Carbones
কার্বন হল অণুগুলির একটি শ্রেণী যা 1ডি উত্তেজিত অবস্থায় শূন্যের আনুষ্ঠানিক জারণ অবস্থা সহ একটি কার্বন পরমাণু ধারণ করে যেখানে চারটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রনই বন্ধনহীন একাকী জোড়া হিসাবে বিদ্যমান। এই কার্বন-ভিত্তিক যৌগগুলি CL2 সূত্রের, যেখানে L হল একটি দৃঢ় σ-দানকারী লিগ্যান্ড, সাধারণত একটি ফসফিন (কার্বোডিফসফোরেন) বা একটি N-হেটেরোসাইক্লিক কার্বিন/NHC (কার্বোডিকার্বিন), যা দাতা-গ্রহণকারী বন্ধনের মাধ্যমে কেন্দ্রীয় কার্বন পরমাণুকে স্থিতিশীল করে। কার্বনগুলি σ-এবং π-সমমিতি উভয়ই সহ উচ্চ-শক্তির কক্ষপথ ধারণ করে, যা তাদের শক্তিশালী লুইস ঘাঁটি এবং শক্তিশালী π-ব্যাকডোনার বিকল্প হিসাবে তৈরি করে। কার্বনের উচ্চ প্রোটন সাদৃশ্য রয়েছে এবং এগুলি শক্তিশালী নিউক্লিওফাইল যা তাদের বিভিন্ন প্রধান গোষ্ঠী এবং রূপান্তরিত ধাতব কমপ্লেক্সে লিগ্যান্ড হিসাবে কাজ করতে দেয়। কার্বন-সমন্বিত উপাদানগুলিও বিভিন্ন ধরনের প্রতিক্রিয়াশীলতা প্রদর্শন করে এবং বিভিন্ন জৈব ও প্রধান গোষ্ঠী প্রতিক্রিয়াগুলিকে অনুঘটক করে। কার্বোডিফসফোরেনের গঠন ও বন্ধন কার্বোডিফসফোরেনের প্রাথমিক সংশ্লেষণে, কাঠামোটিকে একটি সামগ্রিক নিরপেক্ষ প্রজাতির মধ্যে অনুরণন সংকর হিসাবে বর্ণনা করা হয়েছিল যেখানে কেন্দ্রীয় কার্বন পরমাণু এবং দুটি জটিল ফসফরাস পরমাণুর মধ্যে দ্বিবন্ধন বিদ্যমান এবং একটি জুইটারিওনিক প্রজাতি যা ফসফরাস পরমাণু উভয়ের উপর ধনাত্মক চার্জ এবং কেন্দ্রীয় কার্বন পরমাণুর উপর-2 এর সামগ্রিক চার্জ স্থাপন করে। যাইহোক, হেক্সাফিনাইলকার্বোডিফসফোরেনের উপর গণনামূলক গবেষণায় দেখা গেছে যে সর্বোচ্চ-অধিকৃত আণবিক অরবিটালগুলি প্রাথমিকভাবে কার্বনের উপর স্থানীয়করণ করা হয়েছিল এবং এমন আকার ধারণ করেছিল যা আণবিক অরবিটালগুলি বন্ধনের পরিবর্তে σ-এবং π-প্রতিসম একাকী জোড়ার ইঙ্গিত দেয়। অতিরিক্ত গণনায় দেখা গেছে যে কেন্দ্রীয় কার্বন পরমাণু এবং জটিল ফসফরাস পরমাণুর মধ্যে σ-বন্ধন কক্ষপথ রয়েছে কিন্তু ফসফরাসের উপর কোনও কক্ষপথ নেই, যা ইঙ্গিত করে যে ফসফরাস পরমাণুগুলি তাদের একাকী জোড়গুলিকে কার্বনের উপর অব্যবহৃত ভ্যালেন্স কক্ষপথে দান করে একটি দাতা-গ্রহণকারী জটিল গঠন করছে। ক্রিস্টালোগ্রাফিক