चक्रीय यौगिक: Difference between revisions
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एक चक्रीय यौगिक (या वलय यौगिक) [[रसायन विज्ञान]] के क्षेत्र में एक [[रासायनिक यौगिक]] के लिए एक शब्द है जिसमें यौगिक में परमाणुओं की एक या एक से अधिक श्रृंखला एक वलय (रसायन विज्ञान) बनाने के लिए जुड़ी होती है। वलय तीन से कई परमाणुओं के आकार में भिन्न हो सकते हैं, और ऐसे उदाहरण सम्मिलित हैं जहां सभी परमाणु कार्बन हैं ( | एक चक्रीय यौगिक (या वलय यौगिक) [[रसायन विज्ञान]] के क्षेत्र में एक [[रासायनिक यौगिक]] के लिए एक शब्द है जिसमें यौगिक में परमाणुओं की एक या एक से अधिक श्रृंखला एक वलय (रसायन विज्ञान) बनाने के लिए जुड़ी होती है। वलय तीन से कई परमाणुओं के आकार में भिन्न हो सकते हैं, और ऐसे उदाहरण सम्मिलित हैं जहां सभी परमाणु कार्बन हैं (अर्थात, कार्बोसायकल हैं), कोई भी परमाणु कार्बन (अकार्बनिक चक्रीय यौगिक) नहीं है, या जहां कार्बन और गैर-कार्बन दोनों परमाणु ([[विषमचक्रीय यौगिक]]) उपस्थित हैं। वलय के आकार के आधार पर, वलय परमाणुओं के बीच अलग-अलग लिंक के बंधन क्रम, और वलयों, कार्बोसाइक्लिक और हेट्रोसायक्लिक यौगिक के भीतर उनकी व्यवस्था, [[सुगंधित यौगिक]] या गैर-सुगंधित हो सकती हैं; बाद के कारक में, वे पूरी तरह से [[संतृप्त और असंतृप्त यौगिक|संतृप्त होने]] से लेकर वलय परमाणुओं के बीच कई बंधनों की अलग-अलग संख्या में भिन्न हो सकते हैं। अद्भुत विविधता की अनुमति के कारण, संयोजन में, उभयनिष्ठ परमाणुओं की संयोजकता (रसायन विज्ञान) और वलय बनाने की उनकी क्षमता, कई अरबों में छोटे आकार (जैसे, <17 कुल परमाणुओं) की संख्या के संभावित चक्रीय संरचनाओं की संख्या हैं। | ||
'''चक्रीय यौगिक उदाहरण: ऑल-कार्बन (कार्बोसाइक्लिक) और अधिक जटिल [[प्राकृतिक उत्पाद]] चक्रीय यौगिक''' | '''चक्रीय यौगिक उदाहरण: ऑल-कार्बन (कार्बोसाइक्लिक) और अधिक जटिल [[प्राकृतिक उत्पाद]] चक्रीय यौगिक''' | ||
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* कोई भी परमाणु कार्बन (अकार्बनिक चक्रीय यौगिक)नहीं है,<ref>{{cite journal |doi=10.1007/BF01141802 |title=अकार्बनिक चक्रीय यौगिकों का वर्गीकरण|journal=Journal of Structural Chemistry |volume=2 |issue=3 |pages=350–8 |year=1961 |last1=Halduc |first1=I. |s2cid=93804259 }}</ref> | * कोई भी परमाणु कार्बन (अकार्बनिक चक्रीय यौगिक)नहीं है,<ref>{{cite journal |doi=10.1007/BF01141802 |title=अकार्बनिक चक्रीय यौगिकों का वर्गीकरण|journal=Journal of Structural Chemistry |volume=2 |issue=3 |pages=350–8 |year=1961 |last1=Halduc |first1=I. |s2cid=93804259 }}</ref> | ||
* कार्बन और गैर-कार्बन दोनों परमाणु | * कार्बन और गैर-कार्बन दोनों परमाणु उपस्थित हैं ([[ heterocyclic |विषमचक्रीय]] यौगिक)। | ||
