N-Heterocyclic carbene boryl anion
এন-হেটেরোসাইক্লিক কার্বাইন বোরিল অ্যানায়ন হল এন-হেটেরোসাইক্লিক কার্বাইনের (এন. এইচ. সি) একটি আইসোইলেক্ট্রনিক কাঠামো, যেখানে কার্বিন কার্বনকে-1 চার্জযুক্ত বোরন পরমাণু দ্বারা প্রতিস্থাপিত করা হয়। এন. এইচ. সি বোরিল অ্যানায়নগুলির একটি সমতলীয় জ্যামিতি রয়েছে এবং বোরন পরমাণুটি এস. পি2-সংকরিত বলে মনে করা হয়। এগুলি অত্যন্ত শক্তিশালী ঘাঁটি হিসাবে কাজ করে, কারণ এগুলি খুব নিউক্লিওফিলিক। বোরন পরমাণু থেকে আসা σ-দানের কারণে তাদের একটি খুব শক্তিশালী ট্রান্স প্রভাবও রয়েছে। সাধারণ এন. এইচ. সি-র তুলনায় এন. এইচ. সি-র বোরিল অ্যানায়নগুলির ইলেক্ট্রন-মুক্তকারী বৈশিষ্ট্য বেশি থাকে। এই বৈশিষ্ট্যগুলি এনএইচসি বোরিল অ্যানায়নগুলিকে অনেক প্রয়োগে মূল লিগ্যান্ড তৈরি করে, যেমন পলিসাইক্লিক সুগন্ধযুক্ত হাইড্রোকার্বন এবং আরও সাধারণভাবে কম জারণ অবস্থা প্রধান গ্রুপ উপাদান বন্ধন। 1990 সালে আরডুয়েঙ্গো দ্বারা প্রথম স্ফটিকাকার কার্বিন কাঠামো বিচ্ছিন্ন হওয়ার পর থেকে, প্রধান গোষ্ঠী রসায়নে এনএইচসি-র বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের সমন্বয় একটি জনপ্রিয় অধ্যয়নের ক্ষেত্র। প্রথম এনএইচসি বোরিল অ্যানায়ন 2006 সালে সেগাওয়া দ্বারা সংশ্লেষিত হয়েছিল। কমপ্লেক্সের অগ্রদূত প্রথমে ম্যাগনেসিয়াম দ্বারা একটি ডাইমিন হ্রাস দ্বারা সংশ্লেষিত হয়েছিল এবং তারপরে বি. বি. আর 3-এর সাথে একটি প্রতিক্রিয়া হয়েছিল। একটি ব্রোমো-ডায়াজাবোরোল কমপ্লেক্সে বোরন-ব্রোমাইড বন্ধনের উপর ফাটলের মাধ্যমে লিথিয়াম ন্যাফথালেনাইড দ্বারা চূড়ান্ত কমপ্লেক্সটি সংশ্লেষিত করা হয়েছিল। এই বিক্রিয়াটি একটি বোরিলিথিয়াম জটিল তৈরি করে, যেখানে বোরন পরমাণু একটি মুক্ত বোরিল অ্যানায়নের সাথে দৃঢ় কাঠামোগত মিল দেখায়। এই সাদৃশ্যগুলি দেখায় যে বোরনের অ্যানায়োনিক-1 চার্জ রয়েছে এবং এটি একটি সিঙ্গলেট কার্বিনের আইসোইলেক্ট্রনিক যৌগ হিসাবে স্বীকৃত। এই সংশ্লেষণের মূল চাবিকাঠি ছিল নাইট্রোজেনের উপর ভারী আর প্রতিস্থাপন যা ডাইমেরাইজেশন প্রতিরোধ করে, যা বোরন রসায়নে প্রচলিত। এই ভারী বিকল্প এবং নিম্ন তাপমাত্রা প্রজাতির সফল বিচ্ছিন্নতা প্রদান করে। বোরিলিথিয়াম মেরুদণ্ডের পার্থক্য এন. এইচ. সি বোরিল অ্যানায়নের প্রথম সংশ্লেষণের পর, সেগাওয়া কমপ্লেক্সগুলির মেরুদণ্ড পরিবর্তন করে অন্যান্য এন. এইচ. সি বোরিল অ্যানায়নের সংশ্লেষণ অব্যাহত রাখে। 