Propellane
કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રમાં, પ્રોપેલેન એ પોલીસાયક્લિક હાઇડ્રોકાર્બન વર્ગના કોઈપણ સભ્ય છે, જેમના કાર્બન હાડપિંજરમાં કાર્બન પરમાણુની ત્રણ વીંટીઓ હોય છે જે સામાન્ય કાર્બન-કાર્બન સહસંયોજક બંધને વહેંચે છે. આ ખ્યાલ 1966માં ડી. ગિન્સબર્ગ પ્રોપેલેન દ્વારા રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો, જેમાં નાના ચક્ર ખૂબ જ તણાવગ્રસ્ત અને અસ્થિર હોય છે, અને સરળતાથી રસપ્રદ માળખાઓ સાથે પોલિમરમાં ફેરવાય છે, જેમ કે સ્ટાફેન. આંશિક રીતે આ કારણોસર, તેઓ ઘણા સંશોધનનો હેતુ રહ્યા છે. નામકરણ આ નામ પ્રોપેલર સાથે અણુના માનવામાં આવતા સામ્યતા પરથી આવ્યું છેઃ એટલે કે, રિંગ્સ પ્રોપેલરની બ્લેડ હશે, અને વહેંચાયેલ C-C બોન્ડ તેની અક્ષ હશે. ત્રણ ચક્રો દ્વારા વહેંચાયેલા બંધનને સામાન્ય રીતે "બ્રિજ" કહેવામાં આવે છે; વહેંચાયેલ કાર્બન પરમાણુઓ પછી "બ્રિજહેડ્સ" હોય છે. ઓલ-કાર્બન પ્રોપેલેનની હોમોલોગ શ્રેણીના IUPAC નામકરણને ટ્રાઇસાયક્લો [x.y.z.01, (x + 2)] એલ્કેન કહેવામાં આવશે. સાહિત્યમાં વધુ સામાન્ય સંકેત એ છે કે પરિવારના સભ્ય કે જેમની વીંટીઓમાં x, y અને z કાર્બન હોય છે, જે બે બ્રિજહેડ્સની ગણતરી કરતા નથી; અથવા x + 2, y + 2, અને z + 2 કાર્બન, તેમની ગણતરી કરે છે. તેથી રાસાયણિક સૂત્ર છે. x, y અને z માટે લઘુતમ મૂલ્ય 1 છે, જેનો અર્થ થાય છે [1.1.1] પ્રોપેલેનની રચના કરતી ત્રણ ફ્યુઝ્ડ સાયક્લોપ્રોપીલ-રિંગ્સ. રિંગ્સ વચ્ચે કોઈ માળખાકીય ક્રમ નથી; ઉદાહરણ તરીકે, [1.3.2] પ્રોપેલેન એ [3.2.1] પ્રોપેલેન જેવો જ પદાર્થ છે. તેથી, સૂચકાંકોને ઘટતા ક્રમમાં ગોઠવવાની પ્રથા છે. વધુમાં, હેટેરોસબ્સ્ટિટ્યુટેડ પ્રોપેલેન અથવા માળખાકીય રીતે જડિત પ્રોપેલેન મોઇટીઝ અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને તેનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું છે અને તે વધુ જટિલ નામકરણને અનુસરે છે (નીચે જુઓ). સામાન્ય ગુણધર્મો નાના ચક્રવાળા તાણ પ્રોપેલેન, જેમ કે [1.1.1] પ્રોપેલેન અથવા [2.2.2] પ્રોપેલેન, ઉચ્ચ નિરપેક્ષ તાણ ઊર્જા ધરાવે છે. બે ઇન્ટરબ્રિજહેડ કાર્બન અને તેમના બોન્ડ્સને ઊંધી ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિતિ તરીકે પણ વર્ણવી શકાય છે. પરિણામી સ્ટેરિક તાણ આવા સંયોજનોને અસ્થિર અને અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે. ઇન્ટરબ્રીજહેડ સી-સી બોન્ડ સરળતાથી તૂટી જાય છે (સ્વયંભૂ પણ) જેથી ઓછા તાણવાળા સાયકલિક અથવા મોનોસાઇક્લિક હાઇડ્રોકાર્બન પણ મળે. આ કહેવાતા તાણ-પ્રકાશન રસાયણશાસ્ત્રનો ઉપયોગ અન્યથા મુશ્કેલ-થી-પ્રાપ્ત માળખાઓ સુધી પહોંચવા માટેની વ્યૂહરચનાઓમાં થાય છે. આશ્ચર્યજનક રીતે, સૌથી વધુ તણાવગ્રસ્ત