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 कार्बाइन | ''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 प्रतिस्थापी 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 डाइक्लोरोकार्बाइन {{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। | ||
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प्रतिक्रियाशीलता के इन दो तरीकों के कारण, एकल मेथिलीन की प्रतिक्रियाएं [[ स्टीरियो स्पेसिफिक |त्रिविम विशिष्ट]] होती हैं जबकि त्रिक मेथिलीन की अभिक्रियाएं [[ स्टीरियोसेलेक्टिव |त्रिविम चयनात्मक]] होती हैं। इस भिन्नता का उपयोग कार्बाइन की प्रकृति की जांच के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सीआईएस-[[ 2-ब्यूटेन | 2-ब्यूटेन]] के साथ या ट्रांस-2-ब्यूटेन के साथ [[ डायज़ोमिथेन |डायज़ोमिथेन]] के [[ photolysis |प्रकाश अपघटन]] से उत्पन्न मेथिलीन की प्रतिक्रिया 1,2-डाइमिथाइलसाइक्लोप्रोपेन उत्पाद का एक एकल अप्रतिबिंबी त्रिविम समावयव देती है: सीआईएस से सीआईएस और ट्रांस से ट्रांस, जो साबित करता है कि मेथिलीन एक एकल है।<ref>{{Cite journal| last1 = Skell | first1 = P. S.| title = कार्बाइन की संरचना, Ch2| last2 = Woodworth| journal = Journal of the American Chemical Society| volume = 78| issue = 17| pages = 4496| year = 1956 | doi = 10.1021/ja01598a087 | first2 = R. C.}}</ref> यदि मेथिलीन एक त्रिक था, तो कोई यह अपेक्षा नहीं करेगा कि उत्पाद प्रारंभिक एल्केन ज्यामिति पर निर्भर करेगा, बल्कि प्रत्येक स्थिति में लगभग समान मिश्रण होगा। | प्रतिक्रियाशीलता के इन दो तरीकों के कारण, एकल मेथिलीन की प्रतिक्रियाएं [[ स्टीरियो स्पेसिफिक |त्रिविम विशिष्ट]] होती हैं जबकि त्रिक मेथिलीन की अभिक्रियाएं [[ स्टीरियोसेलेक्टिव |त्रिविम चयनात्मक]] होती हैं। इस भिन्नता का उपयोग कार्बाइन की प्रकृति की जांच के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सीआईएस-[[ 2-ब्यूटेन | 2-ब्यूटेन]] के साथ या ट्रांस-2-ब्यूटेन के साथ [[ डायज़ोमिथेन |डायज़ोमिथेन]] के [[ photolysis |प्रकाश अपघटन]] से उत्पन्न मेथिलीन की प्रतिक्रिया 1,2-डाइमिथाइलसाइक्लोप्रोपेन उत्पाद का एक एकल अप्रतिबिंबी त्रिविम समावयव देती है: सीआईएस से सीआईएस और ट्रांस से ट्रांस, जो साबित करता है कि मेथिलीन एक एकल है।<ref>{{Cite journal| last1 = Skell | first1 = P. S.| title = कार्बाइन की संरचना, Ch2| last2 = Woodworth| journal = Journal of the American Chemical Society| volume = 78| issue = 17| pages = 4496| year = 1956 | doi = 10.1021/ja01598a087 | first2 = R. C.}}</ref> यदि मेथिलीन एक त्रिक था, तो कोई यह अपेक्षा नहीं करेगा कि उत्पाद प्रारंभिक एल्केन ज्यामिति पर निर्भर करेगा, बल्कि प्रत्येक स्थिति में लगभग समान मिश्रण होगा। | ||