2008 সালে দেখা যায় যে, প্রথম বোরিল অ্যানায়নের মতো একই হ্রাসকারী অবস্থা ব্যবহার করে আরও অনেক এনএইচসি বোরিল অ্যানায়ন সংশ্লেষিত করা যেতে পারে। "নেকেড" বোরিল অ্যানায়ন এ "নেকেড" বোরিল অ্যানায়ন, যেখানে-1 বোরনের কাছাকাছি কোনও ক্যাটায়ন নেই, একটি অ্যামাইড মেটাথেসিস বিক্রিয়ার মাধ্যমে সংশ্লেষিত করা যেতে পারে। যা গঠিত হয় তা হল একটি বোরিলপটাসিয়াম ডাইমার, যেখানে কে + আয়নগুলি নাইট্রোজেনের বিকল্প এবং বোরন কেন্দ্রগুলিতে উভয় কার্বনের সাথে দুর্বলভাবে মিথস্ক্রিয়া করে। কে-বি বন্ধনের দূরত্ব হল> 3.1 Å, যা সমযোজী ব্যাসার্ধের যোগফলের তুলনায় অনেক বেশি। উপরন্তু, এন-বি-এন বন্ধন কোণটি গণনা করা গ্যাস-পর্যায় অ্যানায়নের খুব কাছাকাছি, যার ফলে এই সিদ্ধান্তে উপনীত হয় যে বোরিল অ্যানায়ন যতটা সম্ভব "মুক্ত"। গ্রুপ 1 এবং 2 উপাদানগুলির সাথে প্রতিক্রিয়াশীলতা বন্ধন যখন এনএইচসি বোরিল অ্যানায়নটি বোরিলিথিয়াম লবণের আকারে থাকে, তখন এটি সিও-এর সাথে প্রতিক্রিয়াশীলতা প্রদর্শন করে, যা শিল্প ক্ষেত্রের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ বিল্ডিং ব্লক। কমপ্লেক্সটি একটি সন্নিবেশ প্রতিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়, যেখানে সিও একটি স্বল্পস্থায়ী মধ্যবর্তী প্রজাতি তৈরি করতে বি-লি বন্ধনে ঢোকানো হয়। এই বিক্রিয়াটি কার্বোনিলেটিভ কাপলিং বিক্রিয়ায় আশাব্যঞ্জক প্রয়োগ দেখায়, যেখানে সিও সন্নিবেশ প্রয়োজন। 2007 সালে, লিগ্যান্ড হিসাবে একটি এনএইচসি বোরিল অ্যানায়ন ব্যবহার করে প্রথম বি-এমজি একক বন্ধন সংশ্লেষিত করা হয়েছিল। বি-এমজি বন্ধনগুলি সমযোজী ব্যাসার্ধের যোগফলের তুলনায় কিছুটা দীর্ঘ, তবে এটি দ্রাবকের সমন্বয়ের কারণে দুর্বল কুলম্বিক মিথস্ক্রিয়ার জন্য দায়ী করা হয়েছে, যা এই পরীক্ষায় টিএইচএফ ছিল। এই দ্রাবক মিথস্ক্রিয়া অণুর জ্যামিতিকেও প্রভাবিত করে, কারণ স্ফটিক কাঠামো দেখায় যে এমজি পরমাণুর একটি বিকৃত এস. পি. 3-সংকর কেন্দ্র রয়েছে। যাইহোক, ফলাফলগুলি দেখায় যে এমজি-বি বন্ধনের আয়নিক চরিত্র রয়েছে এবং এটি একটি একক বন্ধন হিসাবে বিবেচিত হতে পারে। 