सामान्य परमाणु उनके सयोजकता (रसायन विज्ञान) के परिणामस्वरूप]अलग-अलग संख्या में बंधन बना सकते हैं, और कई सामान्य परमाणु आसानी से वलय बनाते हैं। इसके | सामान्य परमाणु उनके सयोजकता (रसायन विज्ञान) के परिणामस्वरूप]अलग-अलग संख्या में बंधन बना सकते हैं, और कई सामान्य परमाणु आसानी से वलय बनाते हैं। इसके अतिरिक्त, वलय के आकार के आधार पर, वलय परमाणुओं के बीच अलग-अलग लिंक के बंधन क्रम, और वलयों के भीतर उनकी व्यवस्था, चक्रीय यौगिक सुगंधित या गैर-सुगंधित हो सकते हैं; गैर-सुगंधित चक्रीय यौगिकों के कारक में, वे पूरी तरह से [[संतृप्त यौगिक]] होने से लेकर कई बंधनों की अलग-अलग संख्या में भिन्न हो सकते हैं। संवैधानिक परिवर्तनशीलता के परिणामस्वरूप चक्रीय संरचनाओं में संभव [[रासायनिक ऊष्मप्रवैगिकी]], कई अरबों में संभव चक्रीय संरचनाओं की संख्या, यहां तक कि छोटे आकार (जैसे, <17 परमाणु) की संख्या हैं।<ref name = ReymondACR15>{{cite journal |doi=10.1021/ar500432k |pmid=25687211 |title=रासायनिक अंतरिक्ष परियोजना|journal=Accounts of Chemical Research |volume=48 |issue=3 |pages=722–30 |year=2015 |last1=Reymond |first1=Jean-Louis |doi-access=free }}</ref> | ||
इसके | इसके अतिरिक्त, परमाणुओं को वलयों में बंद करने से विशेष कार्यात्मक समूह-स्थानापन्न परमाणुओं को जगह मिल सकती है, जिसके परिणामस्वरूप त्रिविम रसायन और काइरल यौगिक से जुड़ी होती है, जिसमें कुछ अभिव्यक्तियाँ सम्मिलित हैं जो वलयों के लिए अद्वितीय हैं (जैसे, [[ज्यामितीय आइसोमर्स|ज्यामितीय समावयवी]]);<ref name="Reusch10">{{cite book | author = William Reusch | date = 2010 | title = ''ऑर्गेनिक केमिस्ट्री की वर्चुअल टेक्स्टबुक'' में "स्टीरियोआइसोमर्स पार्ट I"| publisher = Michigan State University | url = http://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/VirtTxtJml/sterisom.htm#start | access-date = 7 April 2015 | archive-date = 10 March 2015 | archive-url = https://web.archive.org/web/20150310162343/http://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/VirtTxtJml/sterisom.htm#start | url-status = live }}</ref> साथ ही, वलय के आकार के आधार पर, विशेष चक्रीय संरचनाओं के त्रि-आयामी आकार - समान्यता पांच परमाणुओं के वलय बड़े और अलग-अलग हो सकते हैं और इस तरह परस्पर परिवर्तित हो सकते हैं कि गठनात्मक समरूपता प्रदर्शित होती है।<ref name="Reusch10" /> | ||
=== कार्बोसाइकल === | === कार्बोसाइकल === | ||
चक्रीय यौगिकों का विशाल बहुमत कार्बनिक यौगिक है, और इनमें से, एक महत्वपूर्ण और अवधारणात्मक रूप से महत्वपूर्ण भाग केवल कार्बन परमाणुओं से बने वलय से बना है (अर्थात, वे कार्बोसायकल हैं)। | चक्रीय यौगिकों का विशाल बहुमत कार्बनिक यौगिक है, और इनमें से, एक महत्वपूर्ण और अवधारणात्मक रूप से महत्वपूर्ण भाग केवल कार्बन परमाणुओं से बने वलय से बना है (अर्थात, वे कार्बोसायकल हैं)। | ||