তথ্য আরও প্রকাশ করে যে হেক্সাফিনাইলকার্বোডিফসফোরেন কাঠামোটি 131.7 ° এর P-C-P বন্ধন কোণের সাথে রৈখিকের পরিবর্তে লক্ষণীয়ভাবে বাঁকানো ছিল। কার্বোডিকার্বিনের কাঠামো কার্বোডাইফসফোরেনের কাঠামোর সাথে ব্যাপকভাবে সাদৃশ্যপূর্ণ। একটি এন-মিথাইল-প্রতিস্থাপিত কার্বোডিকার্বিনের জন্য গণনামূলক তথ্য একটি কার্বন-কার্বন বন্ধনের পূর্বাভাস দিয়েছে যার দৈর্ঘ্য একটি সাধারণ অ্যালিনে সি = সি বন্ধনের তুলনায় সামান্য দীর্ঘ 1.358 Å (অ্যালিনের জন্য 1.308 Å এর তুলনায়), তবে 131.8 ° এর উল্লেখযোগ্যভাবে বাঁকানো বন্ধন কোণ সহ (একটি আদর্শ রৈখিক অ্যালিনের জন্য 180° এর তুলনায়)। এক্স-রে স্ফটিকবিদ্যা পরীক্ষামূলকভাবে পরিমাপ করা C = C বন্ধনের দৈর্ঘ্য 1.348 Å এবং 131.8 ° এর একটি C-C-C বন্ধনের কোণ দিয়ে কাঠামোটি নিশ্চিত করেছে যা কেন্দ্রীয় কার্বন পরমাণুতে উপস্থিত দুটি একাকী জোড়ার ইঙ্গিত দেয়। আরও গণনায় দেখা গেছে যে দুটি সর্বোচ্চ-অধিকৃত আণবিক কক্ষপথ প্রাথমিকভাবে কেন্দ্রীয় কার্বন পরমাণুতে দুটি একাকী জোড়া হিসাবে স্থানীয়করণ করা হয়েছে, যেমন হেক্সাফিনাইলকার্বোডিফসফোরেনের সাথে, যদিও তাদের উন্নত π-গ্রহণযোগ্য বৈশিষ্ট্যের কারণে এন-হেটেরোসাইক্লিক কার্বাইন কার্বন পরমাণুর উপর π-প্রতিসম কক্ষপথের সামান্য বেশি বিচ্ছিন্নকরণের সাথে। এটি এন-হেটেরোসাইক্লিক কার্বাইন লিগ্যান্ড এবং দুটি মুক্ত একাকী জোড়া সহ একটি আনুষ্ঠানিকভাবে কার্বন (0) পরমাণুর মধ্যে দাতা-গ্রহণকারীর মিথস্ক্রিয়ার ইঙ্গিত দেয়। অন্যান্য কার্বিন কাঠামো ফসফাকেটিন ইলাইডস (সাধারণ সূত্র আর3পি = সি = সি = ও) এবং কার্বন সাবঅক্সাইড (ও = সি = সি = ও) কার্বনের মতো বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করেছে যেখানে একটি কার্বন (0) প্রজাতি কার্বন মনোক্সাইডের সাথে দাতা-গ্রহণকারীর মিথস্ক্রিয়ায় অংশ নেয়। ট্রাইফিনাইলফসফোরানাইলিডেনেকেটেনের (পিএইচ3পিসি2ও) স্ফটিক কাঠামো অন্যান্য কার্বন (0) যৌগের বাঁকানো কাঠামোর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ 145.5 ° এর একটি পিসি-সি বন্ধন কোণ প্রকাশ করে। যদিও গণনামূলক এবং পরীক্ষামূলক তথ্য উভয়ই কার্বন সাবঅক্সাইডের জন্য একটি রৈখিক কাঠামো নির্দেশ করে, একই মডেলগুলি