Borepin
বোরপিন হল বোরন-ধারণকারী হেটেরোসাইকেলের একটি শ্রেণী যা প্রধান গোষ্ঠী রসায়নে ব্যবহৃত হয়। এগুলি একটি সাত সদস্যের অসম্পৃক্ত বলয় নিয়ে গঠিত যার মধ্যে একটি ত্রিকোণীয় বোরন রয়েছে। সরল বোরপিনগুলি সাইক্লোহেপ্টাট্রাইনের অনুরূপ, যা একটি সাত সদস্যের বলয় যার মধ্যে তিনটি কার্বন-কার্বন দ্বিবন্ধন রয়েছে, যার প্রতিটি মোট 6π ইলেকট্রনের জন্য 2π ইলেকট্রনের অবদান রাখে। অন্যান্য সাত সদস্যের সিস্টেম যেমন সিলেপিন এবং ফোস্ফেপিনের মতো নয়, বোরনের একটি খালি পি-অরবিটাল রয়েছে যা সাইক্লোহেপট্যাট্রিনের π এবং π * অরবিটালের সাথে যোগাযোগ করতে পারে। এটি ট্রপিলিয়াম ক্যাটায়নের মতো একটি আইসোইলেক্ট্রনিক অবস্থার দিকে পরিচালিত করে, যা বোরপিনকে সুগন্ধিত করে এবং এটি লুইস অ্যাসিড হিসাবেও কাজ করতে দেয়। বেঞ্জিন বা এমনকি সাইক্লোহেপ্টাট্রাইনের মতো ঐতিহ্যবাহী সুগন্ধির তুলনায় বোরপিনের সুগন্ধ তুলনামূলকভাবে দুর্বল, যা বছরের পর বছর ধরে অনেক ফিউজড, π-সংযুক্ত বোরপিন সিস্টেমের সংশ্লেষণের দিকে পরিচালিত করেছে। জৈব আলো-নির্গমনকারী ডায়োড (ওএলইডি) এবং ফটোভোলটাইক কোষের মতো প্রযুক্তিতে তাদের উচ্চ ফ্লুরোসেন্স এবং সম্ভাব্য প্রয়োগের কারণে সহজ এবং জটিল বোরপিনগুলি আরও সম্প্রতি ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। একটি স্থিতিশীল বোরপিনের প্রথম সংশ্লেষণ 1960 সালে ভ্যান ট্যামেলেন, ব্রিগার এবং আনচ দ্বারা রিপোর্ট করা হয়েছিল। সংশ্লেষণটি ও, ও '-ডাইব্রোমোবিবেঞ্জিলের লিথিয়েশন দিয়ে শুরু হয়েছিল। এরপরে এটি ট্রাইব্যুটাইল বোরেটের সাথে বিক্রিয়া করে একটি সংযুক্ত বোরিনিক অ্যাসিড বলয় তৈরি করে। এই পণ্যটি একটি ব্রোমো-প্রতিস্থাপিত পণ্য উৎপাদনের জন্য এন-ব্রোমোসুসিনিমাইড (এন. বি. এস)-এর সাথে বিক্রিয়া করা হয়েছিল। অবশেষে, তারা উপরে দেখা বোরপিন রিং সিস্টেমটি তৈরি করার জন্য একটি ডিহাইড্রোহ্যালোজেনেশন সম্পাদন করে। টিন-বোরন বিনিময়ের অনুরূপ একটি পদ্ধতি সাধারণত ফিউজড বোরপিন সিস্টেমের আধুনিক সংশ্লেষণে ব্যবহৃত হয়। সিন্থেটিক উন্নয়ন আইশ এবং গালে 1975 সালে প্রথম অ-সংযুক্ত বোরপিনকে বিচ্ছিন্ন করে। বাম দিকের হেপ্টাফেনিল বোরাবিসাইক্লোহেপ্টাডাইন একটি সুপ্রাফেশিয়াল সিগম্যাট্রোপিক পুনর্বিন্যাসের মধ্য দিয়ে যায়, যা মাঝখানে মধ্যবর্তী দিকে নিয়ে যায়। এই মধ্যবর্তীটি পরবর্তীকালে ডানদিকে হেপ্টাফেনিলবোরেপিন উৎপন্ন করার জন্য ঘূর্ণায়মান বলয় খোলার মধ্য দিয়ে যায়। বিচ্ছিন্ন বোরপিনটি রিংয়ের সাতটি