कार्बीन: Difference between revisions

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''यह लेख रासायनिक वर्ग के बारे मे है। यौगिक के लिए, मेथिलीन (यौगिक) देखें।''
''यह लेख रासायनिक वर्ग के बारे मे है। यौगिक के लिए, मेथिलीन (यौगिक) देखें।''


''कार्बाइन या कार्बीन से भ्रमित न हो।'' [[File:Carbene.svg|thumb|60px|[[ मेथिलीन (यौगिक) ]] सबसे सरल कार्बाइन है।]][[ कार्बन | कार्बनिक]] रसायन विज्ञान में,  '''कार्बाइन''' एक [[ अणु |अणु]] होता है जिसमें दो संयोजक और दो असंबद्ध [[ रासायनिक संयोजन इलेक्ट्रॉन | रासायनिक संयोजन इलेक्ट्रॉनो]] के साथ एक उदासीन कार्बन परमाणु होता है। सामान्य सूत्र है {{chem2|R\s:C\sR'}} या {{chem2|R\dC:}} जहाँ R प्रतिस्थापकों या हाइड्रोजन परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करता है।
''कार्बाइन या कार्बाइन  से भ्रमित न हो।'' [[File:Carbene.svg|thumb|60px|[[ मेथिलीन (यौगिक) ]] सबसे सरल कार्बाइन है।]][[ कार्बन | कार्बनिक]] रसायन विज्ञान में,  '''कार्बाइन''' एक [[ अणु |अणु]] होता है जिसमें दो संयोजक और दो असंबद्ध [[ रासायनिक संयोजन इलेक्ट्रॉन | रासायनिक संयोजन इलेक्ट्रॉनो]] के साथ एक उदासीन कार्बन परमाणु होता है। सामान्य सूत्र है {{chem2|R\s:C\sR'}} या {{chem2|R\dC:}} जहाँ R प्रतिस्थापकों या हाइड्रोजन परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करता है।


कार्बाइन शब्द विशिष्ट यौगिक का भी उल्लेख कर सकता है {{chem2|:CH2}}, जिसे [[ मेथिलीन रेडिकल | मेथिलीन]] भी कहा जाता है, मूल [[ हाइड्राइड ]] जिससे अन्य सभी कार्बाइन यौगिक औपचारिक रूप से प्राप्त होते हैं।<ref>{{Cite book|title=संक्रमण धातु परिसरों की आणविक कक्षाएँ|isbn=978-0-19-853093-0|page=7|last=Hoffmann|first=Roald|author-link=Roald Hoffmann|publisher=Oxford|year=2005}}</ref><ref>{{GoldBookRef|title=carbenes|file=C00806}}</ref> कार्बाइन को उनकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना के आधार पर या तो [[ एकल अवस्था | एकल]] या [[ ट्रिपल स्टेट |त्रिक]] अवस्था के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। अधिकांश कार्बाइन बहुत कम समय तक जीवित रहते हैं, हालांकि कार्बाइन स्थायी <ref>For detailed reviews on stable carbenes, see: (a) {{cite journal | last1 = Bourissou | first1 = D. | last2 = Guerret | first2 = O. | last3 = Gabbai | first3 = F. P. | last4 = Bertrand | first4 = G. | year = 2000 | title =  Stable Carbenes| journal = [[Chem. Rev.]] | volume = 100 | issue = 1 | pages = 39–91 | doi = 10.1021/cr940472u | pmid = 11749234 }} (b) {{cite journal | last1 = Melaimi | first1 = M. | last2 = Soleilhavoup | first2 = M. | last3 = Bertrand | first3 = G. | title = Stable cyclic carbenes and related species beyond diaminocarbenes | year = 2010 | journal = [[Angew. Chem. Int. Ed.]] | volume = 49 | issue = 47 | pages = 8810–8849 | doi = 10.1002/anie.201000165 | pmid = 20836099 | pmc = 3130005 }}</ref> माने जाते है। एक स्त्रोत से अध्ययन किया गया कार्बाइन[[ डाइक्लोरोकार्बीन |डाइक्लोरोकार्बीन]] {{chem2|Cl2C:}} है, जो [[ क्लोरोफार्म ]] और एक मजबूत आधार से स्वस्थानी मे उत्पन्न किया जा सकता है।
कार्बाइन शब्द विशिष्ट यौगिक का भी उल्लेख कर सकता है {{chem2|:CH2}}, जिसे [[ मेथिलीन रेडिकल | मेथिलीन]] भी कहा जाता है, मूल [[ हाइड्राइड ]] जिससे अन्य सभी कार्बाइन यौगिक औपचारिक रूप से प्राप्त होते हैं।<ref>{{Cite book|title=संक्रमण धातु परिसरों की आणविक कक्षाएँ|isbn=978-0-19-853093-0|page=7|last=Hoffmann|first=Roald|author-link=Roald Hoffmann|publisher=Oxford|year=2005}}</ref><ref>{{GoldBookRef|title=carbenes|file=C00806}}</ref> कार्बाइन को उनकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना के आधार पर या तो [[ एकल अवस्था | एकल]] या [[ ट्रिपल स्टेट |त्रिक]] अवस्था के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। अधिकांश कार्बाइन बहुत कम समय तक जीवित रहते हैं, हालांकि कार्बाइन स्थायी <ref>For detailed reviews on stable carbenes, see: (a) {{cite journal | last1 = Bourissou | first1 = D. | last2 = Guerret | first2 = O. | last3 = Gabbai | first3 = F. P. | last4 = Bertrand | first4 = G. | year = 2000 | title =  Stable Carbenes| journal = [[Chem. Rev.]] | volume = 100 | issue = 1 | pages = 39–91 | doi = 10.1021/cr940472u | pmid = 11749234 }} (b) {{cite journal | last1 = Melaimi | first1 = M. | last2 = Soleilhavoup | first2 = M. | last3 = Bertrand | first3 = G. | title = Stable cyclic carbenes and related species beyond diaminocarbenes | year = 2010 | journal = [[Angew. Chem. Int. Ed.]] | volume = 49 | issue = 47 | pages = 8810–8849 | doi = 10.1002/anie.201000165 | pmid = 20836099 | pmc = 3130005 }}</ref> माने जाते है। एक स्त्रोत से अध्ययन किया गया कार्बाइन डाइक्लोरोकार्बाइन {{chem2|Cl2C:}} है, जो [[ क्लोरोफार्म ]] और एक मजबूत आधार से स्वस्थानी मे उत्पन्न किया जा सकता है।