किसी विशेष कार्बाइन की प्रतिक्रियाशीलता प्रतिस्थापन समूहों पर निर्भर करती है। उनकी प्रतिक्रियाशीलता [[ धातु |धातु]]ओं से प्रभावित हो सकती है। कुछ प्रतिक्रियाएं कार्बाइन कर सकती हैं जैसे सी-एच बांध प्रविष्टि कंकाल पुनर्व्यवस्था, और दोहरे बॉन्ध में संयोजन है। कार्बाइन को नभिकस्नेही, इलेक्ट्रॉनस्नेही या उभयरागी के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि कोई | किसी विशेष कार्बाइन की प्रतिक्रियाशीलता प्रतिस्थापन समूहों पर निर्भर करती है। उनकी प्रतिक्रियाशीलता [[ धातु |धातु]]ओं से प्रभावित हो सकती है। कुछ प्रतिक्रियाएं कार्बाइन कर सकती हैं जैसे सी-एच बांध प्रविष्टि कंकाल पुनर्व्यवस्था, और दोहरे बॉन्ध में संयोजन है। कार्बाइन को नभिकस्नेही, इलेक्ट्रॉनस्नेही या उभयरागी के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि कोई प्रतिस्थापी इलेक्ट्रॉनों की एक युग्म त्याग करने में योग्य है, तो सबसे अधिक उपयुक्त है कि कार्बाइन इलेक्ट्रॉनस्नेही नहीं होगा। [[ एल्काइल |एल्काइल]] कार्बाइन मेथिलीन की तुलना में बहुत अधिक चयनात्मक सम्मिलित होते हैं, जो प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक सीएच बांध के बीच विभेद नहीं करता है। | ||
=== साइक्लोप्रोपेनेशन === | === साइक्लोप्रोपेनेशन === | ||
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प्रविष्ट 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 | [[ इंट्रामोल्युलर प्रतिक्रिया | अन्तःआणविक]] प्रविष्टि प्रतिक्रियाएं नए संश्लेषित समाधान प्रस्तुत करते हैं। सामान्यतः, कठोर संरचनाएं इस तरह के प्रविष्टि के अनुमोदन 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। | ||
:[[File:Carbene intra.svg|thumb|कार्बाइन अन्तः आणविक प्रतिक्रियाए]] | :[[File:Carbene intra.svg|thumb|कार्बाइन अन्तः आणविक प्रतिक्रियाए]] | ||
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{{main|कार्बाइन डिमराइकरण }} | {{main|कार्बाइन डिमराइकरण }} | ||
[[File:Wanzlick equilibrium lemal Hahn 1999.svg|thumb|वान्जलिक संतुलन ]] | [[File:Wanzlick equilibrium lemal Hahn 1999.svg|thumb|वान्जलिक संतुलन ]] | ||
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 | 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 अनुमोदन 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। | ||
स्थायी कार्बाइन अपने संबंधित डिमर के साथ संतुलन में सम्मिलित हैं। इसे वान्जलिक 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। | ||
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:R<sub>2</sub>CLi (Br) → R<sub>2</sub>C + LiBr | :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 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 | *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 मुक्त करता है। | ||
: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 | :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 | ||
*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। | *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 |अप्रोटिक 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 उत्प्रेरक]] के तहत। | * हेलोफॉर्म से बेस-प्रेरित उन्मूलन HX (CHX .)<sub>3</sub>) [[ चरण-स्थानांतरण उत्प्रेरक | चरण-स्थानांतरण उत्प्रेरक]] के तहत। | ||