2ঃ1 অনুপাতে একটি এম. জি যৌগের সাথে এন. এইচ. সি বোরিল অ্যানায়ন বিক্রিয়া করে আরেকটি এম. জি-বি বন্ধন সংশ্লেষিত করা হয়। এই এমজি পরমাণুর একটি বিকৃত টেট্রাহেড্রাল সমন্বয়ও ছিল, যা দ্রাবকের (টিএইচএফ) সমন্বয়ের জন্যও দায়ী ছিল। প্রথম বি-বি বন্ড 2014 সালে রিপোর্ট করা হয়েছিল, তবে এই বন্ডটি এই কমপ্লেক্সের এমজি অ্যানালগ-এ রিপোর্ট করা আয়নিক বন্ডের চেয়ে বেশি সমযোজী চরিত্র দেখায়। বেঞ্জিনকে দ্রাবক হিসেবে ব্যবহার করে এন. এইচ. সি-র দুটি সমতুল্য বোরিল অ্যানায়নের সঙ্গে বি. সি. এল-2-এর বিক্রিয়া ঘটিয়ে এই জটিল গঠন করা হয়। যাইহোক, 2020 সালে, এনএইচসি বোরিল অ্যানায়ন এবং বি-এর মধ্যে একটি খুব আকর্ষণীয় প্রতিক্রিয়া রিপোর্ট করা হয়েছিল। এই ক্ষেত্রে, বোরিল অ্যানায়ন একটি বি কমপ্লেক্সের সাথে বিক্রিয়া করে এবং বোরন পরমাণু থেকে σ-দান গ্রহণ করার পরিবর্তে, এটি অ্যানায়নের মেরুদণ্ডের একটি কার্বনের সাথে বিক্রিয়া করে। যদিও এই বিক্রিয়ার প্রক্রিয়াটি অস্পষ্ট, এটি বিশ্বাস করা হয় যে মেরুদণ্ডের প্রোটনগুলির মধ্যে একটি ডিপ্রোটোনেটেড হয়ে যায়, যা বি-কে ধনাত্মক চার্জযুক্ত কার্বনের সাথে আবদ্ধ হতে দেয়। এই যৌগটি ঘরের তাপমাত্রাতেও অত্যন্ত স্থিতিশীল এবং এই বিক্রিয়ার প্রক্রিয়াটি আরও বোঝার জন্য আরও গবেষণা সম্পন্ন করা হচ্ছে। প্রধান গোষ্ঠীর উপাদানগুলির সঙ্গে বন্ধন এনএইচসি বোরিল অ্যানায়নও বি = বি দ্বিবন্ধন অর্জনের জন্য ব্যবহার করা হয়েছে, তবে ডাইবোরেন অণুর পরিবর্তে একটি টেট্রাবোরেন প্রজাতিতে। এই সংশ্লেষণের জন্য, এনএইচসি বোরিল অ্যানায়নে একটি অতিরিক্ত বোরন পরমাণু যোগ করা হয়েছিল এবং তারপরে হ্রাস করা হয়েছিল, যা অণুগুলির মধ্যে ডাইমেরাইজেশনকে বাধ্য করে এবং একটি এইচ-ব্রিজযুক্ত টেট্রাবোরেন প্রজাতি ঘটতে দেয়। যদিও কমপ্লেক্সটি এইচ-ব্রিজড, তবে অভ্যন্তরীণ বি-বি বন্ডের দূরত্ব রিপোর্ট করা দ্বিগুণ এবং ট্রিপল বন্ডের দৈর্ঘ্যের মধ্যে থাকে। উপরন্তু, কেন্দ্রীয় বি-বি অংশের উপর এন. পি. এ চার্জগুলি ঋণাত্মক, যা দেখায় যে বোরিল অ্যানায়নগুলি ইলেক্ট্রন ঘনত্ব দান করে, যার ফলে এই সিদ্ধান্তে উপনীত হয় যে একটি বি = বি দ্বিবন্ধন ঘটছে। নির্দিষ্ট প্রতিক্রিয়া অবস্থার ক্ষেত্রে, এন. এইচ. সি বোরিল অ্যানায়ন ব্যবহার করে একটি ডাইসিলেন একক বা দ্বিবন্ধন অর্জন করা যেতে পারে। একটি সি-সি একক বন্ধন তৈরি করতে, একটি এনএইচসি বোরিল সাইলেন যৌগ ডিএমই দ্রাবকে কেসি8 দ্বারা হ্রাস করা হয়। একটি সি-সি দ্বিবন্ধন তৈরি করতে, টি. এইচ. এফ দ্রাবকে কে. সি 8-এ সামান্য ভিন্ন এন. এইচ. সি বোরিল সিলেন যৌগ হ্রাস করা হয়। উপরন্তু, একটি এমজি কমপ্লেক্স আকারে একটি ডায়ানিওনিক ডিসিলিন (সি-সি ট্রিপল বন্ড) রিপোর্ট করা হয়েছিল। একটি এন. এইচ. সি বোরিল সাইলেন যৌগের দুটি সমতুল্য টি. এইচ. এফ-এ এম. জি দিয়ে হ্রাস করা হয়, যার ফলে একটি এম. জি-সি-সি তিন-সদস্যের বলয় তৈরি হয়। বোরিল অ্যানায়ন গোষ্ঠীগুলি সিস গঠনে সাজানো থাকে এবং সি পরমাণুর সমতলীয় জ্যামিতি থাকে। উপরন্তু, সি-সি বন্ধনের দৈর্ঘ্য একটি দ্বিবন্ধের জন্য সমযোজী ব্যাসার্ধের সমষ্টি হিসাবে গণনা করা হয় এবং এন. পি. এ চার্জগুলি সি পরমাণুর উপর ডায়ানিওনিক চরিত্র দেখায়। ট্রানজিশন ধাতুর সাথে বন্ধন এনএইচসি বোরিল অ্যানায়নগুলি সি-এইচ বন্ড এবং হাইড্রোবোরেশন ক্রিয়াকলাপ সক্রিয় করার দক্ষতার জন্যও তদন্ত করা হয়েছে, দুটি জিনিস যা আগে কেবল ট্রানজিশন ধাতব সিস্টেম দ্বারা সম্পন্ন বলে মনে করা হত। অ্যানিয়নিক বোরিল লিগ্যান্ডগুলি রূপান্তরিত ধাতুর সাথে সমযোজীভাবে বন্ধন করতে পারে, যা এটি প্রধান গোষ্ঠী উপাদানগুলির (আয়নিকভাবে) সাথে বন্ধনের চেয়ে আলাদা। এই বোরিল লিগ্যান্ডগুলি σ-বন্ড কিন্তু বোরনের খালি pz অরবিটালে π-ব্যাক দান গ্রহণ করতে সক্ষম। বলা হয় যে এন. এইচ. সি বোরিল অ্যানায়নের মতো বোরিল লিগ্যান্ডগুলি প্রতিক্রিয়াশীলতা নিয়ন্ত্রণে সবচেয়ে কার্যকর লিগ্যান্ড। রৌপ্য, স্বর্ণ, তামা এবং দস্তা সহ অনেক রূপান্তর ধাতব বোরিল কমপ্লেক্স সংশ্লেষিত হয়েছে। এই কমপ্লেক্সগুলি রূপান্তর ধাতব অনুঘটক প্রতিক্রিয়াগুলির সম্ভাব্য মধ্যস্থতাকারীদের অন্তর্দৃষ্টি দেয় এবং জৈব ও অজৈব উভয় সংশ্লেষিত রসায়নের জন্য সম্ভাব্য প্রারম্ভিক উপকরণ সরবরাহ করে। গ্রুপ 12 ধাতব বন্ধনে প্রায় একচেটিয়াভাবে ধাতুগুলি + 1-জারণ অবস্থায় ছিল, তবে এনএইচসি বোরিল অ্যানায়নগুলি 0-জারণ অবস্থায় গ্রুপ 12 এম-এম বন্ধন সংশ্লেষণে সহায়তা করেছে। গ্রুপ 12 ধাতুগুলি ভরাট ভ্যালেন্স ডি-অরবিটালের কারণে 0-জারণ অবস্থায় খুব দুর্বল বন্ধনে অংশ নেয়, যখন ধাতুগুলিতে এনএইচসি বোরিল অ্যানায়ন লিগ্যান্ড থাকে, তখন তারা 0-জারণ অবস্থায় বন্ধন করতে সক্ষম হয় কারণ লিগ্যান্ড দ্বারা দান করা ইলেক্ট্রন ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। এই অণুগুলি প্রথমে ধাতুর লিগ্যান্ড হিসাবে এম-টারফিনাইলস দ্বারা সংশ্লেষিত হয় এবং তারপরে একটি বিচ্ছিন্ন বিনিময় ঘটে, বোরিল লিগ্যান্ডগুলিকে ধাতুর উপর স্থাপন করে এবং ধাতুটিকে 0-জারণ অবস্থায় থাকতে দেয়। পলিসাইক্লিক অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বন এন. এইচ. সি বোরিল অ্যানায়নের জন্য সবচেয়ে উত্তেজনাপূর্ণ প্রয়োগগুলির মধ্যে একটি হল পলিসাইক্লিক অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বন বা পি. এ. এইচ-এ তাদের স্থান। পিএএইচগুলিকে সাধারণত এমন একটি অণু হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যার দুই বা ততোধিক বেনজেনয়েড বলয় থাকে এবং হাইড্রোজেন ও কার্বন ছাড়া অন্য কোনও উপাদান থাকে না। এগুলি অত্যন্ত ফ্লুরোসেন্ট, এবং প্রাকৃতিকভাবে অপরিশোধিত তেল এবং অন্যান্য পেট্রোকেমিক্যাল পণ্যগুলিতে পাওয়া যায়। এটি দেখানো হয়েছে যে শেষ কার্বনগুলিকে একটি বি-এন অংশ দিয়ে প্রতিস্থাপন করা পিএএইচ-এর পরিবারকে প্রসারিত করে এবং কার্যকরী উপকরণ হিসাবে কাজ করতে পারে। পিএএইচ-এ বোরন স্থাপন এলইউএমও শক্তির মাত্রা হ্রাস করে অপটোইলেক্ট্রনিক বৈশিষ্ট্যগুলির উন্নতি ও বৈচিত্র্যের জন্য পরিচিত। এল. ইউ. এম. ও শক্তির এই হ্রাস শোষণ এবং নির্গমনের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি হ্রাস করে গ্রহণকারীর ক্ষমতা বাড়ায়। সংযুক্ত এনএইচসি বোরিল অ্যানায়ন ইউনিটগুলি দ্বি-কার্যকারিতার একটি উপাদান যোগ করে এবং খালি পিজেড অরবিটালের কারণে π-সংযোগকে প্ররোচিত করে। এই অণুগুলির শোষণ এবং নির্গমনের গুণাবলী খুব আকর্ষণীয়। যে সমস্ত পিএএইচ-এর পাইরিনের মূল অংশ রয়েছে, সেগুলি ইউভি আলোর অধীনে সমস্ত ফ্লুরোসেস নীল আলো দেয়, তবে তাদের ছোট এবং আরও সমতল প্রতিরূপগুলির বিভিন্ন রঙ ছিল যা নির্গত হয়। রঙের এই পরিবর্তনের জন্য এনএইচসি বোরিল অ্যানায়ন রিংকে দায়ী করা হয় যা ছোট পিএএইচগুলিতে বেশি অবদান রাখে, যেখানে পাইরিনের কেন্দ্রে বোরন লিগ্যান্ড থেকে কম প্রভাব আসে। এই সমতলীয় এনএইচসি বোরিল অ্যানায়ন অণুগুলি কার্যকরী উপকরণগুলিতে তাদের প্রয়োগের ক্ষেত্রে খুব আশাব্যঞ্জক কারণ তারা নিকট-আইআর অঞ্চলে আলো নির্গত করে। তথ্যসূত্র বোরন হেটেরোসাইকেল অ্যানায়ন নাইট্রোজেন হেটেরোসাইকেল পেন্টাসাইক্লিক যৌগ