==संरचनाएं और संबंध==
==संरचनाएं और संबंध==
[[Image:Carbenes.svg|thumb|right|एकल और त्रिक कार्बेन]]कार्बेन के दो वर्ग एकल और त्रिक कार्बेन हैं। एकल कार्बाइन चक्रण-संयुग्मित होते हैं। [[ संयोजकता बंधन सिद्धांत ]] की भाषा में, अणु एक sp<sup>2</sup> [[ कक्षीय संकरण |संकर संरचना]] को अधिग्रहण करता है।  त्रिक कार्बाइन में दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं। नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, या सल्फर और द्विसंयोजी कार्बन से जुड़े हैलाइड प्रतिस्थापियो को छोड़कर,अधिकांश कार्बाइन में एक अरैखिक त्रिक निम्नतम अवस्था होती है। ऐसे पदार्थ जो [[ इलेक्ट्रॉन अनुचुंबकीय अनुनाद |इलेक्ट्रॉन का त्याग]] कर सकते हैं, युग्म को खाली पी कक्षीय में स्थानांतरित करके एकल अवस्था को स्थिर कर सकते हैं। यदि एकल अवस्था की ऊर्जा पर्याप्त रूप से कम हो जाती है तो यह वास्तव में निम्नतम अवस्था बन जाएगी।
[[Image:Carbenes.svg|thumb|right|एकल और त्रिक कार्बाइन]]कार्बाइन के दो वर्ग एकल और त्रिक कार्बाइन हैं। एकल कार्बाइन चक्रण-संयुग्मित होते हैं। [[ संयोजकता बंधन सिद्धांत ]] की भाषा में, अणु एक sp<sup>2</sup> [[ कक्षीय संकरण |संकर संरचना]] को अधिग्रहण करता है।  त्रिक कार्बाइन में दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं। नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, या सल्फर और द्विसंयोजी कार्बन से जुड़े हैलाइड प्रतिस्थापियो को छोड़कर,अधिकांश कार्बाइन में एक अरैखिक त्रिक निम्नतम अवस्था होती है। ऐसे पदार्थ जो [[ इलेक्ट्रॉन अनुचुंबकीय अनुनाद |इलेक्ट्रॉन का त्याग]] कर सकते हैं, युग्म को खाली पी कक्षीय में स्थानांतरित करके एकल अवस्था को स्थिर कर सकते हैं। यदि एकल अवस्था की ऊर्जा पर्याप्त रूप से कम हो जाती है तो यह वास्तव में निम्नतम अवस्था बन जाएगी।


त्रिक मेथिलीन के लिए बॉन्ध कोण 125-140 डिग्री और त्रिक मेथिलीन के लिए 102 डिग्री ([[ इलेक्ट्रॉन जोड़ी |इलेक्ट्रान अनुचुंबकीय अनुनाद]] द्वारा निर्धारित) हैं।
त्रिक मेथिलीन के लिए बॉन्ध कोण 125-140 डिग्री और त्रिक मेथिलीन के लिए 102 डिग्री ([[ इलेक्ट्रॉन जोड़ी |इलेक्ट्रान अनुचुंबकीय अनुनाद]] द्वारा निर्धारित) हैं।
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[[File:Cyclopropanation.svg|thumb|265x265px|कार्बाइन साइक्लोप्रोपेनेशन ]]
[[File:Cyclopropanation.svg|thumb|265x265px|कार्बाइन साइक्लोप्रोपेनेशन ]]


 
कार्बाइन दोहरे बंधनों में जुड़कर साइक्लोप्रोपेन बनाते हैं। एकल कार्बाइन के लिए एक समेकित युक्ति उपयोगी है। त्रिक कार्बाइन उत्पाद अणु में [[ त्रिविम | त्रिविम]] रसायन को प्रतिधारित नहीं करते हैं। संयोजन प्रतिक्रियाएं सामान्यतः बहुत स्थिर और [[ एक्ज़ोथिर्मिक | ऊष्माक्षेपी]] होती हैं। अधिकांश स्थिति में धीमा गति कार्बाइन का उत्पादन है। एल्केन-से-साइक्लोप्रोपेन प्रतिक्रियाओं के लिए नियोजित एक प्रसिद्ध अभिकर्मक [[ सीमन्स-स्मिथ अभिकर्मक |सीमन्स-स्मिथ अभिकर्मक]] है। यह अभिकर्मक तांबा, [[ जस्ता | जस्ता]] और [[ आयोडीन | आयोडीन]] की एक प्रणाली है, जहां सक्रिय अभिकर्मक को आयोडोमेथिलज़िन आयोडाइड माना जाता है। अभिकर्मक को [[ हाइड्रॉकसिल | हाइड्रॉक्सी]] समूहों द्वारा जटिल किया जाता है जैसे कि संयोजन सामान्यतः ऐसे समूह के साथ समन्वयित होता है।
कार्बाइन दोहरे बंधनों में जुड़कर साइक्लोप्रोपेन बनाते हैं। एकल कार्बाइन के लिए एक समेकित तंत्र उपलब्ध है। त्रिक कार्बाइन उत्पाद अणु में [[ त्रिविम | त्रिविम]] को बरकरार नहीं रखते हैं। जोड़ प्रतिक्रियाएं सामान्यतः बहुत तेज और [[ एक्ज़ोथिर्मिक | एक्ज़ोथिर्मिक]] होती हैं। अधिकांश स्थिति में धीमा कदम कार्बाइन का उत्पादन है। एल्केन-से-साइक्लोप्रोपेन प्रतिक्रियाओं के लिए नियोजित एक प्रसिद्ध अभिकर्मक [[ सीमन्स-स्मिथ अभिकर्मक | सीमन्स-स्मिथ अभिकर्मक]] है। यह अभिकर्मक तांबा, [[ जस्ता | जस्ता]] और [[ आयोडीन | आयोडीन]] की एक प्रणाली है, जहां सक्रिय अभिकर्मक को आयोडोमेथिलज़िन आयोडाइड माना जाता है। अभिकर्मक को [[ हाइड्रॉकसिल | हाइड्रॉकसिल]] समूहों द्वारा जटिल किया जाता है जैसे कि जोड़ सामान्यतः ऐसे समूह के साथ-साथ होता है।


=== सी-एच प्रविष्टि ===
=== सी-एच प्रविष्टि ===
{{main|कार्बाइन C-H प्रविष्टि }}
{{main|कार्बाइन C-H प्रविष्टि }}
[[File:Insertion.png|thumb|221x221px|कार्बाइन सम्मिलन]]
[[File:Insertion.png|thumb|221x221px|कार्बाइन प्रविष्टि ]]


 
प्रविष्टि कार्बाइन प्रतिक्रियाओ का एक अन्य सामान्य प्रकार हैं। कार्बाइन मूल रूप से स्वयं को स्थित बॉन्ध मे जोड़ता है। प्राथमिकता का क्रम सामान्य होता है:
कार्बाइन सी-एच सम्मिलन एक अन्य सामान्य प्रकार की कार्बाइन प्रतिक्रियाएं हैं। कार्बाइन मूल रूप से खुद को मौजूदा बॉन्ड में इंटरपोज करता है। वरीयता का क्रम आमतौर पर होता है:


# X-H बंध जहाँ X कार्बन नहीं है
# X-H बंध जहाँ X कार्बन नहीं है
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# सी-सी बांध।
# सी-सी बांध।


सम्मिलन एकल चरण में हो भी सकता है और नहीं भी।
प्रविष्ट एकल चरण में हो भी सकता है और नहीं भी।
 
[[ इंट्रामोल्युलर प्रतिक्रिया | अन्तःआणविक]] प्रविष्टि प्रतिक्रियाएं नए संश्लेषित समाधान प्रस्तुत करते हैं। सामान्यतः, कठोर संरचनाएं इस तरह के प्रविष्टि के पक्ष में होती हैं। जब एक अन्तः आणविक प्रविष्टि संभव है, तो कोई अंतर-[[ आणविक |आणविक]] प्रविष्टि नहीं देखा जाता है। नम्य संरचनाओं में, छह-सदस्यीय वलय निर्माण के लिए पांच-सदस्यीय वलय निर्माण को प्राथमिकता दी जाती है। धातु केंद्रों पर चिरल लिगैंड्स का चयन करके अंतर- और अन्तः आणविक प्रविष्टि दोनों असममित प्रेरण के लिए संशोधित हैं।


[[ इंट्रामोल्युलर प्रतिक्रिया ]] इंसर्शन रिएक्शन नए सिंथेटिक सॉल्यूशन पेश करते हैं। आम तौर पर, कठोर संरचनाएं इस तरह के सम्मिलन के पक्ष में होती हैं। जब एक इंट्रामोल्युलर सम्मिलन संभव है, तो कोई अंतर-[[ आणविक ]] सम्मिलन नहीं देखा जाता है। लचीली संरचनाओं में, छह-सदस्यीय रिंग गठन के लिए पांच-सदस्यीय रिंग गठन को प्राथमिकता दी जाती है। धातु केंद्रों पर चिरल लिगैंड्स को चुनकर अंतर- और इंट्रामोल्युलर सम्मिलन दोनों असममित प्रेरण के लिए संशोधन योग्य हैं।
:[[File:Carbene intra.svg|thumb|कार्बाइन अन्तः आणविक प्रतिक्रियाए]]