অবস্থানের সাথে আবদ্ধ ভারী ফিনাইল গ্রুপ দ্বারা গতিময়ভাবে স্থিতিশীল হয়, এটি বাতাসে আর্দ্রতার সাথে প্রতিক্রিয়া থেকে রক্ষা করে। তবে, বেশিরভাগ বোরপিনের মতো, এই যৌগটি অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে, ফ্লুরোসেন্ট সবুজ থেকে বেগুনি রঙে পরিণত হয়। আরও সম্প্রতি অ্যাশ এবং ড্রোন দ্বারা একটি ন্যূনতম প্রতিস্থাপিত বোরপিনের জন্য একটি পদ্ধতি তৈরি করা হয়েছিল। তারা 1,2-ডাইব্রোমোসাইক্লোপেন্টিন থেকে অগ্রসর হয় এবং বোরন হেটেরোসাইকেল প্রস্তুতির জন্য একটি ভ্যান ডার কের্ক পদ্ধতি সম্পাদন করে। এরপরে, তারা একটি 7-সদস্যের টিনের কমপ্লেক্স গঠনের জন্য একটি রিং ক্লোজার শুরু করে। অবশেষে, তারা ডানদিকে বাইসাইক্লিক বোরপিনের জন্য একটি টিন-বোরন বিনিময় প্রতিক্রিয়া সম্পন্ন করে। পূর্ববর্তী সিন্থেটিক পদ্ধতিতে হেপ্টাফেনিল বোরপিনের মতো প্রচুর পরিমাণে প্রতিস্থাপিত এবং ভারী বোরপিন যৌগ পাওয়া যায়। এই রুটগুলি, খুব স্থিতিশীল কমপ্লেক্স তৈরি করার সময়, বোরপিনের বলয়ের বৈশিষ্ট্যগুলি বিশ্লেষণ করা কঠিন করে তোলে। ন্যূনতম প্রতিস্থাপন অ্যাশের মতো বিজ্ঞানীদের বোরপিন সিস্টেমের মধ্যে সুগন্ধি এবং রিং স্রোতের উপস্থিতি নিশ্চিত করার অনুমতি দেয়। আরও আধুনিক পদ্ধতি আবির্ভূত হওয়ার সাথে সাথে টিন-বোরন বিনিময় বিক্রিয়াটি আরও সাধারণভাবে ব্যবহৃত হয়ে উঠেছে কারণ টিন সাত সদস্যের বলয়ে স্থানধারক হিসাবে কাজ করতে পারে, যা খুব সহজেই বোরিল হ্যালাইডের সাথে বিক্রিয়া করে। আইসোমারাইজেশন একটি চূড়ান্ত নোট হিসাবে, 2018 সালে ব্রাউনশউইগ গ্রুপ বোরপিনের একটি ভ্যালেন্স আইসোমার সংশ্লেষিত করেছে, যা নীচে দেখানো হয়েছে। এই বাইসাইক্লিক, বোরনযুক্ত হেটেরোসাইকেলকে পেরিসাইক্লিক, ফটোকেমিক্যাল প্রতিক্রিয়া ব্যবহার করে এর বোরপিন আইসোমারে রূপান্তরিত করা যেতে পারে। প্রতিক্রিয়াশীলতা যদিও খালি পি-অরবিটালের কারণে বোরন পরমাণুর সরাসরি কার্যকারিতা সম্ভব, বেশিরভাগ সাধারণ বোরপিনগুলি বায়ু এবং আর্দ্রতার সাথে খুব বেশি প্রতিক্রিয়াশীল যা পৃথক করা যায় না। অতএব, বোরপিনগুলি দুটি সাধারণ পদ্ধতিতে স্থিতিশীল করা হয়েছেঃ বোরন কেন্দ্রের সাথে আবদ্ধ ভারী, গতিময়ভাবে স্থিতিশীল লিগ্যান্ড এবং অতিরিক্ত সুগন্ধযুক্ত π-সিস্টেম যা খালি বোরন পি-অরবিটালে ইলেক্ট্রন ঘনত্ব দান করতে পারে। লুইস অ্যাসিডিটির কারণে লুইস অ্যাসিড-ক্ষার যুক্ত বোরপিনগুলি আগ্রহের বিষয়। ঘনত্ব কার্যকরী তত্ত্ব (ডি. এফ. টি) গণনায় দেখা গেছে যে বোরপিনের এইচ. ও. এম. ও