समन्वय पिंजरा

समन्वय पिंजरे विलयन में त्रि-आयामी आदेशित संरचनाएं हैं जो मेजबान-अतिथि रसायन शास्त्र में मेजबान के रूप में कार्य करती हैं। वे कार्बधात्विक पूर्ववर्ती से विलयन में स्व-इकट्ठे होते हैं, और प्रायः  सहसंयोजक बंधनों के अतिरिक्त केवल गैर-सहसंयोजक आदान प्रदान पर भरोसा करते हैं। अपनी बहुपयोगी ज्यामिति के कारण ऐसे स्व-अधिआण्विक विधानसभा में निर्देशांक बंध उपयोगी होते हैं। एक समन्वय पिंजरे और एक अतिथि का संयोजन एक प्रकार का समावेशन यौगिक है। समन्वय परिसरों का उपयोग संश्लेषण के लिए नैनो-प्रयोगशालाओं के रूप में और दिलचस्प मध्यवर्ती को अलग करने के लिए किया जा सकता है।यद्यपि, समन्वय बंधों को असहसंयोजक कहने पर विवाद है, क्योंकि वे प्रायः मजबूत बंधन होते हैं और सहसंयोजक होते हैं। एक समन्वय पिंजरे के अंदर एक अतिथि का समावेशन परिसर दिलचस्प रसायन शास्त्र भी दिखाता है; प्रायः अतिथि के आधार पर पिंजरे के गुण बदल जाते हैं।समन्वय परिसर आणविक अंश हैं, इसलिए वे क्लैथ्रेट् और धातु-कार्बनिक ढांचे से अलग हैं।

इतिहास
रसायनज्ञ लंबे समय से प्रकृति में रासायनिक अभिक्रियाओं की नकल करने में रुचि रखते हैं। समन्वय पिंजड़े जल्दी से एक चर्चित विषय बन गए क्योंकि वे स्व-संयोजन द्वारा बनाए जा सकते हैं, प्रकृति में रसायन विज्ञान का एक उपकरण 1985 में डोनाल्ड क्रैम द्वारा अतिथि को सम्मिलित करने में सक्षम एक बंद-सतह अणु की अवधारणा का वर्णन किया गया था 1985 में डोनाल्ड क्रैम द्वारा अतिथि को शामिल करने में सक्षम एक बंद-सतह अणु की अवधारणा का वर्णन किया गया था। प्रारम्भिक पिंजरों को नीचे-ऊपर से संश्लेषित किया गया था। मकोतो फुजिता ने स्व समन्वायोजन पिंजरों को पेश किया, जिन्हें तैयार करना कम कठिन है। ये पिंजरे वर्ग p के संघनन से उत्पन्न होते हैं।ये पिंजरे पॉलीपोडल लिगैंड् का उपयोग करते हुए वर्ग समतलीय परिसर के संघनन से उत्पन्न होते हैं।

समन्वायोजन के लिए दृष्टिकोण
समन्वय पिंजरों को बनाने के लिए पाँच मुख्य पद्धतियाँ हैं। दिशात्मक बंध में, जिसे तीव्रता दिशात्मक स्व समन्वायोजन भी कहा जाता है, बहुकोणीय आकृति को लिगैंड से धातु पूर्ववर्ती के स्टोइकोमेट्रिक अनुपात का उपयोग करके डिज़ाइन किया गया है। सममिति अन्योन्यक्रिया विधि में नग्न धातु आयनों को बहुशाखाओं वाले चेलटिंग लिगंड के साथ संयोजित करना सम्मिलित है। इसका परिणाम अत्यधिक सममित पिंजरों में होता है। आणविक चौखटा विधि, जिसे चेहरा निर्देशित विधि भी कहा जाता है, फुजिता द्वारा विकसित विधि थी। यहाँ, कठोर लिगैंड् 'चयनक' के रूप में कार्य करते हैं और समन्वय परिसर उन्हें एक साथ जोड़कर आकार बनाते हैं। बाईं ओर की आकृति में, पीले त्रिकोण चयनक लिगेंड का प्रतिनिधित्व करते हैं, और नीले बिंदु धातु के परिसर हैं। ये परिसर के लिगेंड ही अंतिम ज्यामिति को लागू करने में मदद करते हैं। कमजोर कड़ी विधि में, एक हेमिलाबाइल लिगैंड का उपयोग किया जाता है: एक कमजोर धातु-विषम परमाणु बंधन 'कमजोर कड़ी' है। परिसर का निर्माण स्पेसर्स और लिगैंड् के साथ-साथ धातु के केलेशन के बीच अनुकूल π-π आदान प्रदान द्वारा संचालित होता है। पिंजरे की संरचना से समझौता किए बिना, सदन  में उपयोग की जाने वाली धातुएं अंतिम संरचना में आगे प्रदर्शन करने के लिए उपलब्ध होनी चाहिए। प्रारंभिक संरचना को 'संघनित' कहा जाता है। संघनित संरचना में, कमजोर M-X बंध को एक उच्च बाध्यकारी आत्मीयता के साथ सहायक लिगैंड को पेश करके चुनिंदा रूप से प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जिससे एक खुले पिंजरे की संरचना हो सकती है। दाईं ओर की आकृति में, M धातु है, नारंगी दीर्घवृत्त लिगेंड हैं, और A सहायक लिगैंड है। द्वीधात्विक संरचना ब्लॉक विधि के लिए, दो टुकड़ों की आवश्यकता होती है:धातु द्वितय और इसके अलिंकिंग लिगेंड, और लिंकिंग लिगेंड।. गैर-लिंकिंग लिगैंड् को अपेक्षाकृत गैर-अक्षम होना चाहिए, और बहुत भारी नहीं होना चाहिए; उदाहरण के लिए, अच्छी तरह से काम करते हैं। लिंकिंग लिगेंड या तो भूमध्यवर्ती या अक्षीय होते हैं भूमध्यवर्ती लिगेंड छोटे पॉलीकार्बोक्सिलेटो आयन होते हैं, और अक्षीय संयोजक  प्रायः  कठोर सुगंधित संरचनाएं होती हैं। वांछित पिंजरे की संरचना के आधार पर, अक्षीय और भूमध्यरेखीय लिगेंड को अलग-अलग या संयोजन में प्रयोग किया जा सकता है।