:[[File:Carbene intra.svg|thumb]][[image:carbene intra.svg|left|frame
:[[File:Carbene intermolecular insertion.svg|thumb|कार्बाइन अंतर-आणविक प्रतिक्रियाए]]
:|कार्बाइन इंट्रामोल्युलर प्रतिक्रिया
एल्काइलिडीन कार्बाइन आकर्षक हैं क्योंकि वे [[ साइक्लोपेंटेन ]]आधे भाग के निर्माण का प्रयास करते हैं। एक एल्किलिडीन कार्बाइन उत्पन्न करने के लिए एक केटोन को [[ ट्राइमेथिलसिलिल |ट्राइमेथिलसिलिल]] डायज़ोमीथेन के संपर्क में लाया जा सकता है।
{{clear}}
:[[File:Carbene intermolecular insertion.svg|thumb]][[image:Carbene_intermolecular_insertion.svg|left|frame|
:कार्बाइन इंटरमॉलिक्युलर रिएक्शन
{{clear}}
एल्काइलिडीन कार्बेन आकर्षक हैं क्योंकि वे [[ साइक्लोपेंटेन ]] मौएट्स के गठन की पेशकश करते हैं। एक एल्किलिडीन कार्बाइन उत्पन्न करने के लिए एक केटोन को [[ ट्राइमेथिलसिलिल ]] डायज़ोमीथेन के संपर्क में लाया जा सकता है।


:[[File:Alkylidene carbene.svg|thumb|<nowiki>|एल्काइलिडीन कार्बाइन </nowiki>]][[image:alkylidene carbene.svg|left|frame
:[[File:Alkylidene carbene.svg|thumb|<nowiki>|एल्काइलिडीन कार्बाइन </nowiki>]][
:
{{clear}}




===कार्बीन डिमराइजेशन ===
===कार्बाइन  डिमराइकरण ===
{{main|Carbene dimerization}}
{{main|कार्बाइन डिमराइकरण }}
[[File:Wanzlick equilibrium lemal Hahn 1999.svg|thumb]]
[[File:Wanzlick equilibrium lemal Hahn 1999.svg|thumb|वान्जलिक संतुलन ]]
कार्बेन और [[ कारबेनॉइड | कारबेनॉइड]] पूर्वगामी [[ एल्केन | एल्केन]] बनाने के लिए [[ डिमर (रसायन विज्ञान) | डिमर (रसायन विज्ञान)]] करण प्रतिक्रियाओं से गुजर सकते हैं। हालांकि यह अक्सर एक अवांछित पक्ष प्रतिक्रिया होती है, इसे सिंथेटिक उपकरण के रूप में नियोजित किया जा सकता है और एक प्रत्यक्ष धातु कार्बाइन डिमराइजेशन का उपयोग पॉलीएल्किनिलेथेन के संश्लेषण में किया गया है।
कार्बाइन और[[ कारबेनॉइड | कारबेनॉइड]] पूर्वगामी [[ एल्केन | एल्केन]] बनाने के लिए [[ डिमर (रसायन विज्ञान) | डिमर]]करण प्रतिक्रियाओं से गुजर सकते हैं। हालांकि यह प्रायː एक अवांछित पक्ष प्रतिक्रिया होती है, इसे संश्लेषित उपकरण के रूप में नियोजित किया जा सकता है और एक प्रत्यक्ष धातु कार्बाइन डिमराइकरण का उपयोग पॉलीएल्किनिलेथेन के संश्लेषण में किया गया है।


लगातार कार्बेन अपने संबंधित डिमर के साथ संतुलन में मौजूद हैं। इसे Wanzlick संतुलन के रूप में जाना जाता है।
स्थायी कार्बाइन अपने संबंधित डिमर के साथ संतुलन में सम्मिलित हैं। इसे वान्जलिक संतुलन के रूप में जाना जाता है।


==ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान में कार्बाइन लिगैंड ==
==कार्बनिक रसायन में कार्बाइन लिगैंड ==
ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान प्रजातियों में, सूत्र एल के साथ धातु परिसरों<sub>n</sub>MCRR' को अक्सर कार्बाइन कॉम्प्लेक्स के रूप में वर्णित किया जाता है।<ref>For a concise tutorial on the applications of carbene ligands also beyond diaminocarbenes, see {{cite journal | last1 = Munz | first1 = D | year = 2018 | title =  Pushing Electrons—Which Carbene Ligand for Which Application?| journal = [[Organometallics]] | volume = 37 | issue = 3 | pages = 275–289 | doi = 10.1021/acs.organomet.7b00720 }}</ref> हालांकि ऐसी प्रजातियां मुक्त कार्बेन की तरह प्रतिक्रिया नहीं करती हैं और लगातार कार्बेन को छोड़कर, कार्बाइन अग्रदूतों से शायद ही कभी उत्पन्न होती हैं। [[ संक्रमण धातु कार्बाइन परिसर ]]ों को उनकी प्रतिक्रियाशीलता के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है, जिसमें पहले दो वर्ग सबसे स्पष्ट रूप से परिभाषित हैं:
कार्बनिक रसायन वर्ग में, सूत्र L<sub>n</sub>MCRR' वाले धातु सम्मिश्रण को प्रायः कार्बाइन सम्मिश्रण के रूप में वर्णित किया जाता है।<ref>For a concise tutorial on the applications of carbene ligands also beyond diaminocarbenes, see {{cite journal | last1 = Munz | first1 = D | year = 2018 | title =  Pushing Electrons—Which Carbene Ligand for Which Application?| journal = [[Organometallics]] | volume = 37 | issue = 3 | pages = 275–289 | doi = 10.1021/acs.organomet.7b00720 }}</ref> हालांकि ऐसे वर्ग मुक्त कार्बाइन की तरह प्रतिक्रिया नहीं करते हैं और स्थायी कार्बाइन को छोड़कर, कार्बाइन पूर्वगामी से शायद ही कभी उत्पन्न होती हैं। [[ संक्रमण धातु कार्बाइन परिसर | संक्रमण धातु कार्बाइन सम्मिश्रण]] को उनकी प्रतिक्रियाशीलता के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है, जिसमें पहले दो वर्ग सबसे स्पष्ट रूप से परिभाषित हैं:
*[[ फिशर कार्बाइन ]], जिसमें कार्बाइन एक धातु से बंधा होता है जो एक इलेक्ट्रॉन-निकासी समूह (आमतौर पर एक कार्बोनिल) को सहन करता है। ऐसे मामलों में कार्बेनॉइड कार्बन हल्का इलेक्ट्रोफिलिक होता है।
*[[ फिशर कार्बाइन ]], जिसमें कार्बाइन एक धातु से बंधा होता है जो एक इलेक्ट्रॉन-निकासी समूह (सामान्यतः एक कार्बोनिल) को धारण करता है। ऐसी स्थितियो में कार्बेनॉइड कार्बन हल्का इलेक्ट्रॉनस्नेही होता है।
*[[ श्रॉक कार्बाइन ]], जिसमें कार्बाइन एक धातु से बंधा होता है जो एक इलेक्ट्रॉन-दान करने वाले समूह को धारण करता है। ऐसे मामलों में कार्बेनॉइड कार्बन न्यूक्लियोफिलिक होता है और विटिग अभिकर्मक (जिसे कार्बाइन डेरिवेटिव नहीं माना जाता है) जैसा दिखता है।
*[[ श्रॉक कार्बाइन ]], जिसमें कार्बाइन एक धातु से बंधा होता है जो एक इलेक्ट्रॉन-त्याग करने वाले समूह को धारण करता है। ऐसे स्थितियो में कार्बेनॉइड कार्बन नभिकस्नेही होता है और विटिग अभिकर्मक (जिसे कार्बाइन व्युत्पन्न नहीं माना जाता है) जैसा दिखता है।
*कार्बीन रेडिकल्स, जिसमें कार्बाइन एक ओपन-शेल धातु से बंधा होता है जिसमें कार्बाइन कार्बन एक रेडिकल चरित्र रखता है। [[ कार्बाइन रेडिकल ]]्स में फिशर और श्रॉक कार्बेन दोनों की विशेषताएं होती हैं, लेकिन आमतौर पर लंबे समय तक रहने वाले प्रतिक्रिया मध्यवर्ती होते हैं।
*कार्बाइन कण, जिसमें कार्बाइन एक विवृत-शेल धातु से बंधा होता है जिसमें कार्बाइन कार्बन एक मौलिक गुण रखता है। [[ कार्बाइन रेडिकल | कार्बाइन कण]] में फिशर और श्रॉक कार्बाइन दोनों की विशेषताएं होती हैं, लेकिन सामान्यतः लंबे समय तक रहने वाले प्रतिक्रिया मध्यवर्ती होते हैं।
[[Image:Grubbs_catalyst_Gen2.svg|thumb|right|220px|[[ एल्केन मेटाथिसिस ]] के लिए [[ ग्रब्स उत्प्रेरक ]] की दूसरी पीढ़ी में एक एनएचसी लिगैंड है।]]*पर्सिस्टेंट कार्बाइन|एन-हेटरोसाइक्लिक कार्बेन (NHCs) <ref>For a general review with a focus on applications with diaminocarbenes, see: {{cite journal | last1 = Hopkinson | first1 = M. N. | last2 = Richter | first2 = C. | last3 = Schedler | first3 = M. | last4 = Glorius | first4 = F. | year = 2014 | title =  An overview of N-heterocyclic carbenes| journal = [[Nature (journal)|Nature]] | volume = 510 | issue = 7506 | pages = 485–496 | doi = 10.1038/nature13384 | pmid = 24965649 | bibcode = 2014Natur.510..485H | s2cid = 672379 }}</ref> C-deprotonation imidazolium या dihydroimidazolium लवण द्वारा व्युत्पन्न होते हैं। उन्हें अक्सर ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान में [[ लिगैंड ]]्स के रूप में तैनात किया जाता है। इस तरह के कार्बेन [[ दर्शक लिगैंड ]] होते हैं जो आमतौर पर बहुत मजबूत सिग्मा दाता होते हैं, अक्सर फॉस्फीन की तुलना करते हैं।<ref>S. P. Nolan "N-Heterocyclic Carbenes in Synthesis" 2006, Wiley-VCH, Weinheim. Print {{ISBN|9783527314003}}. Online {{ISBN|9783527609451}}. {{doi|10.1002/9783527609451}}</ref><ref>{{cite journal | last1 = Marion | first1 = N. | last2 = Diez-Gonzalez | first2 = S. | last3 = Nolan | first3 = S. P. | year = 2007 | title = एन-हेटरोसायक्लिक कार्बेन ऑर्गेनोकैटलिस्ट्स के रूप में| journal = Angew. Chem. Int. Ed. | volume = 46 | issue = 17 | pages = 2988–3000 | doi = 10.1002/anie.200603380 | pmid = 17348057 }}</ref> लिगेंड्स स्वयं, विशेष रूप से जब वे धातु से मुक्त होते हैं, कभी-कभी [[ एंथोनी जोसेफ अर्डुएंगो III ]] या वानज़लिक इक्विलिब्रियम कार्बेन के रूप में जाने जाते हैं।
[[Image:Grubbs_catalyst_Gen2.svg|thumb|right|220px|[[ एल्केन मेटाथिसिस ]] के लिए [[ ग्रब्स उत्प्रेरक ]] की दूसरी पीढ़ी में एक एनएचसी लिगैंड है।]]एन-हेटरोसाइक्लिक कार्बाइन (NHCs) <ref>For a general review with a focus on applications with diaminocarbenes, see: {{cite journal | last1 = Hopkinson | first1 = M. N. | last2 = Richter | first2 = C. | last3 = Schedler | first3 = M. | last4 = Glorius | first4 = F. | year = 2014 | title =  An overview of N-heterocyclic carbenes| journal = [[Nature (journal)|Nature]] | volume = 510 | issue = 7506 | pages = 485–496 | doi = 10.1038/nature13384 | pmid = 24965649 | bibcode = 2014Natur.510..485H | s2cid = 672379 }}</ref> C-डिप्रोटोनीकरण इमिडाजोलियम या डाइहैड्रोइमिडाजोलियम लवण द्वारा व्युत्पन्न होते हैं। उन्हें प्रायः कार्बनिक रसायन में सहायक [[ लिगैंड | लिगैंड]] के रूप में अभिनियोजित किया जाता है। इस तरह के कार्बाइन [[ दर्शक लिगैंड |प्रेक्षक लिगैंड]] होते हैं जो सामान्यतः बहुत मजबूत सिग्मा दाता होते हैं, जो प्रायः फॉस्फीन से तुलना करते हैं।<ref>S. P. Nolan "N-Heterocyclic Carbenes in Synthesis" 2006, Wiley-VCH, Weinheim. Print {{ISBN|9783527314003}}. Online {{ISBN|9783527609451}}. {{doi|10.1002/9783527609451}}</ref><ref>{{cite journal | last1 = Marion | first1 = N. | last2 = Diez-Gonzalez | first2 = S. | last3 = Nolan | first3 = S. P. | year = 2007 | title = एन-हेटरोसायक्लिक कार्बेन ऑर्गेनोकैटलिस्ट्स के रूप में| journal = Angew. Chem. Int. Ed. | volume = 46 | issue = 17 | pages = 2988–3000 | doi = 10.1002/anie.200603380 | pmid = 17348057 }}</ref> लिगेंड्स स्वयं, विशेष रूप से जब वे धातु से मुक्त होते हैं, कभी-कभी [[ एंथोनी जोसेफ अर्डुएंगो III ]] या वानज़लिक इक्विलिब्रियम कार्बाइन के रूप में जाने जाते हैं।