* [[ डायज़िरिन ]] और [[ एपॉक्साइड ]] के प्रकाश-अपघटन को भी नियोजित किया जा सकता है। डायज़िरिन डायज़ोलकेन् के चक्रीय रूप हैं। छोटी वलय का | * [[ डायज़िरिन ]]और[[ एपॉक्साइड ]] के प्रकाश-अपघटन को भी नियोजित किया जा सकता है। डायज़िरिन डायज़ोलकेन् के चक्रीय रूप हैं। छोटी वलय का विभेद प्रकाश-उद्दीपन 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 अनुमोदन करती है। सी-ओ बांध में से एक अधिक द्विक आबन्ध उत्कीर्ण 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 सम्मिलित होगा। जब एक प्रतिस्थापन एल्किल और दूसरा एरिल होता है, तो एरिल-प्रतिस्थापित कार्बन सामान्यतः कार्बाइन के अंश के रूप में मुक्त हो जाता है। | ||
* कार्बाइन [[ वोल्फ पुनर्व्यवस्था |वोल्फ पुनर्व्यवस्था]] | * कार्बाइन [[ वोल्फ पुनर्व्यवस्था |वोल्फ पुनर्व्यवस्था]] में मध्यवर्ती हैं। | ||
== कार्बाइन के अनुप्रयोग == | == कार्बाइन के अनुप्रयोग == | ||
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: CHClF<sub>2</sub> → CF<sub>2</sub> + HCl | : CHClF<sub>2</sub> → CF<sub>2</sub> + HCl | ||
:2CF<sub>2</sub> → F<sub>2</sub>C = CF<sub>2</sub> | :2CF<sub>2</sub> → F<sub>2</sub>C = CF<sub>2</sub> | ||
सी-एच बांध मे कार्बाइन के प्रविष्ट का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, उदाहरण- बहुलक पदार्थ की कार्यात्मककरण<ref>{{Cite journal|last1=Yang|first1=Peng|last2=Yang|first2=Wantai|date=2013-07-10|title=कार्बनिक पॉलिमरिक सामग्री और संबंधित उच्च तकनीक अनुप्रयोगों पर सी-एच बांडों की सतह केमोसेलेक्टिव फोटोट्रांसफॉर्मेशन|journal=Chemical Reviews|volume=113|issue=7|pages=5547–5594|doi=10.1021/cr300246p|pmid=23614481|issn=0009-2665}}</ref> और आसंजक का विद्युत संबंधी-संसाधन।<ref name=":1">{{Cite journal|last1=Ping|first1=Jianfeng|last2=Gao|first2=Feng|last3=Chen|first3=Jian Lin|last4=Webster|first4=Richard D.|last5=Steele|first5=Terry W. J.|date=2015-08-18|title=कम वोल्टेज सक्रियण के माध्यम से चिपकने वाला इलाज|journal=Nature Communications|language=en|volume=6|pages=8050|doi=10.1038/ncomms9050|issn=2041-1723|pmc=4557340|pmid=26282730|bibcode=2015NatCo...6.8050P}}</ref> अनुप्रयोग{{clarify|date=March 2017}} संश्लेषित 3-एरिल-3-ट्राइफ्लोरोमेथिल्डियाज़िरिन पर निर्भर करते है,<ref>{{Cite journal|last1=Nakashima|first1=Hiroyuki|last2=Hashimoto|first2=Makoto|last3=Sadakane|first3=Yutaka|last4=Tomohiro|first4=Takenori|last5=Hatanaka|first5=Yasumaru|date=2006-11-01|title=Phenyldiazirine photophores को टैग करने की सरल और बहुमुखी विधि|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=128|issue=47|pages=15092–15093|doi=10.1021/ja066479y|pmid=17117852|issn=0002-7863}}</ref><ref name=":0">{{Cite journal|last1=Blencowe|first1=Anton|last2=Hayes|first2=Wayne|date=2005-08-05|title=जैविक और सिंथेटिक मैक्रोमोलेक्यूलर सिस्टम में डायज़िरिन का विकास और अनुप्रयोग|journal=Soft Matter|language=en|volume=1|issue=3|pages=178–205|doi=10.1039/b501989c|pmid=32646075|issn=1744-6848|bibcode=2005SMat....1..178B}}</ref> एक कार्बाइन पूर्वगामी जिसे ऊष्मा, प्रकाश या विद्युत दाब द्वारा सक्रिय किया जा सकता है।<ref name=":2">{{Cite journal|last=Liu|first=Michael T. H.