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वलय के आकार के आधार पर, विशेष चक्रीय संरचनाओं के त्रि-आयामी आकार-समान्यता 5-परमाणुओं और बड़े के वलय अलग-अलग हो सकते हैं और इस तरह एक-दूसरे को परिवर्तित कर सकते हैं कि गठनात्मक समरूपता प्रदर्शित होती है।<ref name="Reusch10" /> | वलय के आकार के आधार पर, विशेष चक्रीय संरचनाओं के त्रि-आयामी आकार-समान्यता 5-परमाणुओं और बड़े के वलय अलग-अलग हो सकते हैं और इस तरह एक-दूसरे को परिवर्तित कर सकते हैं कि गठनात्मक समरूपता प्रदर्शित होती है।<ref name="Reusch10" /> वास्तव में, चक्रीय यौगिकों के संदर्भ में, ऐतिहासिक रूप से इस महत्वपूर्ण रासायनिक अवधारणा का विकास हुआ। उदाहरण के लिए, साइक्लोहेक्सेन- छह सदस्यीय कार्बोसायकल जिसमें कोई दोहरा बंधन नहीं है, जिससे विभिन्न प्रतिस्थापन जुड़े हो सकते हैं, छवि देखें - छवि में दिखाए गए अनुसार दो अनुरूपता, कुर्सी और नाव के बीच एक संतुलन प्रदर्शित करें। | ||
कुर्सी रचना पसंदीदा विन्यास है, क्योंकि इस रचना में, त्रिविम तनाव, ग्रहण तनाव, और कोण तनाव जो अन्यथा संभव हैं, को कम किया जाता है।<ref name="Reusch10" /> एक या एक से अधिक प्रतिस्थापन वाले साइक्लोहेक्सेन में कौन से संभावित कुर्सी की पुष्टि होती है, यह प्रतिस्थापन पर निर्भर करता है, और जहां वे वलय पर स्थित होते हैं; समान्यता, भारी प्रतिस्थापन - बड़े [[आणविक मात्रा]] वाले समूह, या समूह जो अन्यथा उनके अंतर-आणविक संबंधों में प्रतिकारक होते हैं<sup>[उद्धरण वांछित]</sup>—भूमध्यरेखीय स्थान पर रहना पसंद करते हैं।<ref name="Reusch10" />एक अणु के भीतर बातचीत का एक उदाहरण जो त्रिविम तनाव का कारण बनता है, जिससे नाव से कुर्सी तक संतुलन में बदलाव होता है, cis-1,4-डाइमिथाइलसाइक्लोहेक्सेन में दो [[मिथाइल समूह]] के बीच की बातचीत है। इस अणु में, दो मिथाइल समूह वलय (1,4-) के विपरीत स्थिति में हैं, और उनकी cis त्रिविम रसायन इन दोनों समूहों को वलय के एक ही ओर प्रक्षेपित करता है। इसलिए, यदि उच्च ऊर्जा नाव के रूप में मजबूर किया जाता है, तो ये मिथाइल समूह त्रिविम संपर्क में होते हैं, एक दूसरे को पीछे हटाते हैं, और संतुलन को कुर्सी की रचना की ओर ले जाते हैं।<ref name="Reusch10" /> | कुर्सी रचना पसंदीदा विन्यास है, क्योंकि इस रचना में, त्रिविम तनाव, ग्रहण तनाव, और कोण तनाव जो अन्यथा संभव हैं, को कम किया जाता है।<ref name="Reusch10" /> एक या एक से अधिक प्रतिस्थापन वाले साइक्लोहेक्सेन में कौन से संभावित कुर्सी की पुष्टि होती है, यह प्रतिस्थापन पर निर्भर करता है, और जहां वे वलय पर स्थित होते हैं; समान्यता, भारी प्रतिस्थापन - बड़े [[आणविक मात्रा]] वाले समूह, या समूह जो अन्यथा उनके अंतर-आणविक संबंधों में प्रतिकारक होते हैं<sup>[उद्धरण वांछित]</sup>—भूमध्यरेखीय स्थान पर रहना पसंद करते हैं।<ref name="Reusch10" />एक अणु के भीतर बातचीत का एक उदाहरण जो त्रिविम तनाव का कारण बनता है, जिससे नाव से कुर्सी तक संतुलन में बदलाव होता है, cis-1,4-डाइमिथाइलसाइक्लोहेक्सेन में दो [[मिथाइल समूह]] के बीच की बातचीत है। इस अणु में, दो मिथाइल समूह वलय (1,4-) के विपरीत स्थिति में हैं, और उनकी cis त्रिविम रसायन इन दोनों समूहों को वलय के एक ही ओर प्रक्षेपित करता है। इसलिए, यदि उच्च ऊर्जा नाव के रूप में मजबूर किया जाता है, तो ये मिथाइल समूह त्रिविम संपर्क में होते हैं, एक दूसरे को पीछे हटाते हैं, और संतुलन को कुर्सी की रचना की ओर ले जाते हैं।<ref name="Reusch10" /> | ||