== कार्बेन का निर्माण ==
== कार्बाइन का निर्माण ==
* एक विधि जो मोटे तौर पर कार्बनिक संश्लेषण पर लागू होती है, वह है [[ ऑर्गेनोलिथियम अभिकर्मक ]]ों को नियोजित करने वाले जेम-डाय[[ हैलाइड्स ]] से हैलाइड्स का उन्मूलन। यह अनिश्चित बना रहता है कि इन परिस्थितियों में मुक्त कार्बेन बनते हैं या धातु-कार्बेन परिसर। फिर भी, ये मेटलोकार्बिन (या कार्बेनोइड्स) अपेक्षित जैविक उत्पाद देते हैं।
* एक विधि जो व्यापक रूप से कार्बनिक संश्लेषण पर लागू होती है, वह है [[ ऑर्गेनोलिथियम अभिकर्मक | कार्ब-लिथियम अभिकर्मक]] को नियोजित करने वाले जेम-डाय[[ हैलाइड्स ]]से हैलाइड्स का उन्मूलन करने के लिए प्रेरित करते है। यह अनिश्चित बना रहता है कि इन परिस्थितियों में मुक्त कार्बाइन बनते हैं या धातु-कार्बाइन सम्मिश्रण । फिर भी, ये मेटलोकार्बाइन (या कार्बेनोइड्स) अपेक्षित जैविक उत्पाद देते हैं।


:आर<sub>2</sub>सीबीआर<sub>2</sub> + बुली आर<sub>2</sub>सीएलआई (बीआर) + बुब्री
:R<sub>2</sub>CBr<sub>2</sub> + Bu Li R<sub>2</sub> CLi(Br) + BuBr
:आर<sub>2</sub>सीएलआई (बीआर) → आर<sub>2</sub>सी + लीब्र
:R<sub>2</sub>CLi (Br) → R<sub>2</sub>C + LiBr


*साइक्लोप्रोपेनेशन के लिए, जिंक को सीमन्स-स्मिथ प्रतिक्रिया में नियोजित किया जाता है। एक विशेष लेकिन शिक्षाप्रद मामले में, अल्फा-हैलोमेरकरी यौगिकों को अलग किया जा सकता है और अलग से थर्मोलाइज्ड किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सेफर्थ अभिकर्मक CCl . जारी करता है<sub>2</sub> गर्म करने पर।
*साइक्लोप्रोपेनेशन के लिए, जिंक को सीमन्स-स्मिथ प्रतिक्रिया में नियोजित किया जाता है। एक विशेष लेकिन शिक्षाप्रद स्थिति में, अल्फा-हैलोमेरकरी यौगिकों को अलग किया जा सकता है और अलग से थर्मोलाइज किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सेफर्थ अभिकर्मक CCl<sub>2</sub> गर्म करने पर जारी करता है।


:सी<sub>6</sub>H<sub>5</sub>एचजीसीसीएल<sub>3</sub> → सीसीएल<sub>2</sub> + सी<sub>6</sub>H<sub>5</sub>एचजीसीएल
:C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>HgCCl<sub>3</sub> → CCl<sub>2</sub> + C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>HgCl 