|date=1982-01-01|title=डायज़िरिन का थर्मोलिसिस और फोटोलिसिस|journal=Chemical Society Reviews|language=en|volume=11|issue=2|pages=127|doi=10.1039/cs9821100127|issn=1460-4744}}</लाल> प्रकाश,<ref name=":0" /><ref name=":2" />या [[ वोल्टेज ]]।<ref>{{Cite journal|last1=Elson|first1=Clive M.|last2=Liu|first2=Michael T. H.|date=1982-01-01|title=डायज़िरिन का विद्युत रासायनिक व्यवहार|url=http://xlink.rsc.org/?DOI=c39820000415|journal=Journal of the Chemical Society, Chemical Communications|language=en|issue=7|pages=415|doi=10.1039/c39820000415|issn=0022-4936}}</ref> | सी-एच बांध मे कार्बाइन के प्रविष्ट का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, उदाहरण- बहुलक पदार्थ की कार्यात्मककरण<ref>{{Cite journal|last1=Yang|first1=Peng|last2=Yang|first2=Wantai|date=2013-07-10|title=कार्बनिक पॉलिमरिक सामग्री और संबंधित उच्च तकनीक अनुप्रयोगों पर सी-एच बांडों की सतह केमोसेलेक्टिव फोटोट्रांसफॉर्मेशन|journal=Chemical Reviews|volume=113|issue=7|pages=5547–5594|doi=10.1021/cr300246p|pmid=23614481|issn=0009-2665}}</ref> और आसंजक का विद्युत संबंधी-संसाधन।<ref name=":1">{{Cite journal|last1=Ping|first1=Jianfeng|last2=Gao|first2=Feng|last3=Chen|first3=Jian Lin|last4=Webster|first4=Richard D.|last5=Steele|first5=Terry W. J.|date=2015-08-18|title=कम वोल्टेज सक्रियण के माध्यम से चिपकने वाला इलाज|journal=Nature Communications|language=en|volume=6|pages=8050|doi=10.1038/ncomms9050|issn=2041-1723|pmc=4557340|pmid=26282730|bibcode=2015NatCo...6.8050P}}</ref> अनुप्रयोग{{clarify|date=March 2017}} संश्लेषित 3-एरिल-3-ट्राइफ्लोरोमेथिल्डियाज़िरिन पर निर्भर करते है,<ref>{{Cite journal|last1=Nakashima|first1=Hiroyuki|last2=Hashimoto|first2=Makoto|last3=Sadakane|first3=Yutaka|last4=Tomohiro|first4=Takenori|last5=Hatanaka|first5=Yasumaru|date=2006-11-01|title=Phenyldiazirine photophores को टैग करने की सरल और बहुमुखी विधि|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=128|issue=47|pages=15092–15093|doi=10.1021/ja066479y|pmid=17117852|issn=0002-7863}}</ref><ref name=":0">{{Cite journal|last1=Blencowe|first1=Anton|last2=Hayes|first2=Wayne|date=2005-08-05|title=जैविक और सिंथेटिक मैक्रोमोलेक्यूलर सिस्टम में डायज़िरिन का विकास और अनुप्रयोग|journal=Soft Matter|language=en|volume=1|issue=3|pages=178–205|doi=10.1039/b501989c|pmid=32646075|issn=1744-6848|bibcode=2005SMat....1..178B}}</ref> एक कार्बाइन पूर्वगामी जिसे ऊष्मा, प्रकाश या विद्युत दाब द्वारा सक्रिय किया जा सकता है।<ref name=":2">{{Cite journal|last=Liu|first=Michael T. H.|date=1982-01-01|title=डायज़िरिन का थर्मोलिसिस और फोटोलिसिस|journal=Chemical Society Reviews|language=en|volume=11|issue=2|pages=127|doi=10.1039/cs9821100127|issn=1460-4744}}</लाल> प्रकाश,<ref name=":0" /><ref name=":2" />या [[ वोल्टेज ]]।<ref>{{Cite journal|last1=Elson|first1=Clive M.|last2=Liu|first2=Michael T. H.|date=1982-01-01|title=डायज़िरिन का विद्युत रासायनिक व्यवहार|url=http://xlink.rsc.org/?DOI=c39820000415|journal=Journal of the Chemical Society, Chemical Communications|language=en|issue=7|pages=415|doi=10.1039/c39820000415|issn=0022-4936}}</ref> | ||
