वलय प्रतिवर्तन

कार्बनिक रसायन विज्ञान में, एक रिंग फ्लिप (जिसे रिंग इनवर्जन या रिंग रिवर्सल के रूप में भी जाना जाता है) चक्रीय गठनात्मक समावयवता का अंतर्संबंध है, जिसमें समतुल्य रिंग (रसायन विज्ञान) आकार होते हैं (उदाहरण के लिए, एक कुर्सी से दूसरे कुर्सी के अनुरूप) जिसके परिणामस्वरूप विनिमय होता है असमान स्थानापन्न पदों की। समग्र प्रक्रिया आम तौर पर कई चरणों में होती है, जिसमें बंधन कोणों के मामूली विकृतियों के संयोजन के साथ अणु के कई एकल बंधनों के बारे में युग्मित घुमाव शामिल होते हैं। आमतौर पर, इस शब्द का उपयोग साइक्लोहेक्सेन रचना के दो चेयर कंफर्मर्स के इंटरकनवर्जन को संदर्भित करने के लिए किया जाता है, जिसे विशेष रूप से चेयर फ्लिप के रूप में संदर्भित किया जाता है, हालांकि अन्य साइक्लोऐल्केन और अकार्बनिक रिंग समान प्रक्रियाओं से गुजरते हैं।

चेयर फ्लिप
जैसा कि ऊपर कहा गया है, एक चेयर फ्लिप विशेष रूप से साइक्लोहेक्सेन (और इसके डेरिवेटिव) का एक वलय व्युत्क्रमण है, जो एक कुर्सी से दूसरी कुर्सी के गठनात्मक समावयवता से होता है, अक्सर वैन डेर वाल्स तनाव को कम करने के लिए। शब्द, फ्लिप भ्रामक है, क्योंकि प्रत्येक कार्बन की दिशा समान रहती है; अभिविन्यास क्या बदलता है। एक संरूपण परमाणुओं की एक अनूठी संरचनात्मक व्यवस्था है, विशेष रूप से एकल बांड के रोटेशन के माध्यम से प्राप्त की गई व्यवस्था। एक कंफर्मर एक कन्फॉर्मल आइसोमर है, जो दो शब्दों का मिश्रण है।

साइक्लोहेक्सेन
साइक्लोहेक्सेन के लिए कई अलग-अलग अनुरूपताएं मौजूद हैं, जैसे कि कुर्सी, नाव और मोड़-नाव, लेकिन कुर्सी संरचना साइक्लोहेक्सेन के लिए सबसे अधिक देखी जाने वाली स्थिति है क्योंकि इसमें कम से कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। कुर्सी रचना 110.9 डिग्री पर सभी कार्बन-कार्बन बांड और एक दूसरे से कंपित सभी हाइड्रोजन्स होने से तनाव (रसायन विज्ञान) दोनों को कम करता है। चेयर फ्लिप में शामिल आणविक गतियों को दाईं ओर की आकृति में विस्तृत किया गया है: हाफ-चेयर कंफॉर्मेशन (D, 10.8 kcal/mol, C समरूपता) चेयर कंफर्मर (A, 0 kcal/mol संदर्भ, D से आगे बढ़ने पर अधिकतम ऊर्जा है समरूपता) से उच्च ऊर्जा ट्विस्ट-बोट कंफर्मर (B, 5.5 kcal/mol, D)समरूपता)। नाव रचना (सी, 6.9 किलो कैलोरी/मोल, सीसमरूपता) दो दर्पण छवि  ट्विस्ट-बोट कन्फर्मर्स के इंटरकनेक्शन के लिए एक स्थानीय ऊर्जा अधिकतम है, जिनमें से दूसरी को दूसरी कुर्सी की पुष्टि के लिए दूसरी आधी कुर्सी में बदल दिया जाता है। प्रक्रिया के अंत में, सभी अक्षीय स्थितियां भूमध्यरेखीय हो गई हैं और इसके विपरीत। 10.8 किलो कैलोरी/मोल की समग्र बाधा लगभग 10 की दर स्थिरांक से मेल खाती है 5 एस कमरे के तापमान पर।

ध्यान दें कि ट्विस्ट-बोट (डी2) अनुरूपक और आधा कुर्सी (सी2) संक्रमण अवस्था चिरायता बिंदु समूह में हैं और इसलिए चिरल अणु हैं। चित्र में, B के दो चित्रण और D के दो चित्रण enantiomers के जोड़े हैं।

चेयर फ्लिप के परिणामस्वरूप, क्लोरोसायक्लोहेक्सेन जैसे अणु के अक्षीय रूप से प्रतिस्थापित और भूमध्यरेखीय रूप से प्रतिस्थापित कन्फर्मर्स को कमरे के तापमान पर अलग नहीं किया जा सकता है। हालांकि, कुछ मामलों में, कम तापमान (-150 डिग्री सेल्सियस) पर प्रतिस्थापित साइक्लोहेक्सेन डेरिवेटिव के अलग-अलग कन्फर्मर्स का अलगाव हासिल किया गया है।