রৈখিক কার্বন সাবঅক্সাইড এবং বাঁকানো কার্বন সাবঅক্সাইডের মধ্যে শুধুমাত্র 1.9 কিলোক্যালরি মোল-1 (7.9 কিলোজেল মোল-1) শক্তির পার্থক্যের পূর্বাভাস দেয়। বাঁকানোর সহজতা এবং দুটি সর্বোচ্চ-অধিকৃত আণবিক কক্ষপথে কার্বনের তুলনামূলকভাবে বড় অবদান রৈখিক জ্যামিতি সত্ত্বেও একটি নির্দিষ্ট মাত্রায় কার্বনের মতো চরিত্রকে বোঝায়। কার্বোডিফসফোরেন সংশ্লেষণ কার্বোডিফসফোরেন সংশ্লেষণের একটি কৌশল হল একটি কার্বন বিকারককে তার + 2 বা + 4 জারণ অবস্থায় হ্রাসকারী এজেন্ট ব্যবহার করা। এখন কার্বোডিফসফোরেন হিসাবে স্বীকৃত একটি যৌগের প্রথম সফল সংশ্লেষণ রামিরেজ এবং অন্যান্যরা অর্জন করেছিলেন। 1961 সালে এই পদ্ধতিতে। মিথাইলাইডিবিস-(ট্রাইফিনাইলফসফোনিয়াম) ব্রোমাইডকে একটি ডাইগ্লাইম দ্রবণে ঝুলন্ত পটাসিয়াম ধাতুর সাথে নাড়াচাড়া করে, পটাসিয়াম প্রারম্ভিক উপাদানটিকে হ্রাস করে একটি স্থিতিশীল, হলুদ, স্ফটিকাকার কঠিন হিসাবে হেক্সাফিনাইলকার্বোডিফসফোরেন গঠন করে। অ্যালকাইল-প্রতিস্থাপিত কার্বোডিফসফোরেন সংশ্লেষণের বিকল্প পদ্ধতিতে কার্বন (IV) বা কার্বন (II) প্রারম্ভিক পদার্থের ডিপ্রোটোনেশন বা নির্মূল জড়িত। সোডিয়াম হাইড্রাইড বা সোডিয়াম অ্যামাইডের মতো শক্তিশালী ক্ষারের সাথে কার্বন (IV) বা কার্বন (II) ডাইফসফিন লবণের প্রতিক্রিয়া কেন্দ্রের কার্বন পরমাণুকে ডিপ্রোটোনেট করে কাঙ্ক্ষিত কার্বোডিফসফোরেন তৈরি করতে পারে। বিকল্পভাবে, একটি হ্যালাইড-প্রতিস্থাপিত ফসফোনিয়াম লবণ একটি কার্বোডিফসফোরেন গঠনের জন্য একটি শক্তিশালী ক্ষারের উপস্থিতিতে একটি নির্মূল প্রতিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যেতে পারে। আরও বৈচিত্র্যময় কার্বোডিফসফোরেনের জন্য সংশ্লেষিত পদ্ধতিও তৈরি করা হয়েছে। মিথাইলনেডিফসফিনগুলি যথাক্রমে ও-প্রতিস্থাপিত এবং এস-প্রতিস্থাপিত কার্বোডিফসফোরেন গঠনের জন্য হেক্সাফ্লোরোঅ্যাসিটোন বা থিওঅ্যাসিটোন-এর সাথে একটি বিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যাবে। সাইক্লিক কার্বোডিফসফোরেনগুলি বিস (ডাইসোপ্রোপাইলামিনো) ফসফিনো ডায়াজোমিথেনের সাথে বিস (ডায়ালকিলামিনো) ফসফেনিয়াম ট্রাইফ্লেটের অতিরিক্ত বেনজোনাইট্রাইলে বিক্রিয়ার মাধ্যমে সফলভাবে সংশ্লেষিত হয়েছে এবং তারপরে