वर्गीकरण
समन्वय पिंजरों की कई किस्में उपस्थित हैं। इमारत ब्लॉकों के रूप में उपयोग किए जाने वाले अग्रभाग एवं तीक्ष्णता सेतुबद्ध लिगैंड्

सामान्य तौर पर, समन्वय पिंजरे या तो होमोलेप्टिक या हेटरोलेप्टिक होते हैं। ये यही है, जो या तो एक प्रकार के लिगैंड या कई प्रकारों से इकट्ठे हुए होते है। सामान्य समन्वय पिंजरों को प्रायः  MxLy सूत्र के साथ समन्वय परिसरों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। हेटरोलेप्टिक परिसर प्रायःअधिक जटिल ज्यामिति बनाते हैं, जैसा कि निम्नलिखित पिंजरों के साथ दिखाया गया है: [M16(Lp-Ph)24]32 और [M12(μ-Lp-Ph)12(μ3-Lmes) पूर्व पिंजरे को धातु (एम) और लिगैंड (एल) के 2:3 अनुपात से इकट्ठा किया जाता है, जहां धातु तांबा, जस्ता या कैडमियम हो सकती है। यह पिंजरा होमोलेप्टिक है और हेक्साडेकान्यूक्लियर फ्रेमवर्क में इकट्ठा होता है। दूसरा पिंजरा एमबीएफ के 4:1:4 अनुपात से असेम्बल किया जाता है4, लिगैंड एलपी-पीएच और लिगैंड एलमेस. यह पिंजरा हेटरोलेप्टिक है और एक डोडेकान्यूक्लियर क्यूबोक्टोहेड्रल फ्रेमवर्क में इकट्ठा होता है। इस आकृति के चार त्रिकोणीय फलकों पर L का आधिपत्य हैमेस, जो ट्रिपल ब्रिजिंग लिगैंड के रूप में कार्य करता है। बारह शेष किनारों को किनारे के लिगेंड, एल के साथ फैलाया गया हैपी-पीएच। लिगेंड समन्वय पिंजरों के निर्माण खंड हैं, और लिगेंड की पसंद और अनुपात अंतिम संरचना निर्धारित करते हैं। उनकी अत्यधिक सममित प्रकृति के कारण, समन्वय पिंजरों को अक्सर उनकी ज्यामिति द्वारा भी संदर्भित किया जाता है। उच्च-सममिति पिंजरों की ज्यामिति अक्सर प्लेटोनिक या आर्किमिडीयन ठोस की होती है; कभी-कभी पिंजरों को आकस्मिक रूप से उनके ज्यामिति द्वारा संदर्भित किया जाता है। समन्वय पिंजरे#उद्धरण नोट- बायरन -10|[10]समन्वय पिंजरा#उद्धृत नोट- स्टैंग -3

समन्वय पिंजरों की नामित श्रेणियों में से कुछ अधिक सामान्य हैं।

कैविटा और पिंजरे
कैविटांड पिंजरों को कटोरे के आकार के कार्बनिक अणुओं को जोड़कर बनाया जाता है जिन्हें कैविटांड कहा जाता है। दो कटोरे ऑर्गोनोमेटिक कॉम्प्लेक्स से जुड़े हुए हैं।

