Coordination cage
সমন্বয় খাঁচাগুলি দ্রবণে ত্রিমাত্রিক ক্রমযুক্ত কাঠামো যা পোষক-অতিথি রসায়নে পোষক হিসাবে কাজ করে। এগুলি জৈব-ধাতব অগ্রদূত থেকে দ্রবণে স্ব-একত্রিত হয় এবং প্রায়শই সমযোজী বন্ধনের পরিবর্তে কেবল অ-সমযোজী মিথস্ক্রিয়ার উপর নির্ভর করে। সমন্বিত বন্ধনগুলি তাদের বহুমুখী জ্যামিতির কারণে এই ধরনের সুপ্রামোলিকুলার স্ব-সমাবেশে কার্যকর। যাইহোক, স্থানাঙ্ক বন্ধনকে অ-সমযোজী বলা নিয়ে বিতর্ক রয়েছে, কারণ এগুলি সাধারণত শক্তিশালী বন্ধন এবং সমযোজী বৈশিষ্ট্যযুক্ত। একটি সমন্বয় খাঁচার সংমিশ্রণ এবং একটি অতিথি হল এক ধরনের অন্তর্ভুক্তি যৌগ। সমন্বয় কমপ্লেক্সগুলি সংশ্লেষণের জন্য এবং আকর্ষণীয় মধ্যবর্তীগুলিকে পৃথক করার জন্য "ন্যানো-ল্যাবরেটরি" হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। সমন্বয় খাঁচার ভিতরে অতিথিদের অন্তর্ভুক্তি কমপ্লেক্সগুলি কৌতূহলোদ্দীপক রসায়নও দেখায়; প্রায়শই, অতিথিদের উপর নির্ভর করে খাঁচার বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তিত হয়। সমন্বয় কমপ্লেক্সগুলি আণবিক পরিবেষ্টনী, তাই এগুলি ক্ল্যাথ্রেট এবং ধাতব-জৈব কাঠামো থেকে আলাদা। ইতিহাস রসায়নবিদরা দীর্ঘকাল ধরে প্রকৃতির রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলি অনুকরণ করতে আগ্রহী। সমন্বয় খাঁচাগুলি দ্রুত একটি উত্তপ্ত বিষয় হয়ে ওঠে কারণ এগুলি স্ব-সমাবেশ দ্বারা তৈরি করা যেতে পারে, যা প্রকৃতির রসায়নের একটি সরঞ্জাম। 1985 সালে ডোনাল্ড ক্র্যাম একটি অতিথিকে অন্তর্ভুক্ত করতে সক্ষম একটি বদ্ধ-পৃষ্ঠ অণুর ধারণাটি বর্ণনা করেছিলেন। প্রাথমিক খাঁচাগুলি নিচ থেকে সংশ্লেষিত করা হয়েছিল। মাকোতো ফুজিটা স্ব-একত্রিত খাঁচাগুলির প্রবর্তন করেছিলেন, যা প্রস্তুত করতে কম ক্লান্তিকর। এই খাঁচাগুলি পলিপোডাল লিগ্যান্ড ব্যবহার করে বর্গাকার সমতলীয় কমপ্লেক্সগুলির ঘনীভবন থেকে উদ্ভূত হয়। সমাবেশের পদ্ধতি সমন্বয় খাঁচার তৈরি করার জন্য পাঁচটি প্রধান পদ্ধতি রয়েছে। দিকনির্দেশক বন্ধনে, যাকে প্রান্ত-নির্দেশিত স্ব-সমাবেশও বলা হয়, পলিহেড্রা লিগ্যান্ডের ধাতব অগ্রদূতের স্টোইকিওমেট্রিক অনুপাত ব্যবহার করে ডিজাইন করা হয়। প্রতিসাম্য মিথস্ক্রিয়া পদ্ধতিতে বহুশাখাযুক্ত চিলেটিং লিগ্যান্ডগুলির সাথে নগ্ন ধাতব আয়নগুলির সংমিশ্রণ জড়িত। এর ফলে অত্যন্ত প্রতিসম খাঁচাগুলি তৈরি হয়। আণবিক প্যানেলিং