হেক্সামেথিলডিসিলাজাইডের সাথে ডিপ্রোটোনেশন করা হয়েছে। প্রথম কার্বোডিকার্বিন সংশ্লেষণ প্রথম কার্বোডাইফসফোরেন সংশ্লেষণের অনেক পরে 2008 সালে ডাইকার এট আল দ্বারা অর্জন করা হয়েছিল। প্রথম ধাপটি ছিল মিথাইল ট্রাইফ্লেট ব্যবহার করে বিস (এন-মিথাইলবেঞ্জিমিডাজোল-2-ওয়াইল) মিথেনের মিথাইলেশন এবং দ্বিতীয় ধাপটি ছিল পটাসিয়াম বিস (ট্রাইমিথাইলসিলিল) অ্যামাইড (কে. এইচ. এম. ডি. এস) ব্যবহার করে কার্বন (2) প্রজাতির ডিপ্রোটোনেশন যাতে কাঙ্ক্ষিত এন-হেটেরোসাইক্লিক-কার্বিন-প্রতিস্থাপিত কার্বোন উৎপন্ন হয়। অনুরূপ অ-চক্রীয় কার্বোডিকার্বিনগুলি ডাইমিথাইলাসিটামাইড (ডি. এম. এ)-তে প্রারম্ভিক উপাদানের দুটি সমতুল্যের ঘনীভবনের মাধ্যমে ইমিনিয়াম লবণ থেকে সফলভাবে সংশ্লেষিত হয়েছে, তারপরে ডাইমিথাইলামাইনের সাথে নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন, তারপরে এন-বিউটিলিথিয়ামের সাথে ডিপ্রোটোনেশন একটি টেট্রামিনোঅ্যালিন গঠন করে যা কার্বোডিকার্বিন হিসাবে কাজ করে। উপরন্তু, চেন ও অন্যান্যরা অসম কার্বোডিকার্বিনের সহজ সংশ্লেষণের একটি পদ্ধতি তৈরি করেছিলেন। 2015 সালে একটি সাধারণ নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন প্রতিক্রিয়া ব্যবহার করে। একটি ওলেফিনের পরিবর্তে একটি এন-হেটেরোসাইক্লিক কার্বিন স্ক্যাফোল্ডের সাথে একটি ভিন্ন এন. এইচ. সি অংশযুক্ত একটি থাইওথারের সাথে প্রতিক্রিয়া করে এমন একটি পণ্য তৈরি করে যা উন্নত কার্যকারিতা সহ দুটি ভিন্ন কার্বিন বিকল্প সহ একটি কার্বোডিকার্বিন বহন করার জন্য সহজেই ডিপ্রোটোনেট করা যেতে পারে। প্রতিক্রিয়াশীলতা মৌলিকতা কেন্দ্রীয় কার্বন পরমাণুতে দুটি একক জোড়ার উপস্থিতি কার্বনগুলিকে ব্রনস্টেড-লোরি ক্ষার হিসাবে কাজ করা এবং একটি অ্যাসিড থেকে দুটি প্রোটন গ্রহণ করা সম্ভব করে তোলে। একটি কার্বোডিফসফোরেনের জন্য সাধারণ প্রথম প্রোটন সাদৃশ্য দুর্বলতম ক্ষারের জন্য 209.3 kcal mol−1 (875.7 kJ mol−1) থেকে শুরু করে শক্তিশালী ক্ষারের জন্য 287.6 kcal mol−1 (1203 kJ mol−1) এবং দ্বিতীয় প্রোটন সাদৃশ্য 70.6 kcal mol−1 (295 kJ mol−1) থেকে 188.9 kcal mol−1 (790.4 kJ mol−1) পর্যন্ত হয়। তুলনার জন্য, পটাসিয়াম হাইড্রক্সাইডের প্রোটন সম্বন্ধ 