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कार्बाइन को पहली बार 1903 में [[ एडवर्ड बुचनर ]]द्वारा टोल्यूनि के साथ [[ एथिल डायज़ोएसेटेट | एथिल डायज़ोएसेटेट]] के [[ साइक्लोप्रोपेनेशन |साइक्लोप्रोपेनेशन]] अध्ययन में परिकल्पना की गई थी।<ref>{{Cite journal| doi = 10.1002/cber.190303603139| title = डायज़ोएसेटिक एस्टर और टोल्यूनि| year = 1903| last1 = Buchner | first1 = E.| last2 = Feldmann | first2 = L.| journal = Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft| volume = 36| issue = 3| pages = 3509 | url = https://zenodo.org/record/1426080}}</ref> 1912 में [[ हरमन स्टौडिंगर |हरमन स्टौडिंगर]] <ref>{{Cite journal| doi = 10.1002/cber.19120450174| title = मेथिलीन की प्रतिक्रियाओं के बारे में। III. डायज़ोमिथेन| year = 1912| last1 = Staudinger | first1 = H.| last2 = Kupfer | first2 = O.| journal = Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft| volume = 45| pages = 501–509 | url = https://zenodo.org/record/1426477}}</ref> ने एल्केन को डायजोंमीथेन और CH<sub>2</sub> के साथ एक मध्यवर्ती के रूप मे को साइक्लोप्रोपेन में भी परिवर्तित किया। 1954 में [[ विलियम वॉन एगर्स डोअरिंग ]] ने डाइक्लोरोकार्बिन संश्लेषित उपयोगिता के साथ प्रदर्शन किया।<ref>{{Cite journal| doi = 10.1021/ja01652a087| year = 1954| last1 = Von E. Doering | first1 = W.| title = ओलेफिन्स में डाइक्लोरोकार्बीन का मिलाना| last2 = Hoffmann | first2 = A. K.| journal = Journal of the American Chemical Society| volume = 76| issue = 23| pages = 6162 }}</ref> | कार्बाइन को पहली बार 1903 में [[ एडवर्ड बुचनर ]]द्वारा टोल्यूनि के साथ [[ एथिल डायज़ोएसेटेट | एथिल डायज़ोएसेटेट]] के [[ साइक्लोप्रोपेनेशन |साइक्लोप्रोपेनेशन]] अध्ययन में परिकल्पना की गई थी।<ref>{{Cite journal| doi = 10.1002/cber.190303603139| title = डायज़ोएसेटिक एस्टर और टोल्यूनि| year = 1903| last1 = Buchner | first1 = E.| last2 = Feldmann | first2 = L.| journal = Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft| volume = 36| issue = 3| pages = 3509 | url = https://zenodo.org/record/1426080}}</ref> 1912 में [[ हरमन स्टौडिंगर |हरमन स्टौडिंगर]] <ref>{{Cite journal| doi = 10.1002/cber.19120450174| title = मेथिलीन की प्रतिक्रियाओं के बारे में। III. डायज़ोमिथेन| year = 1912| last1 = Staudinger | first1 = H.| last2 = Kupfer | first2 = O.| journal = Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft| volume = 45| pages = 501–509 | url = https://zenodo.org/record/1426477}}</ref> ने एल्केन को डायजोंमीथेन और CH<sub>2</sub> के साथ एक मध्यवर्ती के रूप मे को साइक्लोप्रोपेन में भी परिवर्तित किया। 1954 में [[ विलियम वॉन एगर्स डोअरिंग | विलियम वॉन एगर्स डोअरिंग]] ने डाइक्लोरोकार्बिन संश्लेषित उपयोगिता के साथ प्रदर्शन किया।<ref>{{Cite journal| doi = 10.1021/ja01652a087| year = 1954| last1 = Von E. Doering | first1 = W.| title = ओलेफिन्स में डाइक्लोरोकार्बीन का मिलाना| last2 = Hoffmann | first2 = A. K.| journal = Journal of the American Chemical Society| volume = 76| issue = 23| pages = 6162 }}</ref> | ||