বেশিরভাগ সাত-সদস্যের বলয়ের কার্বন মোয়েটিসের সাথে থাকে, যেখানে এল. ইউ. এম. ও বোরন পরমাণুর চারপাশে কেন্দ্রীভূত থাকে। এইচ. ও. এম. ও/এল. ইউ. এম. ও বিতরণের একটি উদাহরণ নীচের চিত্রে দেখা যায়। অ্যাশের মতো রসায়নবিদরা 1990-এর দশকে এই জ্ঞানকে বোরপিনগুলিকে একটি যৌগ হিসাবে কার্যকরী করতে সক্ষম হন, যার ফলে অনেক লুইস অ্যাসিড-ক্ষার সংযোজন তৈরি হয়। রসায়নবিদদের দ্বারা ব্যবহৃত সবচেয়ে সাধারণ বোরপিনের অগ্রদূত হল একটি বোরপিন-হ্যালাইড জটিল কারণ হ্যালাইডগুলি একটি ভাল প্রস্থানকারী গোষ্ঠী। বোরপিন-হাইড্রাইড কমপ্লেক্সটি তার অস্থিতিশীলতার কারণে বিচ্ছিন্ন হতে সক্ষম হয়নি, যেখানে ডান দিকের বোরন-ডোপড স্পাইরোসাইকেল বোরনের অক্টেটকে সন্তুষ্ট করে, বোরন এবং নাইট্রোজেনের মধ্যে একটি জোঁক তৈরি করে। বোরিপিন ক্যাটায়ন, অ্যানায়ন এবং র্যাডিকেল জুইটারিওনের ধারণা ব্যবহার করে, গিলিয়ার্ড এবং অন্যান্য। আল। সম্প্রতি এন-হেটেরোসাইক্লিক কার্বিন (এন. এইচ. সি) এবং সাইক্লিক (অ্যালকাইল) (অ্যামিনো) কার্বিন (সি. এ. এ. সি. এস) ব্যবহার করে একটি ক্যাটিয়ানিক বোরপিন অবস্থা সংশ্লেষিত ও চিহ্নিত করতে সক্ষম হয়েছে। এন. এইচ. সি এবং সি. এ. এ. সি-র দানের কারণে, বোরনের মাত্র দুটি সমযোজী বন্ধন রয়েছে, যা এটিকে একটি আনুষ্ঠানিক ধনাত্মক চার্জ দেয়। অতি সম্প্রতি, 2022 সালে গিলিয়ার্ড এবং অন্যান্যরা। আল। বিচ্ছিন্ন বোরপিন র্যাডিকেলের প্রথম দৃষ্টান্ত গঠন ও বৈশিষ্ট্যের জন্য তারা তাদের ক্যাশনিক বোরপিন থেকে অনুরূপ নীতি প্রয়োগ করতে সক্ষম হয়েছিল। এই র্যাডিকেলগুলি একটি বোরপিন অ্যানায়নের প্রথম উদাহরণে হ্রাস পেতে সক্ষম ছিল যেখানে একটি বোরন-কার্বন কেন্দ্রের মধ্যে একাধিক বন্ধন থাকে। র্যাডিকেলের উৎপাদন কার্বিন কার্বনের শক্তিশালী π-গ্রহণ ক্ষমতা থেকে আসে। বোরন কেন্দ্রের সাথে ভাগ করা ইলেকট্রনের ঘনত্ব কার্বন পরমাণুর সাথে সামান্য বন্ধনে আবদ্ধ হয়, যার ফলে একক-ইলেকট্রন র্যাডিকেল প্রজাতির সৃষ্টি হয়। ফ্রেমওয়ার্ক ম্যানিপুলেশন স্পেকট্রোস্কোপিক ডেটা, ডিএফটি গণনা এবং থার্মোকেমিক্যাল ডেটা দেখিয়েছে যে ট্রপিলিয়াম ক্যাটায়নের তুলনায় বোরপিন দুর্বল সুগন্ধযুক্ত। সুগন্ধের এই হ্রাস বোরন কেন্দ্রে প্রতিক্রিয়াশীলতা এবং অস্থিতিশীলতার দিকে পরিচালিত করে কারণ বোরনের পি-অরবিটালে কম ইলেকট্রন ঘনত্ব দান করা হয়। ফলস্বরূপ, রসায়নবিদরা বোরপিনের সুগন্ধযুক্ত বৈশিষ্ট্য বাড়ানোর উপায় খুঁজছিলেন। যে পরীক্ষিত এবং সত্য পদ্ধতি দ্বারা রসায়নবিদরা