1101.8 kJ mol−1, যা নির্দেশ করে যে কার্বোডিফসফোরেনগুলি শক্তিশালী ক্ষার হিসাবে কাজ করতে পারে। কার্বোডিকার্বিন কার্বোডিফসফোরেনের তুলনায় আরও শক্তিশালী ক্ষার হিসাবে কাজ করতে পারে যার প্রথম প্রোটন অ্যাফিনিটি 294.3 kcal mol−1 (1231 kJ mol−1) পর্যন্ত পৌঁছায়। যাইহোক, কার্বোডিকার্বিনের জন্য দ্বিতীয় প্রোটন সাদৃশ্য কার্বোডিফসফোরেনের সাথে তুলনীয় এবং এন-হেটেরোসাইক্লিক কার্বিন প্রতিস্থাপনের পরিচয়ের উপর নির্ভর করে পরিবর্তনশীলতা প্রদর্শন করে যার মান 155.3 কিলোক্যালরি মোল −1 (649.8 কিলোক্যালরি মোল −1) থেকে 168.4 কিলোক্যালরি মোল −1 (704.6 কিলোক্যালরি মোল −1) পর্যন্ত। এটি এন-হেটেরোসাইক্লিক কার্বিন প্রতিস্থাপনের কার্বন পরমাণুর উপর π-প্রতিসম একাকী জুটির বর্ধিত বিচ্ছিন্নকরণের কারণে হয় যা প্রতিস্থাপনের পরিচয়ের উপর দ্বিতীয় প্রোটনের আকর্ষণের নির্ভরতা বাড়ায়। শক্তিশালী ব্রনস্টেড-লরি ঘাঁটি হওয়ার পাশাপাশি, কার্বনগুলি নিউক্লিওফিলিক এবং রূপান্তর ধাতু এবং প্রধান গোষ্ঠী উপাদানগুলির সাথে সমন্বয় করার সময় শক্তিশালী লুইস ঘাঁটি হিসাবে কাজ করে। বেশ কয়েকটি গণনামূলক গবেষণায় দেখা গেছে যে কার্বোডিফসফোরেনগুলি ধাতব-লিগ্যান্ড বন্ধন বিচ্ছিন্নকরণ শক্তির সাথে টাংস্টেন এবং নিকেলের সাথে শক্তভাবে আবদ্ধ ছিল যা নির্দিষ্ট যৌগের জন্য কার্বন মনোক্সাইড ধাতু-লিগ্যান্ড বন্ধনের চেয়ে বেশি ছিল। পরীক্ষামূলকভাবে, টাংস্টেন, নিকেল, তামা, রৌপ্য এবং সোনার মতো ধাতু সহ বিভিন্ন ধাতব-কার্বোডিফসফোরেন কমপ্লেক্স সংশ্লেষিত এবং বৈশিষ্ট্যযুক্ত করা হয়েছে। সোনার কমপ্লেক্সটি বিশেষভাবে লক্ষণীয় কারণ এটি প্রথম জেমিনাল ডাইগোল্ড কমপ্লেক্স এবং কেন্দ্রীয় কার্বন পরমাণুর উপর দুটি একক জোড়া সোনার পরমাণুতে দান করে কার্বন (0) যৌগ হিসাবে কার্বোডিফসফোরেনের কাঠামোকে সমর্থন করে পরীক্ষামূলক প্রমাণ সরবরাহ করে। কার্বোডিকার্বেনগুলি রডিয়াম এবং সোনার মতো বিভিন্ন রূপান্তর ধাতু সহ জটিল গঠন করতেও দেখানো হয়েছে। পূর্ববর্তী পরীক্ষায়, যখন একটি রডিয়াম কার্বনিল কমপ্লেক্সকে কার্বোডিকার্বিনের সাথে সমন্বিত করা হয়েছিল, তখন কার্বন-অক্সিজেন প্রসারিত ফ্রিকোয়েন্সি 2014 সেমি-1 এ পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল যা একই কার্বন-অক্সিজেন প্রসারিত ফ্রিকোয়েন্সির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম যখন রডিয়ামকে এন-হেটেরোসাইক্লিক কার্বিনের সাথে সমন্বিত করা হয় (2058 সেমি-1 এবং 2036 সেমি-1 এর মধ্যে) যা কার্বনের দ্বিতীয় কার্বন একাকী-জোড়া থেকে একটি শক্তিশালী π-দান প্রভাবের ইঙ্গিত দেয়। ট্রানজিশন ধাতব কমপ্লেক্সগুলিতে প্রতিক্রিয়াশীলতা একটি কার্বোন লিগ্যান্ড ধারণকারী ট্রানজিশন ধাতব কমপ্লেক্সগুলিও বিস্তৃত প্রতিক্রিয়াশীলতা প্রদর্শন করে। 2015 সালে, প্র্যাঙ্কভিচিয়াস এবং অন্যান্যরা। দুটি ভিন্ন কার্বোডিকার্বিন লিগ্যান্ডের সাথে সমন্বিত একটি রুথেনিয়াম (II) অনুঘটক সংশ্লেষিত করা হয়েছিল যা ক্র্যাবট্রির অনুঘটকের মতো দুর্দান্ত ডায়াস্টেরিওসিলেক্টিভিটি এবং অনুরূপ ক্রিয়াকলাপ সহ ওলেফিনকে অনুঘটক হিসাবে হ্রাস করতে সক্ষম হয়েছিল। বিস (পাইরিডিন) কার্বোডিকার্বিন লিগ্যান্ড সহ প্যালাডিয়াম (II) অনুঘটকগুলি সুজুকি-মিয়াউরা এবং হেক-মিজোরোকি কাপলিং প্রতিক্রিয়ার জন্য সফল অনুঘটক হিসাবে দেখানো হয়েছে, যেখানে কার্বোডিকার্বিন পিঞ্চার লিগ্যান্ডগুলির সাথে সমন্বিত রোডিয়াম (I) অনুঘটকগুলি দেখানো হয়েছে এবং ডায়েন করা হয়েছে। প্রধান গ্রুপ কমপ্লেক্সগুলিতে প্রতিক্রিয়াশীলতা কার্বনগুলিও প্রধান গ্রুপ উপাদানগুলির সাথে কমপ্লেক্স তৈরি করতে পারে। কার্বনের শক্তিশালী σ-এবং π-দানকারী বৈশিষ্ট্যগুলি তাদের প্রতিক্রিয়াশীল প্রধান-গোষ্ঠী-ভিত্তিক প্রজাতিগুলিকে স্থিতিশীল করার জন্য সর্বোত্তম সরঞ্জাম করে তুলেছে। কার্বোডিকার্বিন বোরেনিয়াম আয়নগুলির মতো নতুন বোরনযুক্ত যৌগগুলির সফল সংশ্লেষণে নিযুক্ত করা হয়েছে, যা দরকারী অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করতে পারে, পাশাপাশি একটি ডাইকেশনিক ট্রাইকোর্ডিনেট হাইড্রিডোবোরন যৌগও প্রদর্শন করতে পারে। π-বন্ধন চরিত্রের স্থিতিশীল কার্বন-বিসমাথ প্রজাতির প্রথম সংশ্লেষণেও কার্বন ব্যবহার করা হয়েছে। সি-এইচ সক্রিয়করণের পাশাপাশি বেরিল্যাসাইকেল বলয়ের সম্প্রসারণের মাধ্যমে পাঁচ সদস্যের বেরিল্যাসাইকেলের সংশ্লেষণের সাথে বেরিলিয়াম রসায়নের ক্ষেত্রেও কার্বোডিকার্বেনগুলি উল্লেখযোগ্য উপযোগিতা দেখেছে। তথ্যসূত্র কার্বন যৌগ