*आमतौर पर, कार्बेन [[ डायज़ोलकेन ]]्स से फोटोलिसिस, थर्मल या [[ संक्रमण धातु ]]-उत्प्रेरित मार्गों के माध्यम से उत्पन्न होते हैं। उत्प्रेरक आमतौर पर [[ रोडियाम ]] और तांबे की सुविधा देते हैं। [[ बैमफोर्ड-स्टीवंस प्रतिक्रिया ]] [[ कामोत्तेजक विलायक ]] में कार्बेन और प्रोटिक सॉल्वैंट्स में कार्बेनियम आयन देती है।
*सामान्यतः , कार्बाइन [[ डायज़ोलकेन | डायज़ोलकेन]] से प्रकाश-अपघटन, थर्मल या [[ संक्रमण धातु ]]-उत्प्रेरित क्रम के माध्यम से उत्पन्न होते हैं। उत्प्रेरक सामान्यतः [[ रोडियाम |रोडियाम]] और तांबा होता हैं। [[ बैमफोर्ड-स्टीवंस प्रतिक्रिया ]] [[ कामोत्तेजक विलायक ]] में कार्बाइन और प्रोटिक विलायक में कार्बेनियम आयन देता है।
* हेलोफॉर्म से बेस-प्रेरित उन्मूलन HX (CHX .)<sub>3</sub>) [[ चरण-स्थानांतरण उत्प्रेरक ]] | चरण-स्थानांतरण शर्तों के तहत।
* हेलोफॉर्म से बेस-प्रेरित उन्मूलन HX (CHX .)<sub>3</sub>) [[ चरण-स्थानांतरण उत्प्रेरक | चरण-स्थानांतरण उत्प्रेरक]] के तहत।
* [[ डायज़िरिन ]] और [[ एपॉक्साइड ]] के फोटोलिसिस को भी नियोजित किया जा सकता है। डायज़िरिन डायज़ोलकेन्स के चक्रीय रूप हैं। छोटी वलय का तनाव प्रकाश-उत्तेजना को आसान बनाता है। एपॉक्साइड्स का प्रकाश-अपघटन [[ कार्बोनिल ]] यौगिकों को पार्श्व उत्पाद के रूप में देता है। [[ असममित संश्लेषण ]] epoxides के साथ, दो अलग कार्बोनिल यौगिक संभावित रूप से बन सकते हैं। प्रतिस्थापकों की प्रकृति आमतौर पर एक के ऊपर दूसरे के निर्माण का पक्ष लेती है। सीओ बांडों में से एक का दोहरा बंधन चरित्र अधिक होगा और इस प्रकार यह मजबूत होगा और टूटने की संभावना कम होगी। अनुनाद संरचनाओं को यह निर्धारित करने के लिए तैयार किया जा सकता है कि कार्बोनिल के निर्माण में कौन सा भाग अधिक योगदान देगा। जब एक प्रतिस्थापन एल्किल और दूसरा एरिल होता है, तो एरिल-प्रतिस्थापित कार्बन आमतौर पर कार्बाइन के टुकड़े के रूप में छोड़ा जाता है।
* [[ डायज़िरिन ]] और [[ एपॉक्साइड ]] के प्रकाश-अपघटन को भी नियोजित किया जा सकता है। डायज़िरिन डायज़ोलकेन् के चक्रीय रूप हैं। छोटी वलय का तनाव प्रकाश-उत्तेजना को आसान बनाता है। एपॉक्साइड्स का प्रकाश-अपघटन [[ कार्बोनिल ]] यौगिकों को पार्श्व उत्पाद के रूप में देता है। [[ असममित संश्लेषण |असममित संश्लेषण]] एपॉक्साइड के साथ, दो भिन्न कार्बोनिल यौगिक संभावित रूप से बन सकते हैं। प्रतिस्थापकों की प्रकृति सामान्यतः एक के ऊपर दूसरे के निर्माण का पक्ष लेती है। सीओ बांध में से एक बड़ा दोहरा बंधन गुण होगा और इस प्रकार यह मजबूत होगा और टूटने की संभावना कम होगी। अनुनाद संरचनाओं को यह निर्धारित करने के लिए तैयार किया जा सकता है कि कार्बोनिल के निर्माण में कौन सा भाग अधिक योगत्याग देगा। जब एक प्रतिस्थापन एल्किल और दूसरा एरिल होता है, तो एरिल-प्रतिस्थापित कार्बन सामान्यतः कार्बाइन के टुकड़े के रूप में मुक्त हो जाता है।
* कार्बेन [[ वोल्फ पुनर्व्यवस्था ]] में मध्यवर्ती हैं
* कार्बाइन [[ वोल्फ पुनर्व्यवस्था |वोल्फ पुनर्व्यवस्था]] में मध्यवर्ती हैं।