পদ্ধতি, যাকে মুখ-নির্দেশিত পদ্ধতিও বলা হয়, ফুজিতা দ্বারা বিকশিত পদ্ধতি ছিল। এখানে, অনমনীয় লিগ্যান্ডগুলি 'প্যানেল' হিসাবে কাজ করে এবং সমন্বয় কমপ্লেক্সগুলি তাদের সাথে একত্রিত হয়ে আকৃতি তৈরি করে। বাম দিকের চিত্রে, হলুদ ত্রিভুজগুলি প্যানেল লিগ্যান্ডগুলির প্রতিনিধিত্ব করে এবং নীল বিন্দুগুলি ধাতব কমপ্লেক্স। জটিলতার লিগ্যান্ডগুলি নিজেই চূড়ান্ত জ্যামিতি প্রয়োগ করতে সহায়তা করে। দুর্বল সংযোগ পদ্ধতিতে, একটি হেমিলাবাইল লিগ্যান্ড ব্যবহার করা হয়ঃ একটি দুর্বল ধাতু-হেটেরোআটম বন্ধন হল 'দুর্বল সংযোগ'। কমপ্লেক্সগুলির গঠন স্পেসার এবং লিগ্যান্ডগুলির মধ্যে অনুকূল π-π মিথস্ক্রিয়া এবং সেইসাথে ধাতুর চিলেশন দ্বারা চালিত হয়। সমাবেশে ব্যবহৃত ধাতুগুলি খাঁচার কাঠামোর সাথে আপস না করে চূড়ান্ত কাঠামোতে আরও সম্পাদন করার জন্য অবশ্যই উপলব্ধ থাকতে হবে। প্রাথমিক কাঠামোকে 'ঘনীভূত' হিসাবে উল্লেখ করা হয়। ঘনীভূত কাঠামোতে, দুর্বল এম-এক্স বন্ধনকে উচ্চতর বাঁধাই সম্পর্কিত একটি আনুষঙ্গিক লিগ্যান্ড প্রবর্তনের মাধ্যমে নির্বাচিতভাবে প্রতিস্থাপন করা যেতে পারে, যা একটি খোলা খাঁচার কাঠামোর দিকে পরিচালিত করে। ডানদিকের চিত্রে, এম হল ধাতু, কমলা উপবৃত্তগুলি লিগ্যান্ড এবং এ হল আনুষঙ্গিক লিগ্যান্ড। ডাইমেটালিক বিল্ডিং ব্লক পদ্ধতির জন্য দুটি টুকরো প্রয়োজনঃ ধাতব ডাইমার এবং এর নন-লিঙ্কিং লিগ্যান্ড এবং লিঙ্কিং লিগ্যান্ড। নন-লিঙ্কিং লিগ্যান্ডগুলি তুলনামূলকভাবে নন-লেবাইল হতে হবে, এবং খুব ভারী নয়; উদাহরণস্বরূপ, এমিডিনেটগুলি ভাল কাজ করে। সংযোগকারী লিগ্যান্ডগুলি হয় নিরক্ষীয় বা অক্ষীয়ঃ নিরক্ষীয় লিগ্যান্ডগুলি ছোট পলিকার্বক্সিলাটো অ্যানায়ন এবং অক্ষীয় সংযোগকারীগুলি সাধারণত অনমনীয় সুগন্ধযুক্ত কাঠামো। আকাঙ্ক্ষিত খাঁচার কাঠামোর উপর নির্ভর করে অক্ষীয় এবং নিরক্ষীয় লিগ্যান্ডগুলি আলাদাভাবে বা সংমিশ্রণে ব্যবহার করা যেতে পারে। শ্রেণীবিভাগ সমন্বয় খাঁচার অনেক প্রকার রয়েছে। সাধারণভাবে, সমন্বয় খাঁচাগুলি হয় সমস্থানিক বা ভিন্নস্থানিক। অর্থাৎ, তারা এক ধরনের লিগ্যান্ড বা একাধিক ধরনের থেকে একত্রিত হয়। সাধারণ সমন্বয় খাঁচাগুলি প্রায়শই একটি এমএক্সএলওয়াই সূত্র সহ সমন্বয় কমপ্লেক্স হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। হেটেরোলেপটিক কমপ্লেক্সগুলি সাধারণত আরও জটিল জ্যামিতি গঠন করে, যেমনটি