বোরপিনগুলিকে স্থিতিশীল করেন তা হল ফিনাইল-বোরপিন রিং ফিউশন (অ্যানুলেশন)। দুটি ফিউজড ফিনাইল বলয়ের সংযোজন 6π বোরপিন সিস্টেমকে 14π ফিউজড সিস্টেমে বৃদ্ধি করে। ফিনাইল বলয়ের সংমিশ্রণে যে জটিলতা দেখা দেয় তা হল তাদের অবস্থান। ডাইবেঞ্জো [বি, এফ] বোরপিন সংশ্লেষ করার সময় (বি হল বোরন পরমাণুর পাশের কার্বন) এগুলি বোরোসাইক্লোহেপ্টাট্রিন বলয়ের সংমিশ্রণের জন্য নিখুঁতভাবে সারিবদ্ধ হয়। যাইহোক, যদি ফিনাইলগুলি একটি [সি, ই] পদ্ধতিতে স্থাপন করা হয় (নীচে দেখুন) তবে ফলস্বরূপ যৌগটি ডাইবেঞ্জো [বি, এফ] বোরপিনের তুলনায় প্রায় 34 কিলোক্যালরি/মোল দ্বারা কম স্থিতিশীল হয়, যা বেশ বড় শক্তির পার্থক্য। শুলম্যান এবং ডিস্চ দ্বারা ব্যাখ্যা করা এই ফলাফলগুলি বোরপিন কাঠামো সংশোধন করতে বহুবার প্রয়োগ করা হয়েছে। কিছু সাধারণ উদাহরণের মধ্যে রয়েছে বলয়ের সংখ্যা বৃদ্ধি-বোরন-ডোপড পলিসাইক্লিক-অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বন (পিএএইচ) তৈরি করা, কাঠামোতে অতিরিক্ত আর গ্রুপ যুক্ত করা যেমন অ্যালকিন এবং লং-চেইন অ্যালকেন, এবং এমনকি ইলেক্ট্রন সমৃদ্ধ হেটেরোআটম যেমন নাইট্রোজেন বা সালফার প্রবর্তন করা যাতে বোরপিনগুলি আরও স্থিতিশীল হয়। এই যৌগগুলির কয়েকটি উদাহরণ নীচের চিত্রটিতে দেখা যায়ঃ 2000-এর দশক থেকে বোরপিনের স্থিতিশীলতা এবং কার্যকারিতার দ্রুত বিকাশ জটিল এবং বহুমুখী অণুগুলির অধ্যয়নের সূত্রপাত করেছে। অন্যান্য অনেক প্রধান গ্রুপ যৌগের মতো, 1900-এর দশকের মাঝামাঝি থেকে বোরপিনগুলি এখনও সুপ্ত অবস্থায় রয়েছে যতক্ষণ না আরও আধুনিক পদ্ধতিগুলি সেগুলি ব্যবহার করতে পারে। ফটোফিজিক্যাল বৈশিষ্ট্য ফ্লুরোসেন্স/ফসফোরেসেন্স একটি বোরপিনে ফ্লুরোসেন্সের প্রথম প্রতিবেদন 1975 সালে আইশ এবং গালে প্রকাশ করেছিলেন এবং তদন্ত করার সময় হেপ্টাফেনিলবোরেপিন কীভাবে ফ্লুরোসেন্ট সবুজ ছিল তা বর্ণনা করেছিলেন। পিয়ার্স গ্রুপ 2009 সালে একটি নীল-ফ্লুরোসেন্ট বোরপিন প্রজাতির প্রথম উদাহরণ প্রকাশ না করা পর্যন্ত অনেক বছর ধরে সামান্য ফটোফিজিক্যাল ঘটনা নথিভুক্ত করা হয়েছিল। তারা আবিষ্কার করেন যে π-ব্যবস্থার সম্প্রসারণের মাধ্যমে (অর্থাৎ। আরও ফিউজড ফিনাইল রিং যোগ করে) তারা নাটকীয়ভাবে তাদের যৌগের তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় 250 ন্যানোমিটার (এন. এম) থেকে 450 এন. এম-এর উপরে নিয়ে যেতে পারে। এই পরিবর্তনের পিছনে যুক্তি হল যে সুগন্ধি ব্যবস্থায় বোরনের উপস্থিতি হোমো এবং লুমো-র মধ্যে শক্তির ব্যবধান হ্রাস করে, যার ফলে শোষণ পরিবর্তিত হয় এবং ফ্লুরোসেন্সের তীব্রতা বৃদ্ধি পায়। 