अक्षीय और विषुवतीय स्थिति
जैसा कि ऊपर बताया गया है, एक चेयर कंफर्मर से दूसरे चेयर में संक्रमण से, सभी अक्षीय स्थितियां भूमध्यरेखीय हो जाती हैं और सभी भूमध्यरेखीय स्थितियां अक्षीय हो जाती हैं। विषुवतीय स्थिति में स्थानापन्न समूह मोटे तौर पर साइक्लोहेक्सेन रिंग के भूमध्य रेखा के साथ चलते हैं और धुरी के लंबवत होते हैं, जबकि अक्षीय स्थिति में स्थानापन्न कार्बन रिंग के काल्पनिक अक्ष का अनुसरण करते हैं और भूमध्य रेखा के लंबवत होते हैं।

द्विअक्षीय अन्योन्यक्रिया या अक्षीय-अक्षीय अंतःक्रिया एक अक्षीय प्रतिस्थापी और एक अन्य अक्षीय समूह, आमतौर पर एक हाइड्रोजन, के बीच स्टेरिक तनाव है, जो एक कुर्सी संरचना रिंग के एक ही तरफ होता है। इंटरेक्शन को उस कार्बन नंबर द्वारा लेबल किया जाता है जिससे वे आते हैं। पहले और तीसरे कार्बन से जुड़े परमाणुओं के बीच 1,3-डायएक्सियल इंटरेक्शन होता है। अणु पर अधिक तनाव जितना अधिक होता है और सबसे अधिक तनाव के अनुरूप होने की संभावना कम होती है। एक उदाहरण साइक्लोप्रोपेन है, जो अपने प्लानर ज्यामिति के कारण, छह पूरी तरह से ग्रहण किए गए कार्बन और अक्षीय हाइड्रोजन बांड हैं जो तनाव को 116 kJ/mol (27.7 kcal/mol) बनाते हैं। तनाव को तब भी कम किया जा सकता है जब कार्बन-कार्बन बॉन्ड कोण करीब हों या 109.5 डिग्री के पसंदीदा बॉन्ड कोण पर हों, जिसका अर्थ है कि छह टेट्राहेड्रल आणविक ज्यामिति कार्बन वाली अंगूठी आमतौर पर अधिकांश रिंगों की तुलना में कम होती है।

उदाहरण
Cp2TiS5dynamics.pngसाइक्लोहेक्सेन कम-ऊर्जा पतित रिंग फ़्लिपिंग के लिए एक प्रोटोटाइप है। दो 1एच एनएमआर संकेतों को अक्षीय और भूमध्यरेखीय प्रोटॉन के अनुरूप सिद्धांत रूप में देखा जाना चाहिए। हालांकि, साइक्लोहेक्सेन चेयर फ्लिप के कारण, कमरे के तापमान पर साइक्लोहेक्सेन के समाधान के लिए केवल एक संकेत देखा जाता है, क्योंकि एनएमआर समय पैमाने के सापेक्ष अक्षीय और भूमध्यरेखीय प्रोटॉन तेजी से परस्पर जुड़ते हैं। 60 मेगाहर्ट्ज पर Fluxional अणु सीए है। -60 डिग्री सेल्सियस। चेयर फ्लिप के परिणामस्वरूप, क्लोरोसायक्लोहेक्सेन जैसे अणु के अक्षीय रूप से प्रतिस्थापित और भूमध्यरेखीय रूप से प्रतिस्थापित कन्फर्मर्स को कमरे के तापमान पर अलग नहीं किया जा सकता है।

हालांकि, कुछ मामलों में, कम तापमान (-150 डिग्री सेल्सियस) पर प्रतिस्थापित साइक्लोहेक्सेन डेरिवेटिव के अलग-अलग कन्फर्मर्स का अलगाव हासिल किया गया है।

नॉनप्लानर रिंग वाले अधिकांश यौगिक पतित रिंग फ़्लिपिंग में संलग्न हैं। एक अच्छी तरह से अध्ययन किया गया उदाहरण टिटानोसीन पेंटा सल्फाइड है, जहां साइक्लोहेक्सेन के सापेक्ष उलटा अवरोध उच्च है। दूसरी तरफ हेक्सामेथिलसाइक्लोट्रिसिलोक्सेन बहुत कम बाधा के अधीन है।

बाइसिकल एल्केन अल्केन होते हैं जिनमें दो वलय होते हैं जो दो कार्बन परमाणुओं को साझा करके एक दूसरे से जुड़े होते हैं। बाइसिकल एल्केन्स के भीतर अभिविन्यास रिंगों में मौजूद मिथाइल समूह समूहों के बजाय अलग-अलग रिंगों द्वारा साझा किए गए हाइड्रोजन के सीआईएस या ट्रांस ओरिएंटेशन पर निर्भर है। टेट्रोडोटॉक्सिन दुनिया के सबसे शक्तिशाली विषाक्त पदार्थों में से एक है। यह कई छह सदस्य रिंगों से बना होता है, जो कुर्सी के अनुरूप होते हैं, प्रत्येक रिंग के साथ लेकिन एक में कार्बन के अलावा एक परमाणु होता है।

यह भी देखें

 * साइक्लोहेक्सेन रचना
 * गठनात्मक समावयवता

बाहरी संबंध

 * Conformations of Alkanes & Cycloalkanes
 * Conformations of Alkanes & Cycloalkanes