নিম্নলিখিত খাঁচাগুলির সাথে চিত্রিত করা হয়েছেঃ [এম16 (এলপি-পিএইচ) 24] 32 + এবং [এম12 (এমইউ-এলপি-পিএইচ) 12 (এমইউ3-এলএমএস) 4] (বিএফ4) 24। পূর্ববর্তী খাঁচাটি ধাতু (এম) এবং লিগ্যান্ড (এল) এর 2ঃ3 অনুপাত থেকে একত্রিত করা হয়, যেখানে ধাতুটি তামা, দস্তা বা ক্যাডমিয়াম হতে পারে। এই খাঁচাটি সমস্থানিক এবং একটি হেক্সাডেক্যান নিউক্লিয়ার কাঠামোতে একত্রিত হয়। দ্বিতীয় খাঁচাটি এম. বি. এফ 4, লিগ্যান্ড এল. পি-পি এবং লিগ্যান্ড এল. এম. ই-এর 4:1:4 অনুপাত থেকে একত্রিত হয়। এই খাঁচাটি হেটেরোলেপটিক এবং একটি ডোডেক্যান্যুক্লিয়ার কিউবোক্টোহেড্রাল কাঠামোতে একত্রিত হয়। এই আকৃতির ত্রিভুজাকার মুখগুলির মধ্যে চারটি এলমেস দ্বারা অধিকৃত, যা একটি ত্রিপল সেতুবন্ধন লিগ্যান্ড হিসাবে কাজ করে। বাকি বারোটি প্রান্ত লিগ্যান্ড, এলপি-পিএইচ দিয়ে বিস্তৃত। লিগ্যান্ডগুলি সমন্বয় খাঁচাগুলির বিল্ডিং ব্লক এবং লিগ্যান্ডগুলির পছন্দ এবং অনুপাত চূড়ান্ত কাঠামো নির্ধারণ করে। তাদের অত্যন্ত প্রতিসম প্রকৃতির কারণে, সমন্বয় খাঁচাগুলি প্রায়শই তাদের জ্যামিতি দ্বারা উল্লেখ করা হয়। উচ্চ-প্রতিসাম্য খাঁচাগুলির জ্যামিতি প্রায়শই প্লেটোনিক বা আর্কিমিডিয়ান কঠিন পদার্থের হয়; কখনও কখনও খাঁচাগুলিকে তাদের জ্যামিতি দ্বারা আকস্মিকভাবে উল্লেখ করা হয়। সমন্বয়ের খাঁচাগুলির নামযুক্ত বিভাগগুলির মধ্যে, ক্যাভিট্যান্ড খাঁচাগুলি এবং মেটালোপ্রিজমগুলি আরও সাধারণ। ক্যাভিট্যান্ড খাঁচাগুলি ক্যাভিট্যান্ড নামক বাটি-আকৃতির জৈব অণুগুলিকে সংযুক্ত করে গঠিত হয়। দুটি "বাটি" অর্গানোমেটালিক কমপ্লেক্সের সঙ্গে যুক্ত। একটি ক্যাভিট্যান্ড খাঁচাকে দক্ষতার সাথে স্ব-একত্রিত করার জন্য, নিম্নলিখিত প্রয়োজনীয়তাগুলি অবশ্যই পূরণ করতে হবেঃ ক্যাভিট্যান্ড স্ক্যাফোল্ডটি অবশ্যই অনমনীয় হতে হবে, আগত ধাতব কমপ্লেক্সটি অবশ্যই সিস জ্যামিতি আরোপ করতে হবে এবং কাঠামোর মধ্যে পর্যাপ্ত পূর্বনির্ধারণ থাকতে হবে যাতে খাঁচো তৈরি করার জন্য এনট্রপিক বাধা অতিক্রম করা যায়। ক্যাভিট্যান্ড খাঁচাগুলি একত্রিত করতে ব্যবহৃত জটিলগুলি একটি η2 লিগ্যান্ড সহ বর্গাকার সমতলীয়; এটি চূড়ান্ত জ্যামিতি প্রয়োগ করতে সহায়তা করে। সিস জ্যামিতি ছাড়া, শুধুমাত্র ছোট অলিগোমার তৈরি হবে। স্ব-সমাবেশের জন্য একটি লিগ্যান্ড বিনিময়ও প্রয়োজন; দুর্বলভাবে আবদ্ধ আয়ন যেমন বিএফ 4-এবং পিএফ 