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चक्रीय यौगिक सुगन्धित हो भी सकते हैं और नहीं भी; [[बेंजीन]] सुगंधित चक्रीय यौगिक का एक उदाहरण है, जबकि साइक्लोहेक्सेन गैर-सुगंधित है। कार्बनिक रसायन विज्ञान में, सुगन्धितता शब्द का उपयोग एक चक्रीय (वलय के आकार का), समतलीय (सपाट) अणु का वर्णन करने के लिए किया जाता है जो परमाणुओं के समान सेट(समुच्चय) के अन्य ज्यामितीय या संयोजी व्यवस्था की तुलना में असामान्य स्थिरता प्रदर्शित करता है। उनकी स्थिरता के परिणामस्वरूप, सुगंधित अणुओं को अलग करना और अन्य पदार्थों के साथ अभिक्रिया करना बहुत मुश्किल होता है। कार्बनिक यौगिक जो सुगन्धित नहीं होते हैं उन्हें स्निग्ध यौगिकों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है - वे चक्रीय हो सकते हैं, लेकिन केवल सुगन्धित छल्लों में विशेष स्थिरता (कम अभिक्रियाशीलता) होती है। | चक्रीय यौगिक सुगन्धित हो भी सकते हैं और नहीं भी; [[बेंजीन]] सुगंधित चक्रीय यौगिक का एक उदाहरण है, जबकि साइक्लोहेक्सेन गैर-सुगंधित है। कार्बनिक रसायन विज्ञान में, सुगन्धितता शब्द का उपयोग एक चक्रीय (वलय के आकार का), समतलीय (सपाट) अणु का वर्णन करने के लिए किया जाता है जो परमाणुओं के समान सेट(समुच्चय) के अन्य ज्यामितीय या संयोजी व्यवस्था की तुलना में असामान्य स्थिरता प्रदर्शित करता है। उनकी स्थिरता के परिणामस्वरूप, सुगंधित अणुओं को अलग करना और अन्य पदार्थों के साथ अभिक्रिया करना बहुत मुश्किल होता है। कार्बनिक यौगिक जो सुगन्धित नहीं होते हैं उन्हें स्निग्ध यौगिकों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है - वे चक्रीय हो सकते हैं, लेकिन केवल सुगन्धित छल्लों में विशेष स्थिरता (कम अभिक्रियाशीलता) होती है। | ||
चूंकि कार्बनिक रसायन विज्ञान में यौगिकों की सबसे उभयनिष्ठ सुगंधित प्रणालीयों में से एक प्रोटोटाइपिक सुगंधित यौगिक बेंजीन (पेट्रोलियम और इसके आसवन में एक सुगंधित हाइड्रोकार्बन | चूंकि कार्बनिक रसायन विज्ञान में यौगिकों की सबसे उभयनिष्ठ सुगंधित प्रणालीयों में से एक प्रोटोटाइपिक सुगंधित यौगिक बेंजीन (पेट्रोलियम और इसके आसवन में एक सुगंधित हाइड्रोकार्बन उभयनिष्ठ है) के व्युत्पन्न पर आधारित है, शब्द "सुगंधित" कभी-कभी बेंजीन व्युत्पन्न को अनौपचारिक रूप से संदर्भित करने के लिए प्रयोग किया जाता है, और इस तरह इसे पहली बार परिभाषित किया गया था। फिर भी, कई गैर-बेंजीन सुगंधित यौगिक उपस्थित हैं। जीवित जीवों में, उदाहरण के लिए, RNA और DNA में सबसे उभयनिष्ठ सुगंधित वलय दोहरे-वलय वाले आधार हैं। एक प्रकार्यात्मक समूह या अन्य प्रतिस्थापी जो ऐरोमैटिक(सुगंधित) होता है, एरील समूह कहलाता है। | ||
