Möbius aromaticity
জৈব রসায়নে, মোবিয়াস সুগন্ধিতা হল একটি বিশেষ ধরনের সুগন্ধিতা যা বেশ কয়েকটি জৈব অণুতে বিদ্যমান বলে মনে করা হয়। আণবিক অরবিটাল তত্ত্বের পরিপ্রেক্ষিতে এই যৌগগুলির মধ্যে আণবিক অরবিটালের একটি মনোসাইক্লিক অ্যারে রয়েছে যেখানে একটি বিজোড় সংখ্যক আউট-অফ-ফেজ ওভারল্যাপ রয়েছে, যা হ্যাকেল সিস্টেমের সুগন্ধযুক্ত চরিত্রের তুলনায় বিপরীত প্যাটার্ন। অরবিটালের নোডাল প্লেন, একটি ফিতা হিসাবে দেখা হয়, একটি সিলিন্ডারের পরিবর্তে একটি মোবিয়াস স্ট্রিপ, তাই নামটি। কক্ষীয় শক্তির প্যাটার্ন একটি ঘূর্ণিত তুষার বৃত্ত দ্বারা দেওয়া হয় (একটি শীর্ষের পরিবর্তে নীচে বহুভুজের প্রান্ত সহ), তাই 4n ইলেকট্রন সহ সিস্টেমগুলি সুগন্ধযুক্ত, যেখানে 4n + 2 ইলেকট্রন সহ সিস্টেমগুলি অ্যান্টি-অ্যারোমেটিক/অ-অ্যারোমেটিক। একটি মোবিয়াস সুগন্ধি ব্যবস্থার কক্ষপথের ক্রমবর্ধমান বাঁকানো প্রকৃতির কারণে, স্থিতিশীল মোবিয়াস সুগন্ধি অণুতে কমপক্ষে 8টি ইলেকট্রন থাকতে হবে, যদিও 4টি ইলেক্ট্রন মোবিয়াস সুগন্ধি রূপান্তর অবস্থা পেরিসাইক্লিক প্রতিক্রিয়াগুলির জন্য দেওয়ার-জিমারম্যান কাঠামোর প্রসঙ্গে সুপরিচিত। 1964 সালে এডগার হেইলব্রোনার হাকেল পদ্ধতির প্রয়োগের মাধ্যমে মোবিয়াস আণবিক ব্যবস্থা বিবেচনা করেছিলেন, তবে 2003 সাল পর্যন্ত রেইনার হার্জেস গোষ্ঠী দ্বারা এই ধরনের প্রথম বিচ্ছিন্ন যৌগ সংশ্লেষিত হয়নি। যাইহোক, ক্ষণস্থায়ী ট্রান্স-সি9এইচ9 + ক্যাটায়ন, যার একটি গঠন ডানদিকে দেখানো হয়েছে, 1998 সালে গণনামূলক এবং পরীক্ষামূলক প্রমাণের উপর ভিত্তি করে একটি মোবিয়াস সুগন্ধযুক্ত প্রতিক্রিয়াশীল মধ্যবর্তী হিসাবে প্রস্তাব করা হয়েছিল। হ্যাকেল-মোবিয়াস সুগন্ধি হার্জেস যৌগটি (নীচের ছবিতে 6টি) সাইক্লোঅক্ট্যাটেট্রাইনের বিকল্প হিসাবে টেট্রাডিহাইড্রোডিয়ানথ্রাসিন 1 এবং ল্যাডারেন সিন-ট্রাইসাইক্লোঅক্ট্যাডাইন 2 থেকে বেশ কয়েকটি ফটোকেমিক্যাল সাইক্লোঅ্যাডিশন বিক্রিয়ায় সংশ্লেষিত হয়েছিল। মধ্যবর্তী 5 ছিল 2টি আইসোমারের মিশ্রণ এবং চূড়ান্ত পণ্য 6 ছিল বিভিন্ন সিস এবং ট্রান্স কনফিগারেশন সহ 5টি আইসোমারের মিশ্রণ। এর মধ্যে একটিতে মোবিয়াস