6-সমাবেশকে উৎসাহিত করে কারণ তারা কমপ্লেক্সটি ছেড়ে যায় যাতে এটি বাকি কাঠামোর নাইট্রিলগুলির সাথে আবদ্ধ হতে পারে। মেটালোপ্রিজম হল আরেকটি সাধারণ ধরনের সমন্বয় খাঁচা। এগুলি কলামের মতো লিগ্যান্ডগুলির সাথে সংযুক্ত প্ল্যানার মডিউল থেকে একত্রিত করা যেতে পারে। একটি দৃষ্টান্তমূলক সংশ্লেষণ শুরু হয় [(η6-p-সিমিন) 6Ru6 (μ3-tpt-κN) 2 (μ-C6HRO4-κO) 3] 6 + দিয়ে 2,4,6-tri (পাইরিডিন-4-yl)-1,3,5-ট্রায়াজিন (tpt)-এর সংযোগকারী ব্যবহার করে। বিভিন্ন অতিথি অণু মেটালাপ্রিসমের হাইড্রোফোবিক গহ্বরে আবদ্ধ করা হয়েছে। অতিথিদের কয়েকটি উদাহরণ হল বায়োকঞ্জুগেট ডেরিভেটিভস, মেটাল কমপ্লেক্স এবং নাইট্রোঅ্যারোমেটিকস। কেপ্লেরেটস কেপ্লেরেটস হল এমন খাঁচাগুলি যা A4X3 স্টোইকিওমেট্রি সহ এজ-ট্রানজিস্টিভ (Cu2) এমওএফ-এর অনুরূপ। প্রকৃতপক্ষে, এগুলিকে ধাতব-জৈব পলিহেড্রা হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। এই খাঁচাগুলি পূর্বে আলোচিত প্রকারগুলির থেকে বেশ আলাদা কারণ এগুলি অনেক বড় এবং এতে অনেকগুলি গহ্বর রয়েছে। লক্ষ্য অতিথি অণুগুলি আরও বড় এবং জটিল হয়ে উঠছে বলে বড় ব্যাসের জটিলগুলি কাম্য হতে পারে। এই খাঁচাগুলিতে পেঁয়াজের মতো একাধিক খোসা থাকে। ডাইনিউক্লিয়ার (কিউ2) অ্যাসিটেট প্রজাতির মতো সেকেন্ডারি বিল্ডিং ইউনিটগুলি বিল্ডিং ব্লক হিসাবে ব্যবহৃত হয়। উপরের খাঁচায়, বাইরের খোলটি একটি কিউবোক্টোহেড্রন; এর কাঠামো এম-বি. টি. ই. বি লিগ্যান্ড থেকে দুটি সংলগ্ন বেনজোয়েট মোয়েটি থেকে আসে। তৃতীয় বেনজোয়েটটি ভিতরের খোলের সাথে সংযুক্ত থাকে। অভ্যন্তরীণ গোলকের {Cu2} এককগুলি বিভিন্ন ভিন্ন দিকে অভিযোজিত হয়। অভ্যন্তরীণ গোলকের লেবিল কমপ্লেক্সগুলি ন্যানোমিটার স্কেলে বড় লক্ষ্য অতিথিদের বাঁধতে দেয়। এখনও দ্রবণীয় এই আকারের একটি কমপ্লেক্স তৈরি করা একটি চ্যালেঞ্জ। ইন্টারঅ্যাকশন কোঅর্ডিনেশন কেজগুলি অতিথি-অতিথি এবং হোস্ট-অতিথি মিথস্ক্রিয়া এবং প্রতিক্রিয়া অধ্যয়ন করতে ব্যবহৃত হয়। কিছু কিছু ক্ষেত্রে, প্ল্যানার সুগন্ধযুক্ত অণুগুলি মেটালোপ্রিজমের ভিতরে জমা হয়, যা ইউভি-দৃশ্যমান স্পেকট্রোস্কোপি দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে। ধাতব-ধাতব মিথস্ক্রিয়াও লক্ষ্য করা যায়। মিশ্র ভ্যালেন্স প্রজাতিগুলিও সমন্বয় খাঁচার ভিতরে আটকা পড়েছে। তথ্যসূত্র সমন্বয় রসায়ন সুপ্রামোলিকুলার রসায়ন