2010 সালে ক্যারুসো, টোভার এবং সিগলার ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল রেডক্স প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে বোরপিন চালানোর সময় এবং 2016 সালে মেসারস্মিথ, সিগলার এবং টোভার বোরপিনের পরিবর্তনশীল সুগন্ধের প্রভাব পরীক্ষা করার সময় অনুরূপ ফলাফলের কথা জানিয়েছিলেন। এই ফলাফলগুলির পিছনে প্রাথমিক উত্তেজনা ছিল জৈব আলো-নির্গমনকারী ডায়োড (ও. এল. ই. ডি)-এর মতো বৈদ্যুতিন উপকরণগুলিতে ব্যবহারের সম্ভাবনা। যদি স্থিতিশীল বোরপিন কমপ্লেক্স ছাড়াও ফ্লুরোসেন্স "সুইচ" নিয়ন্ত্রণ করা যায়, তবে উজ্জ্বল ফ্লুরোসেন্ট আলো অর্জন করা তুলনামূলকভাবে সহজ এবং সস্তা হবে, সম্ভাব্য যে কোনও রঙের। রেডক্স রসায়নের আরেকটি সম্ভাবনা হল সেমিকন্ডাক্টর হিসাবে বোরনযুক্ত পলিসাইক্লিক সুগন্ধি হাইড্রোকার্বনের ব্যবহার। বোরপিনের নিচু স্তরের এলইউএমও-র কারণে, এটি ইলেক্ট্রন পরিবহনে অংশগ্রহণের জন্য একটি ইলেক্ট্রন গ্রহণকারী হিসাবে কাজ করতে পারে। ওয়াগনার গ্রুপের পাশাপাশি টস্কানো এবং সহকর্মীরা এই কমপ্লেক্সগুলির সম্ভাব্য প্রয়োগগুলি গণনামূলক এবং পরীক্ষামূলকভাবে দেখিয়েছেন। আরেকটি ক্ষেত্রে, বিজ্ঞানীরা বোরপিনগুলিকে সম্ভাব্য অ্যানায়ন সেন্সর হিসাবে ব্যবহার করার চেষ্টা করেছেন। অতীতে, ফ্লোরাইড, সায়ানাইড এবং এমনকি অ্যামোনিয়ার মতো অ্যানায়ন সনাক্ত করতে ত্রি-সমন্বিত বোরেন ব্যবহার করা হয়েছে। আদাচি এবং ওশিতার মতো বিজ্ঞানীরা দেখিয়েছেন যে ফ্লোরাইডের (এফ-) সমন্বয়ের ফলে ফ্লুরোসেন্স অনেক পরিমাণে বৃদ্ধি পায়। সেই উদাহরণের বিপরীতে, টেট্রাথিওনোঅ্যান্থ্রেসেন্সের সাথে তাদের বোরপিনের সাদৃশ্যগুলির মধ্যে একটিতে সায়ানাইড যোগ করার পরে, আদাচি এবং ওশিতা ফ্লুরোসেন্সের ক্ষতি দেখেছিল। তবে, শীতল হওয়ার পরে, দ্রবণে একটি লক্ষণীয় ফসফোরেসেন্স ছিল। ফ্লুরোসেন্স শুধুমাত্র বাইরের সমন্বয়ের মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়। বোরপিন রিংয়ে নাইট্রোজেন ঢোকানোর পরে, Li এবং অন্যান্য। আল। তারা সলভাটোক্রোমিক প্রভাব পর্যবেক্ষণ করতে সক্ষম হয়েছিল। হেক্সেন, টলুইন, টেট্রাহাইড্রোফুরান (টি. এইচ. এফ), ডাইক্লোরোমিথেন (ডি. সি. এম) এবং অ্যাসিটোনিট্রাইল (এম. ই. সি. এন)-এ বোরপিন যুক্ত হওয়ার পরে, রঙের তীব্র পরিবর্তন লক্ষ্য করা গেছে। তথ্যসূত্র বোরন হেটেরোসাইকেল সাত-সদস্য বিশিষ্ট বলয়