कैविट और पिंजरे के लिए कुशलता से आत्म-इकट्ठा करने के लिए, निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा किया जाना चाहिए: कैविट और मचान कठोर होना चाहिए, आने वाले धातु परिसर को सीआईएस ज्यामिति लागू करना चाहिए, और संरचना में पर्याप्त पूर्वसंगठन होना चाहिए जैसे कि एंट्रोपिक बाधा पिंजरे का निर्माण दूर किया जा सकता है। कैविट और पिंजरों को इकट्ठा करने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले कॉम्प्लेक्स एक η2 लिगैंड के साथ स्क्वायर प्लानर हैं; यह अंतिम ज्यामिति को लागू करने में मदद करता है। सीआईएस ज्यामिति के बिना, केवल छोटे ओलिगोमर्स ही बनेंगे। स्व-असेंबली के लिए भी लिगैंड एक्सचेंज की आवश्यकता होती है; बीएफ जैसे कमजोर रूप से बंधे हुए आयन4- और पीएफ6- असेंबली को बढ़ावा दें क्योंकि वे कॉम्प्लेक्स को छोड़ देते हैं ताकि यह शेष संरचना पर नाइट्राइल के साथ बंध सके।

मेटालोप्रिज्म
मेटालोप्रिज्म एक अन्य सामान्य प्रकार का समन्वय पिंजरा है। उन्हें कॉलम-जैसे लिगेंड से जुड़े प्लानर मॉड्यूल से इकट्ठा किया जा सकता है।

एक व्याख्यात्मक रासायनिक संश्लेषण [(η6-पी-साइमेन)6आरयू6(एम3-टीपीटी-κN)2(एम-सी6एचआरओ4- κO)3]6+ 2,4,6-tri(pyridine-4-yl)-1,3,5-triazine (tpt) के लिंकर का उपयोग करके। मेटलप्रिज्म के हाइड्रोफोबिक गुहा में विभिन्न अतिथि अणुओं को समझाया गया है। मेहमानों के कुछ उदाहरण bioconjugate डेरिवेटिव (रसायन विज्ञान), धातु परिसरों और नाइट्रोएरोमैटिक्स हैं।

केप्लरेट्स
केप्लेरेट्स पिंजरे हैं जो किनारे-संक्रमणीय {Cu2} ए के साथ एमओएफ4X3 रससमीकरणमिति। वास्तव में, उन्हें धातु-जैविक पॉलीहेड्रा के रूप में माना जा सकता है। ये पिंजरे पहले बताए गए प्रकारों से काफी अलग हैं क्योंकि वे बहुत बड़े हैं, और उनमें कई छिद्र हैं। बड़े व्यास वाले परिसर वांछनीय हो सकते हैं क्योंकि लक्षित अतिथि अणु अधिक बड़े और जटिल होते जा रहे हैं। इन पिंजरों में प्याज की तरह कई गोले होते हैं। द्वितीयक निर्माण इकाइयाँ जैसे कि परमाणु {Cu2} एसीटेट प्रजातियों का उपयोग बिल्डिंग ब्लॉक्स के रूप में किया जाता है।

ऊपर के पिंजरे में, बाहरी खोल एक क्यूबक्टोहेड्रॉन है; इसकी संरचना एम-बीटीईबी लिगैंड से दो आसन्न बेंजोएट मोअर्स से आती है। तीसरा बेंजोएट आंतरिक खोल से जुड़ा हुआ है। {घन2} आंतरिक क्षेत्र में इकाइयां कई अलग-अलग झुकावों को अनुकूलित करती हैं। आंतरिक क्षेत्र में प्रयोगशाला परिसर नैनोमीटर पैमाने पर बड़े लक्षित मेहमानों को बांधने की अनुमति देते हैं। इस आकार का एक कॉम्प्लेक्स बनाना जो अभी भी घुलनशील है, एक चुनौती है।

इंटरेक्शन
समन्वय पिंजरों का उपयोग अतिथि-अतिथि और मेजबान-अतिथि बातचीत और प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए किया जाता है।

कुछ उदाहरणों में, प्लानेर एरोमैटिक अणु मेटालोप्रिज्म के अंदर ढेर हो जाते हैं, जैसा कि यूवी-दृश्य स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा देखा जा सकता है। मेटल-मेटल इंटरैक्शन भी देखे जा सकते हैं। मिश्रित वैलेंस प्रजातियां भी समन्वय पिंजरों के अंदर फंसी हुई हैं।