অ্যারোমেটিকের সাথে সম্পর্কিত একটি সি2 আণবিক প্রতিসাম্য পাওয়া গেছে এবং অন্য একটি হকেল আইসোমার সিএস প্রতিসাম্য সহ পাওয়া গেছে। পাই সিস্টেমে 16টি ইলেকট্রন থাকা সত্ত্বেও (এটি একটি 4n অ্যান্টি-অ্যারোমাটিক যৌগ) হেইলব্রোনারের ভবিষ্যদ্বাণীটি বহন করা হয়েছিল কারণ হার্জেস অনুসারে মোবিয়াস যৌগের সুগন্ধযুক্ত বৈশিষ্ট্য পাওয়া গেছে। এক্স-রে স্ফটিকবিদ্যা থেকে বন্ডের দৈর্ঘ্য নির্ণয় করা হলে (শুধুমাত্র পলিন অংশের জন্য) 0.50 এবং সমগ্র যৌগের জন্য 0.35 এর একটি হোমা মান পাওয়া যায় যা এটিকে একটি মাঝারি সুগন্ধ হিসাবে যোগ্য করে তোলে। হেনরি রেজেপা উল্লেখ করেছিলেন যে মধ্যবর্তী 5 থেকে 6 এর রূপান্তর একটি হাকেল বা মোবিয়াস ট্রানজিশন অবস্থা দ্বারা এগিয়ে যেতে পারে। পার্থক্যটি সাইক্লোডেকাহেক্সেইনের একটি অনুমানমূলক পেরিসাইক্লিক রিং খোলার প্রতিক্রিয়ায় প্রদর্শিত হয়েছিল। হাকেল টিএস (বামে)-এ 6টি ইলেকট্রন (লাল রঙে চাপ দেওয়া তীর) থাকে এবং প্রতিক্রিয়া জুড়ে সিএস আণবিক প্রতিসাম্য সংরক্ষিত থাকে। রিংয়ের খোলার অংশটি ঘূর্ণায়মান এবং সুপারফেসিয়াল এবং বন্ড দৈর্ঘ্যের পরিবর্তন এবং এন. আই. সি. এস মান উভয়ই নির্দেশ করে যে 6 সদস্যের রিংটি সুগন্ধযুক্ত। অন্যদিকে 8টি ইলেকট্রন সহ মোবিয়াস টিএস-এর কম গণনাকৃত সক্রিয়করণ শক্তি রয়েছে এবং এটি সি2 প্রতিসাম্য, একটি ঘূর্ণনশীল এবং অ্যান্টারাফেসিয়াল রিং খোলার এবং 8-সদস্যের রিং সুগন্ধ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। আরেকটি আকর্ষণীয় ব্যবস্থা হল পল বনাম আর শ্লেয়ার এবং অন্যান্যদের দ্বারা 30 বছরেরও বেশি সময় ধরে অন্বেষণ করা সাইক্লোনাটেট্রানিল ক্যাটায়ন। এই প্রতিক্রিয়াশীল মধ্যবর্তীটি বাইসাইক্লিক ক্লোরাইড 9-ডিউটেরো-9 '-ক্লোরোবাইসাইক্লো [6.1.0]-নোনাট্রিইন 1-এর ইনডেন ডাইহাইড্রোইনডেনোল 4-এর সলভোলাইসিসের মধ্যে নিহিত। প্রারম্ভিক ক্লোরাইড শুধুমাত্র একটি অবস্থানে ডিউটারেট করা হয় কিন্তু চূড়ান্ত উৎপাদনে ডিউটেরিয়াম প্রতিটি উপলব্ধ অবস্থানে বিতরণ করা হয়। এই পর্যবেক্ষণটি একটি বাঁকানো 8-ইলেকট্রন সাইক্লোনাটেট্রানাইল ক্যাটায়ন 2 আহ্বান করে ব্যাখ্যা করা হয়েছে যার জন্য-13.4 (আউটস্মার্টিং বেনজিন) এর একটি এনআইসিএস মান গণনা করা হয়। তবে আরও সাম্প্রতিক এক গবেষণায় দেখা গেছে যে, ট্রান্স-সি9এইচ9 +-এর স্থায়িত্ব হাকেল টপোলজি আইসোমারের তুলনায় শক্তির দিক থেকে খুব বেশি আলাদা নয়। একই গবেষণায় পরামর্শ দেওয়া হয়েছে যে [13] অ্যানুলেনিল ক্যাটায়নের জন্য, মোবিয়াস টপোলজি পেন্টা-ট্রান্স-সি 13 এইচ 13 + একটি বিশ্বব্যাপী সর্বনিম্ন শক্তি এবং ভবিষ্যদ্বাণী করে যে এটি সরাসরি পর্যবেক্ষণযোগ্য হতে পারে। 2005 সালে একই পি. ভি. আর. শ্লেয়ার 2003 সালের হার্জেস-এর দাবি নিয়ে প্রশ্ন তোলেনঃ তিনি একই স্ফটিক সংক্রান্ত তথ্য বিশ্লেষণ করেন এবং এই সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে প্রকৃতপক্ষে বন্ড দৈর্ঘ্যের পরিবর্তনের একটি বড় মাত্রা ছিল যার ফলে-0.02-এর একটি হোমা মান ছিল,-3.4 পিপিএম-এর একটি গণনাকৃত এনআইসিএস মানও সুগমতার দিকে নির্দেশ করে না এবং (একটি কম্পিউটার মডেল থেকেও অনুমান করা হয়) স্টেরিক স্ট্রেন কার্যকর পাই-অরবিটাল ওভারল্যাপ প্রতিরোধ করবে। 28 পাই-ইলেক্ট্রন পর্ফিরিন পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে একটি হাকেল-মোবিয়াস অ্যারোমেটিসিটি সুইচ (2007) বর্ণনা করা হয়েছেঃ এই অণুর ফেনিলিন বলয়গুলি প্রায় সমান শক্তির হকেল ডাবল-টুইস্ট (একটি চিত্র-আট বিন্যাস) সহ একটি মোবিয়াস অর্ধ-টুইস্ট এবং অন্যটি সহ কনফর্মারগুলির একটি সেট গঠন করে ঘোরাতে মুক্ত। 2014 সালে, ঝু এবং জিয়া (শ্লেয়ারের সহায়তায়) একটি প্ল্যানার মোবিয়াস সিস্টেম সংশ্লেষিত করেছিলেন যা একটি অসমিয়াম পরমাণুর সাথে সংযুক্ত দুটি পেন্টিন বলয় নিয়ে গঠিত। তারা উৎপন্ন পদার্থ গঠন করে যেখানে ওসিয়ামের 16 এবং 18টি ইলেকট্রন ছিল এবং নির্ধারণ করে যে ধাতুর ইলেক্ট্রন গণনার চেয়ে অণুর স্থিতিশীলতার জন্য ক্রেইগ-মোবিয়াস সুগন্ধি বেশি গুরুত্বপূর্ণ। রূপান্তর অবস্থা মোবিয়াস সুগন্ধি স্থল অবস্থার আণবিক ব্যবস্থার বিরলতার বিপরীতে, পেরিসাইক্লিক রূপান্তর অবস্থার অনেক উদাহরণ রয়েছে যা মোবিয়াস সুগন্ধিতা প্রদর্শন করে। মোবিয়াস বা হাকেল টপোলজি হিসাবে একটি পেরিসাইক্লিক ট্রানজিশন অবস্থার শ্রেণিবিন্যাস নির্ধারণ করে যে ট্রানজিশন অবস্থাকে সুগন্ধযুক্ত বা অ্যান্টিরোমেটিক করার জন্য 4N বা 4N + 2 ইলেকট্রনের প্রয়োজন হয় কিনা এবং তাই যথাক্রমে অনুমোদিত বা নিষিদ্ধ। হাকেল এমও তত্ত্ব থেকে প্রাপ্ত শক্তি স্তরের চিত্রের উপর ভিত্তি করে, (4এন + 2)-ইলেক্ট্রন হাকেল এবং (4এন)-ইলেক্ট্রন মোবিয়াস রূপান্তর অবস্থা সুগন্ধযুক্ত এবং অনুমোদিত, যেখানে (4এন + 2)-ইলেক্ট্রন মোবিয়াস এবং (4এন)-ইলেক্ট্রন হকেল রূপান্তর অবস্থা অ্যান্টিরোমেটিক এবং নিষিদ্ধ। এটি মোবিয়াস-হাকেল ধারণার মূল ভিত্তি। মোবিয়াস টপোলজির জন্য হাকেল এমও তত্ত্বের শক্তির মাত্রা উপরের চিত্র থেকে, এটিও দেখা যায় যে দুটি ধারাবাহিক এ. ও-এর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া কক্ষপথের মধ্যে ক্রমবর্ধমান মোচড় দ্বারা হ্রাস পায়, যেখানে সাধারণ হাকেল সিস্টেমের তুলনায় ধারাবাহিক কক্ষপথের মধ্যে মোচড়ের কোণ। এই কারণে অনুরণন অবিচ্ছেদ্য দ্বারা দেওয়া হয়, যেখানে স্ট্যান্ডার্ড হাকেল অনুরণন অবিচ্ছেদ্য মান (সম্পূর্ণ সমান্তরাল অরবিটাল সহ)। তা সত্ত্বেও, সমস্ত পথ ঘুরে দেখার পরে, Nth এবং 1ম অরবিটালগুলি প্রায় সম্পূর্ণরূপে পর্যায়ের বাইরে চলে গেছে। (যদি নবম কক্ষপথের পরেও বাঁকানো চলতে থাকে, তবে প্রথম কক্ষপথের তুলনায় প্রথম কক্ষপথটি ঠিক পর্যায়-বিপরীত হবে)। এই কারণে, হাকেল ম্যাট্রিক্সে কার্বন এবং এর মধ্যে অনুরণন অবিচ্ছেদ্য। সাধারণ কার্বন মোবিয়াস পদ্ধতির জন্য, হ্যামিল্টনিয়ান ম্যাট্রিক্সটি হলঃ এই ম্যাট্রিক্সের আইগেনভ্যালু এখন পাওয়া যায়, যা মোবিয়াস সিস্টেমের শক্তির স্তরের সাথে মিলে যায়। যেহেতু এটি একটি ম্যাট্রিক্স, তাই আমাদের আইগেনভ্যালু এবং এম. ও থাকবে। পরিবর্তনশীলকে সংজ্ঞায়িত করে, আমাদের আছেঃ এই সমীকরণের অ-তুচ্ছ সমাধান খুঁজে বের করার জন্য, আমরা এই ম্যাট্রিক্সের নির্ধারককে শূন্য নির্ধারণ করি। অতএব, আমরা মোবিয়াস টপোলজি সহ একটি চক্রাকার সিস্টেমের জন্য শক্তির মাত্রা খুঁজে পাই। এর বিপরীতে, হ্যাকেল টপোলজি সহ একটি চক্রাকার সিস্টেমের জন্য শক্তির মাত্রা স্মরণ করুন। আরও দেখুন ব্যারেলিন বেয়ার্ডের নিয়ম বাইসাইক্লোঅ্যারোম্যাটি রেফারেন্স শারীরিক জৈব রসায়ন