== कार्बेन के अनुप्रयोग ==
== कार्बाइन के अनुप्रयोग ==
कार्बाइन का बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग टेफ्लॉरोएथिलीन का औद्योगिक उत्पादन है, जो [[ टेफ्लान |टेफ्लान]] का पूर्वगामी है। [[ टेट्राफ्लोरोएथिलीन ]]डाइफ़्लोरोकार्बाइन के प्रतिनिधि के माध्यम से उत्पन्न होता है:<ref name="William">{{Cite book| last1 = Bajzer | first1 = W. X.| year = 2004| chapter = Fluorine Compounds, Organic| title = रासायनिक प्रौद्योगिकी के किर्क-ओथमर विश्वकोश| publisher = John Wiley & Sons| doi = 10.1002/0471238961.0914201802011026.a01.pub2| isbn = 978-0471238966}}</ref>
कार्बाइन का बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग टेफ्लॉरोएथिलीन का औद्योगिक उत्पादन है, जो [[ टेफ्लान |टेफ्लान]] का पूर्वगामी है। [[ टेट्राफ्लोरोएथिलीन ]]डाइफ़्लोरोकार्बाइन के प्रतिनिधि के माध्यम से उत्पन्न होता है:<ref name="William">{{Cite book| last1 = Bajzer | first1 = W. X.| year = 2004| chapter = Fluorine Compounds, Organic| title = रासायनिक प्रौद्योगिकी के किर्क-ओथमर विश्वकोश| publisher = John Wiley & Sons| doi = 10.1002/0471238961.0914201802011026.a01.pub2| isbn = 978-0471238966}}</ref>
: CHClF<sub>2</sub> → CF<sub>2</sub> + HCl
: CHClF<sub>2</sub> → CF<sub>2</sub> + HCl
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*संक्रमण धातु कार्बाइन सम्मिश्रण
*संक्रमण धातु कार्बाइन सम्मिश्रण
*[[ परमाणु कार्बन ]] रासायनिक सूत्र के साथ एक एकल कार्बन परमाणु: C:, वास्तव में एक दुगना कार्बाइन है। स्वस्थानी में सही कार्बाइन के लिए भी इस्तेमाल किया गया है।
*[[ परमाणु कार्बन ]] रासायनिक सूत्र के साथ एक एकल कार्बन परमाणु: C:, वास्तव में एक दुगना कार्बाइन है। स्वस्थानी में सही कार्बाइन के लिए भी इस्तेमाल किया गया है।
* फॉयल किए गए कार्बेन एक दोहरे बंधन (यानी संयुग्मित व्यवस्था बनाने की उनकी क्षमता) की अनंतरता से अपनी स्थिरता प्राप्त करते हैं।
* फॉयल किए गए कार्बाइन एक दोहरे बंधन (यानी संयुग्मित व्यवस्था बनाने की उनकी क्षमता) की अनंतरता से अपनी स्थिरता प्राप्त करते हैं।
*[[ कार्बाइन एनालॉग्स ]]और [[ कार्बेनोइड्स ]]
*[[ कार्बाइन एनालॉग्स ]]और [[ कार्बेनोइड्स ]]
*[[ कार्बेनियम आयन | कार्बेनियम आयन]], प्रोटोनेटेड कार्बाइन
*[[ कार्बेनियम आयन | कार्बेनियम आयन]], प्रोटोनेटेड कार्बाइन

Revision as of 12:02, 25 November 2022

यह लेख रासायनिक वर्ग के बारे मे है। यौगिक के लिए, मेथिलीन (यौगिक) देखें।

कार्बाइन या कार्बाइन से भ्रमित न हो।

File:Carbene.svg
मेथिलीन (यौगिक) सबसे सरल कार्बाइन है।

कार्बनिक रसायन विज्ञान में, कार्बाइन एक अणु होता है जिसमें दो संयोजक और दो असंबद्ध रासायनिक संयोजन इलेक्ट्रॉनो के साथ एक उदासीन कार्बन परमाणु होता है। सामान्य सूत्र है R−:C−R' या R=C: जहाँ R प्रतिस्थापकों या हाइड्रोजन परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करता है।

कार्बाइन शब्द विशिष्ट यौगिक का भी उल्लेख कर सकता है :CH2, जिसे मेथिलीन भी कहा जाता है, मूल हाइड्राइड जिससे अन्य सभी कार्बाइन यौगिक औपचारिक रूप से प्राप्त होते हैं।[1][2] कार्बाइन को उनकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना के आधार पर या तो एकल या त्रिक अवस्था के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। अधिकांश कार्बाइन बहुत कम समय तक जीवित रहते हैं, हालांकि कार्बाइन स्थायी [3] माने जाते है। एक स्त्रोत से अध्ययन किया गया कार्बाइन डाइक्लोरोकार्बाइन Cl2C: है, जो क्लोरोफार्म और एक मजबूत आधार से स्वस्थानी मे उत्पन्न किया जा सकता है।

संरचनाएं और संबंध

File:Carbenes.svg
एकल और त्रिक कार्बाइन

कार्बाइन के दो वर्ग एकल और त्रिक कार्बाइन हैं। एकल कार्बाइन चक्रण-संयुग्मित होते हैं। संयोजकता बंधन सिद्धांत की भाषा में, अणु एक sp2 संकर संरचना को अधिग्रहण करता है। त्रिक कार्बाइन में दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं। नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, या सल्फर और द्विसंयोजी कार्बन से जुड़े हैलाइड प्रतिस्थापियो को छोड़कर,अधिकांश कार्बाइन में एक अरैखिक त्रिक निम्नतम अवस्था होती है। ऐसे पदार्थ जो इलेक्ट्रॉन का त्याग कर सकते हैं, युग्म को खाली पी कक्षीय में स्थानांतरित करके एकल अवस्था को स्थिर कर सकते हैं। यदि एकल अवस्था की ऊर्जा पर्याप्त रूप से कम हो जाती है तो यह वास्तव में निम्नतम अवस्था बन जाएगी।

त्रिक मेथिलीन के लिए बॉन्ध कोण 125-140 डिग्री और त्रिक मेथिलीन के लिए 102 डिग्री (इलेक्ट्रान अनुचुंबकीय अनुनाद द्वारा निर्धारित) हैं।

साधारण हाइड्रोकार्बन के लिए, त्रिक कार्बाइन सामान्यतः एकल कार्बाइन की तुलना में 8 किलोकैलोरी /मोल (इकाई) (33