Revision as of 12:21, 28 November 2022
यह लेख रासायनिक वर्ग के बारे मे है। यौगिक के लिए, मेथिलीन (यौगिक) देखें।
कार्बाइन या कार्बाइन से भ्रमित न हो।
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 प्रतिस्थापी 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
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 किलोजूल /मोल) अधिक स्थिर होते हैं। स्थिरीकरण का श्रेय हुंड के अधिकतम बहुलता के नियम को दिया जाता है।
त्रिक कार्बाइन को स्थिर करने की युक्ति चालाक हैं। 9-फ्लोरीनाइलिडीन नामक कार्बाइन को लगभग 1.1 kcal/mol (4.6 kJ/mol) ऊर्जा अंतर के साथ एकल और त्रिक अवस्थाओं को शीघ्रता से संतुलन मिश्रण के रूप में दिखाया गया है।[4] हालाँकि, यह चर्चा का विषय है कि क्या फ्लोरीन कार्बाइन जैसे डायरिल कार्बाइन शुद्ध कार्बाइन हैं क्योंकि इलेक्ट्रॉन इस सीमा तक निरूपित कर सकते हैं कि वे तथ्य द्विमूलक बन जाते हैं। सिलिको के प्रयोगों मे सुझाव दिया गया है कि त्रिक कार्बाइन को विद्युत-धनात्मक विषम परमाणु के साथ थर्मोडायनामिक रूप मे, जैसे कि सिलील और सिलोक्सी कार्बाइन मे, विशेष रूप से ट्राइफ्लोरो ट्राइफ़्लोरोसिल कार्बाइन के साथ स्थिर किया जा सकता है।[5]
प्रतिक्रियाशीलता
एकल और त्रिक कार्बाइन अलग-अलग प्रतिक्रियाशीलता प्रदर्शित करते हैं। एकल कार्बाइन सामान्यतः वैद्युतकणसंचलन या नाभिकस्नेही के रूप में चेलेट्रोपिक प्रतिक्रिया ओं में भाग लेते हैं। रिक्त पी-कक्षा वाले एकल कार्बाइन सहसंयोजक बंध मे इलेक्ट्रॉन स्वीकृति से संबंधित होने चाहिए। त्रिक कार्बाइन को द्विमूलक माना जा सकता है, और चरणबद्ध मूल परिवर्धन में भाग ले सकते हैं। त्रिक कार्बाइन को दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के साथ एक अन्तः स्थायी प्रक्रिया से गुजरना पड़ता है जबकि एकल कार्बाइन एकल ठोस चरण में प्रतिक्रिया कर सकता है।
प्रतिक्रियाशीलता के इन दो तरीकों के कारण, एकल मेथिलीन की प्रतिक्रियाएं त्रिविम विशिष्ट होती हैं जबकि त्रिक मेथिलीन की अभिक्रियाएं त्रिविम चयनात्मक होती हैं। इस भिन्नता का उपयोग कार्बाइन की प्रकृति की जांच के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सीआईएस- 2-ब्यूटेन के साथ या ट्रांस-2-ब्यूटेन के साथ डायज़ोमिथेन के प्रकाश अपघटन से उत्पन्न मेथिलीन की प्रतिक्रिया 1,2-डाइमिथाइलसाइक्लोप्रोपेन उत्पाद का एक एकल अप्रतिबिंबी त्रिविम समावयव देती है: सीआईएस से सीआईएस और ट्रांस से ट्रांस, जो साबित करता है कि मेथिलीन एक एकल है।[6] यदि मेथिलीन एक त्रिक था, तो कोई यह अपेक्षा नहीं करेगा कि उत्पाद प्रारंभिक एल्केन ज्यामिति पर निर्भर करेगा, बल्कि प्रत्येक स्थिति में लगभग समान मिश्रण होगा।
किसी विशेष कार्बाइन की प्रतिक्रियाशीलता प्रतिस्थापन समूहों पर निर्भर करती है। उनकी प्रतिक्रियाशीलता धातुओं से प्रभावित हो सकती है। कुछ प्रतिक्रियाएं कार्बाइन कर सकती हैं जैसे सी-एच बांध प्रविष्टि कंकाल पुनर्व्यवस्था, और दोहरे बॉन्ध में संयोजन है। कार्बाइन को नभिकस्नेही, इलेक्ट्रॉनस्नेही या उभयरागी के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि कोई प्रतिस्थापी इलेक्ट्रॉनों की एक युग्म त्याग करने में योग्य है, तो सबसे अधिक उपयुक्त है कि कार्बाइन इलेक्ट्रॉनस्नेही नहीं होगा। एल्काइल कार्बाइन मेथिलीन की तुलना में बहुत अधिक चयनात्मक सम्मिलित होते हैं, जो प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक सीएच बांध के बीच विभेद नहीं करता है।
साइक्लोप्रोपेनेशन
कार्बाइन दोहरे बंधनों में जुड़कर साइक्लोप्रोपेन बनाते हैं। एकल कार्बाइन के लिए एक समेकित युक्ति उपयोगी है। त्रिक कार्बाइन उत्पाद अणु में त्रिविम रसायन को प्रतिधारित नहीं करते हैं। संयोजन प्रतिक्रियाएं सामान्यतः बहुत स्थिर और 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 है। यह अभिकर्मक तांबा, जस्ता और आयोडीन की एक प्रणाली है, जहां सक्रिय अभिकर्मक को आयोडोमेथिलज़िन आयोडाइड माना जाता है। अभिकर्मक को हाइड्रॉक्सी समूहों द्वारा जटिल किया जाता है जैसे कि संयोजन सामान्यतः ऐसे समूह के साथ समन्वयित होता है।
सी-एच 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:
- X-H बंध जहाँ X कार्बन नहीं है
- सी-एच बांध
- सी-सी बांध।
प्रविष्ट एकल चरण में हो भी सकता है और नहीं भी।
अन्तःआणविक प्रविष्टि प्रतिक्रियाएं नए संश्लेषित समाधान प्रस्तुत करते हैं। सामान्यतः, कठोर संरचनाएं इस तरह के प्रविष्टि के अनुमोदन में होती हैं। जब एक अन्तः आणविक प्रविष्टि संभव है, तो कोई अंतर-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।
- File:Carbene intra.svgकार्बाइन अन्तः आणविक प्रतिक्रियाए
- File:Carbene intermolecular insertion.svgकार्बाइन अंतर-आणविक प्रतिक्रियाए
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 डायज़ोमीथेन के संपर्क में लाया जा सकता है।
- [File:Alkylidene carbene.svg|एल्काइलिडीन कार्बाइन
कार्बाइन डिमराइकरण
कार्बाइन और कारबेनॉइड पूर्वगामी एल्केन बनाने के लिए डिमरकरण प्रतिक्रियाओं से गुजर सकते हैं। हालांकि यह प्रायː एक अवांछित अनुमोदन 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।
स्थायी कार्बाइन अपने संबंधित डिमर के साथ संतुलन में सम्मिलित हैं। इसे वान्जलिक संतुलन के रूप में जाना जाता है।
कार्बनिक रसायन में कार्बाइन लिगैंड
कार्बनिक रसायन वर्ग में, सूत्र LnMCRR' वाले धातु सम्मिश्रण को प्रायः कार्बाइन सम्मिश्रण के रूप में वर्णित किया जाता है।[7] 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 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 (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-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।
- कार्बाइन कण, जिसमें कार्बाइन एक विवृत-शेल धातु से बंधा होता है जिसमें कार्बाइन कार्बन एक मौलिक गुण रखता है। कार्बाइन कण में फिशर और श्रॉक कार्बाइन दोनों की विशेषताएं होती हैं, लेकिन सामान्यतः लंबे समय तक रहने वाले प्रतिक्रिया मध्यवर्ती होते हैं।