"सुगंधित" शब्द का सबसे पहला प्रयोग 1855 में अगस्त विल्हेम हॉफमैन के एक लेख में हुआ था। हॉफमैन ने बेंजीन यौगिकों के एक वर्ग के लिए इस शब्द का इस्तेमाल किया था, जिनमें से कई में शुद्ध संतृप्त हाइड्रोकार्बन के विपरीत गंध (सुगंध) होती है। आज, रासायनिक संपत्ति के रूप में सुगंध और ऐसे यौगिकों के घ्राण गुणों के बीच कोई सामान्य संबंध नहीं है (वे कैसे सूंघते हैं), यद्यपि 1855 में, बेंजीन या कार्बनिक यौगिकों की संरचना को समझने से पहले, हॉफमैन जैसे रसायनज्ञ यह समझने लगे थे कि गंधहीन पौधों के अणु, जैसे टेरपेन, में रासायनिक गुण थे जिन्हें हम आज पहचानते हैं, वे बेंजीन जैसे असंतृप्त पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के समान हैं। | "सुगंधित" शब्द का सबसे पहला प्रयोग 1855 में अगस्त विल्हेम हॉफमैन के एक लेख में हुआ था। हॉफमैन ने बेंजीन यौगिकों के एक वर्ग के लिए इस शब्द का इस्तेमाल किया था, जिनमें से कई में शुद्ध संतृप्त हाइड्रोकार्बन के विपरीत गंध (सुगंध) होती है। आज, रासायनिक संपत्ति के रूप में सुगंध और ऐसे यौगिकों के घ्राण गुणों के बीच कोई सामान्य संबंध नहीं है (वे कैसे सूंघते हैं), यद्यपि 1855 में, बेंजीन या कार्बनिक यौगिकों की संरचना को समझने से पहले, हॉफमैन जैसे रसायनज्ञ यह समझने लगे थे कि गंधहीन पौधों के अणु, जैसे टेरपेन, में रासायनिक गुण थे जिन्हें हम आज पहचानते हैं, वे बेंजीन जैसे असंतृप्त पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के समान हैं। | ||
अणु की इलेक्ट्रॉनिक प्रकृति के संदर्भ में, सुगन्धितता एक संयुग्मित प्रणाली का वर्णन करती है जो | अणु की इलेक्ट्रॉनिक प्रकृति के संदर्भ में, सुगन्धितता एक संयुग्मित प्रणाली का वर्णन करती है जो प्राय: एक वलय में एकल और दोहरे बंधनों को बदलते हैं। यह कॉन्फ़िगरेशन अणु की स्थिरता को बढ़ाते हुए, अणु के पाई प्रणाली में इलेक्ट्रॉनों को वलय के चारों ओर मुखर करने की अनुमति देता है। अणु को एक संरचना द्वारा नहीं दर्शाया जा सकता है, बल्कि विभिन्न संरचनाओं के एक अनुनाद संकर, जैसे कि बेंजीन के दो अनुनाद संरचनाओं के साथ। इन अणुओं को इनमें से किसी एक प्रतिनिधित्व में नहीं पाया जा सकता है, एक स्थान पर लंबे एकल बंधन और दूसरे में छोटे दोहरे बंधन (नीचे सिद्धांत देखें)। बल्कि, अणु एकल और दोहरे बंधन के बीच की बंधन लंबाई प्रदर्शित करता है। सुगन्धित छल्लों का यह सामान्य रूप से देखा जाने वाला मॉडल(नमूना), अर्थात् यह विचार कि बेंजीन एक छह-सदस्यीय कार्बन वलय से बारी-बारी से एकल और दोहरे बंधन (साइक्लोहेक्साट्रिन) के साथ बनाया गया था, अगस्त केकुले द्वारा विकसित किया गया था (नीचे इतिहास अनुभाग देखें)। बेंजीन के लिए मॉडल(नमूना) में दो अनुनाद रूप होते हैं, जो दोहरे और एकल बंधन के अनुरूप होते हैं जो साढ़े छह बंधन का उत्पादन करते हैं। आवेश निरूपण के लिए लेखांकन के बिना बेंजीन अपेक्षा से अधिक स्थिर अणु है।<sup>[उद्धरण वांछित]</sup> | ||
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वलय विस्तार और संकुचन अभिक्रियाएं [[कार्बनिक संश्लेषण]] में | वलय विस्तार और संकुचन अभिक्रियाएं [[कार्बनिक संश्लेषण]] में उभयनिष्ठ हैं, और प्राय: प्रतिचक्रीय अभिक्रियाओं में सामने आती हैं। वलय के विस्तार और संकुचन में एक कार्यात्मक समूह का सम्मिलन सम्मिलित हो सकता है जैसे कि चक्रीय कीटोन्स के बायर-विलिगर ऑक्सीकरण के कारक में, चक्रीय कार्बोसायकल की पुनर्व्यवस्था जैसा कि [[इंट्रामोल्युलर प्रतिक्रिया|अंतः आणविक अभिक्रिया]] [[डायल्स-एल्डर प्रतिक्रिया|डायल्स-एल्डर अभिक्रिया]]ओं में देखा गया है, या कई उदाहरणों के रूप में चक्रीय यौगिकों का पतन या पुनर्व्यवस्था। | ||
== उदाहरण == | == उदाहरण == | ||
Revision as of 19:49, 12 April 2023
एक चक्रीय यौगिक (या वलय यौगिक) रसायन विज्ञान के क्षेत्र में एक रासायनिक यौगिक के लिए एक शब्द है जिसमें यौगिक में परमाणुओं की एक या एक से अधिक श्रृंखला एक वलय (रसायन विज्ञान) बनाने के लिए जुड़ी होती है। वलय तीन से कई परमाणुओं के आकार में भिन्न हो सकते हैं, और ऐसे उदाहरण सम्मिलित हैं जहां सभी परमाणु कार्बन हैं (अर्थात, कार्बोसायकल हैं), कोई भी परमाणु कार्बन (अकार्बनिक चक्रीय यौगिक) नहीं है, या जहां कार्बन और गैर-कार्बन दोनों परमाणु (विषमचक्रीय यौगिक) उपस्थित हैं। वलय के आकार के आधार पर, वलय परमाणुओं के बीच अलग-अलग लिंक के बंधन क्रम, और वलयों, कार्बोसाइक्लिक और हेट्रोसायक्लिक यौगिक के भीतर उनकी व्यवस्था, सुगंधित यौगिक या गैर-सुगंधित हो सकती हैं; बाद के कारक में, वे पूरी तरह से संतृप्त होने से लेकर वलय परमाणुओं के बीच कई बंधनों की अलग-अलग संख्या में भिन्न हो सकते हैं। अद्भुत विविधता की अनुमति के कारण, संयोजन में, उभयनिष्ठ परमाणुओं की संयोजकता (रसायन विज्ञान) और वलय बनाने की उनकी क्षमता, कई अरबों में छोटे आकार (जैसे, <17 कुल परमाणुओं) की संख्या के संभावित चक्रीय संरचनाओं की संख्या हैं।
चक्रीय यौगिक उदाहरण: ऑल-कार्बन (कार्बोसाइक्लिक) और अधिक जटिल प्राकृतिक उत्पाद चक्रीय यौगिक
एक जटिल, टेरपीन प्राकृतिक उत्पाद, जो बाद में आने वाले पैक्लिटैक्सेल की तुलना से संबंधित है, लेकिन सरल है, जो 3-, 5-, और 7-सदस्यीय गैर-सुगंधित, कार्बोसाइक्लिक वलय समेत एक जटिल वलय संरचना प्रदर्शित करता है।
साइक्लोऐल्केन, सबसे सरल कार्बोसाइकल, जिसमें साइक्लोप्रोपेन, साइक्लोब्यूटेन, साइक्लोपेंटेन और साइक्लोहेक्सेन सम्मिलित हैं। ध्यान दें, कहीं और एक कार्बनिक रसायन विज्ञान आशुलिपि का उपयोग किया जाता है जहां कार्बन की 4 सयोजकता को भरने के लिए हाइड्रोजन परमाणुओं का अनुमान लगाया जाता है (बजाय उन्हें स्पष्ट रूप से दिखाए जाने के)।
पैक्लिटैक्सेल, एक अन्य जटिल, पौधे से व्युत्पन्न टेरपीन, एक प्राकृतिक उत्पाद भी है, जो 4-, 6-, और 8-सदस्यीय वलयों (कार्बोसाइक्लिक और विषमचक्रीय, खुशबू और गैर-सुगंधित) समेत एक जटिल बहु-वलय संरचना प्रदर्शित करता है।
उनकी जटिलता और संख्या को जोड़ते हुए, परमाणुओं को वलयों में बंद करने से विशेष परमाणुओं को अलग-अलग प्रतिस्थापन (कार्यात्मक समूहों द्वारा) के साथ लॉक(बंद) किया जा सकता है, जैसे कि त्रिविम रसायन और यौगिक परिणामों की चिरायता, जिसमें कुछ अभिव्यक्तियाँ सम्मिलित हैं जो वलयों के लिए अद्वितीय हैं (जैसे, विन्यास समावयवी)। साथ ही, वलय के आकार के आधार पर, विशेष चक्रीय संरचनाओं के त्रि-आयामी आकार - समान्यता पांच परमाणुओं के वलय और बड़े - अलग-अलग हो सकते हैं और और इस तरह एक दूसरे को परिवर्तित कर सकते हैं कि गठनात्मक समरूपता प्रदर्शित होती है। वास्तव में, चक्रीय यौगिकों के संदर्भ में इस महत्वपूर्ण रासायनिक अवधारणा का विकास ऐतिहासिक रूप से हुआ। अंत में, चक्रीय यौगिक, अद्वितीय आकार, अभिक्रियाशीलता, गुण और जैविक गतिविधि के कारण जो वे उत्पन्न करते हैं, जैव रसायन, संरचना और जीवित जीवों के कार्य में सम्मिलित सभी अणुओं में से अधिकांश हैं, और मानव निर्मित अणुओं जैसे दवाओं में , कीटनाशक, आदि।
संरचना और वर्गीकरण
एक चक्रीय यौगिक या वलय यौगिक एक रासायनिक यौगिक है जिसमें कम से कम इसके कुछ परमाणु एक वलय बनाने के लिए जुड़े होते हैं।[1] वलय आकार में तीन से कई दसियों या सैकड़ों परमाणुओं से भिन्न होते हैं। वलय यौगिक के उदाहरणों में आसानी से ऐसे कारक सम्मिलित होते हैं जहां:
- सभी परमाणु कार्बन हैं (अर्थात, कार्बोसायकल हैं),
- कोई भी परमाणु कार्बन (अकार्बनिक चक्रीय यौगिक)नहीं है,[2]
- कार्बन और गैर-कार्बन दोनों परमाणु उपस्थित हैं (विषमचक्रीय यौगिक)।
सामान्य परमाणु उनके सयोजकता (रसायन विज्ञान) के परिणामस्वरूप]अलग-अलग संख्या में बंधन बना सकते हैं, और कई सामान्य परमाणु आसानी से वलय बनाते हैं। इसके अतिरिक्त, वलय के आकार के आधार पर, वलय परमाणुओं के बीच अलग-अलग लिंक के बंधन क्रम, और वलयों के भीतर उनकी व्यवस्था, चक्रीय यौगिक सुगंधित या गैर-सुगंधित हो सकते हैं; गैर-सुगंधित चक्रीय यौगिकों के कारक में, वे पूरी तरह से संतृप्त यौगिक होने से लेकर कई बंधनों की अलग-अलग संख्या में भिन्न हो सकते हैं। संवैधानिक परिवर्तनशीलता के परिणामस्वरूप चक्रीय संरचनाओं में संभव रासायनिक ऊष्मप्रवैगिकी, कई अरबों में संभव चक्रीय संरचनाओं की संख्या, यहां तक कि छोटे आकार (जैसे, <17 परमाणु) की संख्या हैं।[3]
इसके अतिरिक्त, परमाणुओं को वलयों में बंद करने से विशेष कार्यात्मक समूह-स्थानापन्न परमाणुओं को जगह मिल सकती है, जिसके परिणामस्वरूप त्रिविम रसायन और काइरल यौगिक से जुड़ी होती है, जिसमें कुछ अभिव्यक्तियाँ सम्मिलित हैं जो वलयों के लिए अद्वितीय हैं (जैसे, ज्यामितीय समावयवी);[4] साथ ही, वलय के आकार के आधार पर, विशेष चक्रीय संरचनाओं के त्रि-आयामी आकार - समान्यता पांच परमाणुओं के वलय बड़े और अलग-अलग हो सकते हैं और इस तरह परस्पर परिवर्तित हो सकते हैं कि गठनात्मक समरूपता प्रदर्शित होती है।[4]
कार्बोसाइकल
चक्रीय यौगिकों का विशाल बहुमत कार्बनिक यौगिक है, और इनमें से, एक महत्वपूर्ण और अवधारणात्मक रूप से महत्वपूर्ण भाग केवल कार्बन परमाणुओं से बने वलय से बना है (अर्थात, वे कार्बोसायकल हैं)।
अकार्बनिक चक्रीय यौगिक
अकार्बनिक परमाणु चक्रीय यौगिक भी बनाते हैं। उदाहरणों में सल्फर (उदाहरण के लिए पॉलीसल्फाइड्स में), सिलिकॉन (जैसे, साइलेन्स में), फास्फोरस (जैसे, फॉस्फेन्स, मेटाफॉस्फेट्स और अन्य फॉस्फोरिक अम्ल व्युत्पन्न्स में), और बोरॉन (जैसे, सोडियम मेटाबोरेट) सम्मिलित हैं। जब बेंजीन में कार्बन को अन्य तत्वों द्वारा "प्रतिस्थापित" किया जाता है, उदाहरण के लिए, बोराबेंज़ीन, सिलाबेंजीन, जर्मनबेंजीन, स्टैनाबेंज़ीन, और फॉस्फोरिन में, सुगंधितता बनी रहती है, और इसलिए सुगंधित अकार्बनिक चक्रीय यौगिक भी ज्ञात और अच्छी तरह से विशेषता वाले होते हैं।[उद्धरण वांछित]
विषमचक्रीय यौगिक
चक्रीय यौगिक जिनमें कार्बन और गैर-कार्बन दोनों परमाणु उपस्थित होते हैं, विषमचक्रीय यौगिक कहलाते हैं;[उद्धरण वांछित] वैकल्पिक रूप से नाम अकार्बनिक चक्रीय यौगिकों, जैसे कि सिलोक्सेन और बोरज़ीन को संदर्भित कर सकता है, जिनके वलय में एक से अधिक प्रकार के परमाणु होते हैं[उद्धरण वांछित] विषमचक्रों के नामकरण के लिए IUPAC द्वारा हंत्ज़श-विडमैन नामकरण की सिफारिश की जाती है, लेकिन कई सामान्य नाम नियमित उपयोग में रहते हैं।[उद्धरण वांछित]
स्थूलचक्र
स्थूलचक्र शब्द का प्रयोग उन यौगिकों के लिए किया जाता है जिनमें 8 या अधिक परमाणुओं के वलय होते हैं।[5][6] स्थूलचक्र पूरी तरह से कार्बोसाइक्लिक, विषमचक्रीय हो सकते हैं लेकिन सीमित विषमटॉम्स (जैसे, लैक्टोन और लेक्टमस में), या विषमटॉम्स में समृद्ध हो सकते हैं और महत्वपूर्ण समरूपता प्रदर्शित कर सकते हैं (उदाहरण के लिए, स्थूलचक्र को चेलेट करने के कारक में)। स्थूलचक्र कई स्थिर संरूपण समावयवता तक पहुँच प्राप्त कर सकते हैं, वरीयता के साथ अनुरूपता में रहने के लिए जो वलय के भीतर तिरछा बंधन रहित पारस्परिक क्रिया को कम करते हैं (उदाहरण के लिए, कुर्सी और कुर्सी-नाव साइक्लोएक्टेन के लिए नाव-नाव की तुलना में अधिक स्थिर होने के कारण, बातचीत के कारण दिखाए गए चापों द्वारा दर्शाया गया है)।[उद्धरण वांछित] मध्यम वलय (8-11 परमाणु) सबसे अधिक तनावपूर्ण हैं, 9-13 (kcal/mol) तनाव ऊर्जा के बीच, और बड़े स्थूलचक्र के अनुरूपता में महत्वपूर्ण कारकों के विश्लेषण को मध्यम वलय अनुरूपता का उपयोग करके मॉडल(नमूना) किया जा सकता है।[7] विषम-सदस्यीय छल्लों के संरूपात्मक विश्लेषण से पता चलता है कि वे स्थिर अनुरूपताओं के बीच छोटे ऊर्जा अंतर के साथ कम सममित रूपों में निवास करते हैं।[8]
नामकरण
IUPAC(शुद्ध और व्यावहारिक रसायन के अंतर्राष्ट्रीय संघ) नामकरण में चक्रीय संरचनाओं के नामकरण को कवर(आवरण) करने के लिए व्यापक नियम हैं, दोनों मूल संरचनाओं के रूप में, और ऐलीचक्रीय संरचनाओं से जुड़े प्रतिस्थापन के रूप में।[उद्धरण वांछित] स्थूलचक्र शब्द का उपयोग तब किया जाता है जब वलय युक्त यौगिक में 12 या अधिक परमाणुओं का वलय होता है।[5][6]बहुचक्रीय यौगिक शब्द का उपयोग तब किया जाता है जब एक अणु में एक से अधिक वलय दिखाई देते हैं। नेफ़थलीन औपचारिक रूप से एक बहुचक्रीय यौगिक है, लेकिन इसे विशेष रूप से एक चक्रीय यौगिक के रूप में नामित किया गया है। स्थूलचक्रीय और बहुचक्रीय संरचनाओं के कई उदाहरण नीचे दी गई अंतिम गैलरी में दिए गए हैं।
ऐसे परमाणु जो वलय संरचना का भाग होते हैं, वलयाकार परमाणु कहलाते हैं।[9]
समावयवता
त्रिविम रसायन
वलयों में परमाणुओं के बंद होने से विशेष परमाणुओं को कार्यात्मक समूहों द्वारा अलग-अलग प्रतिस्थापन के साथ लॉक(बंद) किया जा सकता है, जैसे कि परिणाम त्रिविम रसायन और यौगिक की चिरायता है, जिसमें कुछ अभिव्यक्तियां सम्मिलित हैं जो वलयों के लिए अद्वितीय हैं (जैसे, ज्यामितीय समावयवी)।[4]
