लिगैंड घनत्व के आधार पर, ओलेफिन के लिए एक समन्वय स्थल प्रदान करने के लिए लिगैंड पृथक्करण आवश्यक हो सकता है।

समन्वय रसायन विज्ञान में अन्य सम्मिलन प्रतिक्रियाएं
कई इलेक्ट्रोफिलिक ऑक्साइड धातु कार्बन बांड 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 लिगैंड के बीच बंधन में सम्मिलित होते हैं। जैसा कि  धातु सल्फर डाइऑक्साइड परिसर ों पर लेख में चर्चा की गई है, SO. का सम्मिलन2 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 तंत्र (एकल-इलेक्ट्रॉन-स्थानांतरण 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  ऑर्गेनोलिथियम अभिकर्मक  बनता है। इस प्रकार, इस प्रकार की सम्मिलन प्रतिक्रियाओं में  रासायनिक संश्लेषण  में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं।