कार्बामेट

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कार्बामेट्स की रासायनिक संरचना

कार्बनिक रसायन विज्ञान में, कार्बामेट सामान्य रासायनिक सूत्र के साथ कार्बनिक यौगिकों की एक श्रेणी है R2NC(O)OR और रासायनिक संरचना >N−C(=O)−O−, जो कार्बामिक एसिड से औपचारिक रूप से व्युत्पन्न (रसायन विज्ञान) हैं (NH2COOH). शब्द में कार्बनिक यौगिक सम्मिलित हैं (उदाहरण के लिए, एस्टर एथिल कार्बामेट), औपचारिक रूप से एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणुओं को अन्य कार्बनिक कार्यात्मक समूहों द्वारा प्रतिस्थापित करके प्राप्त किया जाता है; साथ ही कार्बामेट आयनों के साथ साल्ट (रसायन विज्ञान)। H2NCOO− (जैसे अमोनियम कार्बामेट)।[1]

पॉलिमर जिनकी इकाइयाँ कार्बामेट समूहों से जुड़ती हैं −NH−C(=O)−O− प्लास्टिक, polyurethane (पॉल्यूरेथाने) का एक महत्वपूर्ण वर्ग है।

गुण

जबकि कार्बामिक एसिड अस्थिर होते हैं, कई कार्बामेट एस्टर या साल्ट (रसायन विज्ञान) स्थिर और प्रसिद्ध हैं।[2]

कार्बोनेट और बाइकार्बोनेट के साथ संतुलन

पानी के घोल में, कार्बामेट आयन धीरे-धीरे अमोनियम के साथ संतुलित हो जाता है NH+
4 धनायन और कार्बोनेट CO2−
3 या बिकारबोनिट HCO−
3 ऋणायन:[3][4][5]

H2NCO−2 + 2 H2O ⇌ NH+4 + HCO−3 + OH−
H2NCO−2 + H2O ⇌ NH+4 + CO2−3

कैल्शियम कार्बामेट पानी में घुलनशील है, जबकि कैल्शियम कार्बोनेट नहीं है। एक अमोनियम कार्बामेट/कार्बोनेट घोल में कैल्शियम साल्ट मिलाने से कुछ कैल्शियम कार्बोनेट तुरंत अवक्षेपित हो जाएगा, और फिर धीरे-धीरे कार्बामेट हाइड्रोलाइज के रूप में और अधिक अवक्षेपित हो जाएगा।[3]

संश्लेषण

कार्बामेट साल्ट

कार्बन डाईऑक्साइड के साथ अमोनिया के उपचार से साल्ट अमोनियम कार्बामेट उत्पन्न होता है:[6]

2 NH3 + CO2 → NH4[H2NCO2]

कार्बामेट एस्टर

कार्बामॉयल क्लोराइड्स के अल्कोहलिसिस के माध्यम से कार्बामेट एस्टर भी उत्पन्न होते हैं:[1]:

R2NC(O)Cl + R'OH → R2NCO2R' + HCl

वैकल्पिक रूप से, कार्बामेट्स को क्लोरोफॉर्मेट्स और अमाइन से बनाया जा सकता है:[7]

R'OC(O)Cl + R2NH → R2NCO2R' + HCl

कर्टियस पुनर्व्यवस्था से कार्बामेट्स का गठन किया जा सकता है, जहां गठित आइसोसाइनेट को शराब के साथ प्रतिक्रिया दी जाती है।[7]:

RCON3 → RNCO + N2
RNCO + R′OH → RNHCO2R′

प्राकृतिक घटना

प्रकृति में कार्बन डाइऑक्साइड कार्बामेट बनाने के लिए तटस्थ अमाइन समूहों के साथ बंध सकता है, इस पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन को कार्बामाइलेशन के रूप में जाना जाता है। यह संशोधन कई महत्वपूर्ण प्रोटीनों पर होने के लिए जाना जाता है; नीचे उदाहरण देखें।[8]

हीमोग्लोबिन

हीमोग्लोबिन के α- और β-श्रृंखला में वेलिन अवशेषों के एन-टर्मिनल अमीनो समूह कार्बामेट्स के रूप में उपलब्ध हैं। वे प्रोटीन को स्थिर करने में मदद करते हैं जब यह डीऑक्सीहेमोग्लोबिन बन जाता है, और प्रोटीन से जुड़े शेष ऑक्सीजन अणुओं की रिहाई की संभावना बढ़ जाती है। इस स्थिरीकरण प्रभाव को बोह्र प्रभाव (कार्बन डाइऑक्साइड के कारण होने वाला एक अप्रत्यक्ष प्रभाव) के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए।[9]

यूरेज़ और फॉस्फोट्रिएस्टरेज़

यूरिया और फॉस्फोट्रिएस्टरेज़ में लाइसिन अवशेषों के ε-एमिनो समूह में भी कार्बामेट होता है। एमिनोइमिडाज़ोल से प्राप्त कार्बामेटआइनोसीन के जैवसंश्लेषण में एक मध्यवर्ती है। कार्बामॉयल फॉस्फेट, कार्बोक्सीफॉस्फेट से उत्पन्न होता है CO2 के बजाय l [10]

CO2 राइबुलोज 1,5-बिस्फोस्फेट कार्बोक्सिलेज

शायद सबसे प्रचलित कार्बामेट वह है जो पौधों द्वारा CO2 को ग्रहण करने में सम्मिलित है। यह प्रक्रिया उनके विकास के लिए आवश्यक है। एंजाइम रिबुलोस 1,5-बिसफॉस्फेट कार्बोक्सीलेस/ऑक्सीजनऐस (RuBisCO) केल्विन चक्र में फॉस्फोग्लाइसेरेट के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड के एक अणु को ठीक करता है। एंजाइम की सक्रिय साइट पर, मैग्नीशियम Mg2+ आयन ग्लुटामिक एसिड और एस्पार्टिक अम्ल अवशेषों के साथ-साथ लाइसिन कार्बामेट से बंधा हुआ है। कार्बामेट तब बनता है जब आयन के पास एक अपरिवर्तित लाइसिन पक्ष श्रृंखला हवा से कार्बन डाइऑक्साइड अणु (सब्सट्रेट कार्बन डाइऑक्साइड अणु नहीं) के साथ प्रतिक्रिया करता है, जो तब इसे चार्ज करता है, और इसलिए, Mg2+ आयन को बांधने में सक्षम होता है। ।[11]

अनुप्रयोग

यूरिया का संश्लेषण

हालांकि सामान्यतः इस तरह से अलग नहीं किया जाता है, अमोनिया और कार्बन डाइऑक्साइड से वस्तु रासायनिक यूरिया के उत्पादन में मध्यवर्ती के रूप में साल्ट अमोनियम कार्बामेट का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जाता है।[1]

पॉलीयूरेथेन प्लास्टिक

Main article: पॉलीयूरेथेन

पॉलीयुरेथेन में उनकी संरचना के हिस्से के रूप में कई कार्बामेट समूह होते हैं। पॉलीयुरेथेन नाम का यूरेथेन इन कार्बामेट समूहों को संदर्भित करता है; यूरेथेन लिंक शब्द वर्णन करता है कि कार्बामेट्स कैसे भाजन करते हैं। इसके विपरीत, सामान्यतः यूरेथेन, एथिल कार्बामेट नामक पदार्थ, न तो पॉलीयुरेथेन का एक घटक है और न ही उनके निर्माण में इसका उपयोग किया जाता है। यूरेथेन सामान्यतः एक आइसोसाइनेट के साथ अल्कोहल (रसायन विज्ञान) की प्रतिक्रिया से बनता है। सामान्यतः गैर-आइसोसायनेट मार्ग द्वारा बनाए गए यूरेथेन को कार्बामेट्स कहा जाता है।

पॉलीयुरेथेन पॉलीमर में गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है और ये व्यावसायिक रूप से फोम, इलास्टोमर्स और ठोस के रूप में उपलब्ध हैं। सामान्यतः , पॉलीयुरेथेन पॉलिमर डायसोसायनेट्स के संयोजन से बनाए जाते हैं, उदा. टोल्यूनि डायसोसायनेट, और डीओल्स, जहां आइसोसायनेट्स के साथ अल्कोहल की प्रतिक्रिया से कार्बामेट समूह बनते हैं:[12]

RN=C=O + R'OH → RNHC(O)OR'

कार्बामेट कीटनाशक

100 पीएक्स।

तथाकथित कार्बामेट कीटनाशकों में कार्बामेट एस्टर कार्यात्मक समूह होता है। इस समूह में एल्डीकार्ब (टेमिक), कार्बोफुरन (फुरदान), कार्बेरिल (सेविन), एथीनोकार्ब, फेनोबुकारब, ऑक्सामिल और मेथोमिल सम्मिलित हैं। ये कीटनाशक एंजाइम एसिटाइलकोलिनेस्टरेज़ को विपरीत रूप से निष्क्रिय करके कीड़ों को मारते हैं[13] (आईआरएसी कार्रवाई की विधी 1ए)।[14]ओर्गनोफॉस्फेट कीटनाशक भी इस एंजाइम को रोकते हैं, हालांकि अपरिवर्तनीय रूप से, और चोलिनर्जिक विषाक्तता के अधिक गंभीर रूप का कारण बनते हैं[15] (समान IRAC MoA 1b)।[14]

फेनोक्सीकार्ब में कार्बामेट समूह होता है लेकिन एसिटाइलकोलिनेस्टरेज़ को निष्क्रिय करने के बजाय कीट वृद्धि नियामक के रूप में कार्य करता है।[16]

कीट विकर्षक इकारिडिन एक प्रतिस्थापित कार्बामेट है।

कार्बामेट तंत्रिका एजेंट

जबकि कार्बामेट एसिटाइलकोलिनेस्टरेज़ इनहिबिटर्स को सामान्यतः कार्बामेट कीटनाशकों के रूप में संदर्भित किया जाता है, क्योंकि स्तनधारी संस्करणों पर कीट एसिटाइलकोलिनेस्टरेज़ एंजाइमों के लिए उनकी उच्च चयनात्मकता के कारण, एल्डीकार्ब और कार्बोफ्यूरान जैसे सबसे शक्तिशाली यौगिक अभी भी कम पर्याप्त सांद्रता पर स्तनधारी एसिटाइलकोलिनेस्टरेज़ एंजाइमों को बाधित करने में सक्षम हैं। मनुष्यों के लिए विषाक्तता का एक महत्वपूर्ण जोखिम पैदा करता है, खासकर जब कृषि अनुप्रयोगों के लिए बड़ी मात्रा में उपयोग किया जाता है। अन्य कार्बामेट आधारित एसिटाइलकोलिनेस्टरेज़ अवरोधकों को मनुष्यों के लिए और भी अधिक विषाक्तता के साथ जाना जाता है, और कुछ जैसे T-1123 और EA-3990 की तंत्रिका एजेंटों के रूप में संभावित सैन्य उपयोग के लिए जांच की गई थी। हालांकि, चूंकि इस प्रकार के सभी यौगिकों में एक स्थायी सकारात्मक चार्ज के साथ एक चतुर्धातुक अमोनियम धनायन होता है, उनके पास खराब रक्त-मस्तिष्क बाधा पैठ होती है, और केवल क्रिस्टलीय लवण या जलीय घोल के रूप में भी स्थिर होते हैं, और इसलिए शस्त्रीकरण के लिए इसका गुण उपयुक्त नहीं माना जाता थाl[17][18]

संरक्षक और सौंदर्य प्रसाधन

आयोडोप्रोपिनिल ब्यूटाइलकार्बामेट एक लकड़ी और पेंट परिरक्षक है और यह सौंदर्य प्रसाधनों में उपयोग किया जाता है।[19]

रासायनिक अनुसंधान

कुछ सबसे आम अमाइन प्रोटेक्टिंग ग्रुप, जैसे कि टर्ट-ब्यूटिलोक्सीकार्बोनिल प्रोटेक्टिंग ग्रुप, फ्लोरीनाइलमिथाइलऑक्साइकार्बोनिल रक्षा समूह, कार्बोक्सीबेंज़िल और वस्तु-विनिमय कार्बामेट्स हैं।

चिकित्सा

एथिल कार्बामेट

यूरेथेन (एथिल कार्बामेट) एक बार संयुक्त राज्य अमेरिका में कीमोथेरपी एजेंट के रूप में और अन्य औषधीय प्रयोजनों के लिए व्यावसायिक रूप से उत्पादित किया गया था। यह विषाक्त और काफी हद तक अप्रभावी पाया गया।[20] यह कभी-कभी पशु चिकित्सा दवा के रूप में प्रयोग किया जाता है।

कार्बामेट ड्रग्स

इसके अलावा, कुछ कार्बामेट्स का उपयोग मानव फार्माकोथेरेपी में किया जाता है, उदाहरण के लिए, एसिटाइलकोलिनेस्टरेज़ अवरोधक नेओस्टिगमाइन और रिवास्टिग्माइन, जिनकी रासायनिक संरचना प्राकृतिक क्षाराभ फिजियोस्टिग्माइन पर आधारित है। अन्य उदाहरण हैं मेप्रोबामेट और इसके डेरिवेटिव जैसे कारिसोप्रोडोल, फेलबामेट, मबूटामेट, फेनप्रोबामेट, और आपको पता है, बेंजोडायजेपाइन के उदय से पहले 1960 के दशक में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली चिंताजनक और मांसपेशियों को आराम देने वाली दवाओं का एक वर्ग, और कुछ मामलों में आजकल भी उपयोग किया जाता है। कार्बाकोल मुख्य रूप से विभिन्न नेत्र प्रयोजनों के लिए प्रयोग किया जाता है।[21]

एचआईवी उपचार के लिए प्रोटीज अवरोधक (फार्माकोलॉजी) दारुणवीर में कार्बामेट कार्यात्मक समूह भी सम्मिलित है।[22]एफेड्रोक्सेन उस सांचे में भी फिट बैठता है जो इस समूह से है।

विषाक्तता

मानव एसिटाइलकोलिनेस्टरेज़ को बाधित करने के अलावा[23] (हालांकि कीट एंजाइम की तुलना में कुछ हद तक), कार्बामेट कीटनाशक मानव मेलाटोनिन रिसेप्टर्स को भी लक्षित करते हैं।[24] कार्बामेट्स के मानव स्वास्थ्य प्रभावों को ज्ञात अंतःस्रावी विघटनकारी यौगिकों की सूची में अच्छी तरह से प्रलेखित किया गया है।[25] कार्बामेट एक्सपोजर के नैदानिक ​​प्रभाव विभिन्न प्रकार के कारकों के आधार पर थोड़ा जहरीले से अत्यधिक जहरीले तक भिन्न हो सकते हैं, जैसे कि खुराक और इंजेक्शन और इनहेलेशन के संपर्क के मार्ग जिसके परिणामस्वरूप सबसे तेज़ नैदानिक ​​​​प्रभाव होते हैं।[25]कार्बामेट नशा के ये नैदानिक ​​​​अभिव्यक्तियाँ मस्कैरेनिक संकेत, निकोटिनिक संकेत और दुर्लभ मामलों में केंद्रीय तंत्रिका तंत्र संकेत हैं।[25]

सल्फर के अनुरूप

कार्बामेट (1), ROC(=O)NR2 में दो ऑक्सीजन परमाणु होते हैं, और उनमें से एक या दोनों को वैचारिक रूप से गंधक द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। सल्फर द्वारा प्रतिस्थापित केवल एक ऑक्सीजन वाले कार्बामेट्स के संरचनात्मक एनालॉग को थायोकार्बामेट्स (2 और 3) कहा जाता है। सल्फर द्वारा प्रतिस्थापित दोनों ऑक्सीजन वाले कार्बामेट्स को डाइथियोकार्बामेट्स (4), RSC(=S)NR2 कहा जाता है.

थियोकार्बामेट के दो अलग-अलग संरचनात्मक आइसोमर प्रकार हैं:

  • O-थियोकार्बामेट्स ('2'), ROC(=S)NR2, जहां कार्बोनिल समूह (C=O) को थियोकार्बोनिल समूह (C=S) से बदल दिया जाता है
  • S-थियोकार्बामेट्स ('3'), RSC(=O)NR2, जहां R-O- समूह को R-S- समूह से बदल दिया जाता हैl

O-थियोकार्बामेट्स S-थियोकार्बामेट्स के लिए समावयवीकरण कर सकते हैं, उदाहरण के लिए न्यूमैन-क्वार्ट पुनर्व्यवस्था में।Carbamates-thiocarbamates-dithiocarbamates-general-2D.png

यह भी देखें

संदर्भ

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