સભ્ય અન્ય નાના રિંગ સભ્યો ([2.1.1], [2.2.1], [2.2.2], [3.2.1], [3.1.1], અને [4.1.1]) કરતાં વધુ સ્થિર છે, જેને ઇન્ટરબ્રિજહેડ બોન્ડની વિશેષ બંધન પરિસ્થિતિ દ્વારા સમજાવી શકાય છે. બંધન ગુણધર્મો [n. 1] પ્રોપેલેન જેવા નાના-રિંગ પ્રોપેલેનની બંધનની સ્થિતિ ચર્ચાનો વિષય છે. તાજેતરના કોમ્પ્યુટેશનલ અભ્યાસો ઇન્ટરબ્રિજહેડ બોન્ડને ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાના અસામાન્ય હકારાત્મક લાપ્લાસ ઓપરેટર ધરાવતા ચાર્જ-શિફ્ટ બોન્ડ તરીકે સમજાવે છે. સ્ટર્લિંગ એટ અલ દ્વારા અભ્યાસ. ત્રણ સભ્યોવાળા પુલો પર સ્થાનાંતરની અસરો સૂચવે છે જે પાઉલી-વિકર્ષણને આરામ આપે છે અને આમ પ્રોપેલેન કોરને સ્થિર કરે છે. પ્રતિક્રિયાશીલ પ્રોપેલેન, ખાસ કરીને કૃત્રિમ રીતે અભ્યાસ કરાયેલ પ્રોપેલેન, સર્વવ્યાપી પ્રતિક્રિયાશીલ હોવાનું જાણીતું છે. એનાયનો અને રેડિકલ ઇન્ટરબ્રિજહેડ બોન્ડમાં વધારો કરે છે જેના પરિણામે સાયકલક્લો [1.1.1] પેન્ટાઇલ-એકમો બને છે. તેનાથી વિપરીત, કેટાયન અને ધાતુઓ એક્સો-મિથાઈલિન સાયક્લોબ્યુટેન બનાવતા બ્રિજ્ડ બોન્ડ્સને ખોલીને મોનોસાયક્લિક પ્રણાલીઓ તરફ ટ્રાઇસાયક્લિક કોરને વિઘટિત કરે છે. [3.1.1] પ્રોપેલેન માટે માત્ર આમૂલ ઉમેરો નોંધવામાં આવ્યો છે. અન્ય પ્રોપેલેનની પ્રતિક્રિયાશીલતા ઘણી ઓછી શોધાયેલી છે અને તેમની પ્રતિક્રિયાશીલતા રૂપરેખા ઓછી સ્પષ્ટ છે. પોલિમરાઇઝેશન સૈદ્ધાંતિક રીતે, કોઈપણ પ્રોપેલેનને બે સક્રિય કેન્દ્રો સાથે રેડિકલ પેદા કરવા માટે અક્ષીય સી-સી બોન્ડને તોડીને પોલિમરાઇઝ કરી શકાય છે, અને પછી આ રેડિકલને રેખીય સાંકળમાં જોડી શકાય છે. નાના ચક્રવાળા પ્રોપેલેન માટે (જેમ કે [1.1.1], [3.2.1], અથવા 1,3-ડાયહાઇડ્રોડામેન્ટેન), આ પ્રક્રિયા સરળતાથી પ્રાપ્ત થાય છે, જે કાં તો સરળ પોલિમર અથવા વૈકલ્પિક કોપોલિમર આપે છે. ઉદાહરણ તરીકે, [1.1.1] પ્રોપેલેન સ્વયંભૂ એક રસપ્રદ કઠોર પોલિમર પેદા કરે છે જેને સ્ટેફેન કહેવાય છે; અને [3.2.1] પ્રોપેલેન ઓરડાના તાપમાને ઓક્સિજન સાથે સ્વયંભૂ જોડાઈને કોપોલિમર આપે છે જ્યાં પુલ દ્વારા ખોલવામાં આવેલા પ્રોપેલેન એકમો [-C8H12-] [-O-O-] જૂથો સાથે વૈકલ્પિક હોય છે. સંશ્લેષણ નાના-ચક્ર પ્રોપેલેન તેમના તાણને કારણે સંશ્લેષણ કરવું મુશ્કેલ છે. મોટા સભ્યો વધુ સરળતાથી મેળવી શકાય છે. વેબર અને કૂકે 1978માં એક સામાન્ય પદ્ધતિનું વર્ણન કર્યું હતું જે કોઈપણ n ≤ 3 માટે [n. 3.3] પ્રોપેલેન પેદા કરે છે. સભ્યો ટ્રુ પ્રોપેલેન [1.1.1] પ્રોપેલેન, C5H6, CAS નંબર (કે. વિબર્ગ અને એફ. વૉકર, 1982). તે ખૂબ જ તણાવગ્રસ્ત પરમાણુ છેઃ બે કેન્દ્રીય કાર્બનમાં ઊંધી ટેટ્રાહેડ્રોન ભૂમિતિ હોય છે, અને ત્રણ ચક્રોમાંથી દરેક કુખ્યાત રીતે તણાવગ્રસ્ત સાયક્લોપ્રોપેન રિંગ છે. કેન્દ્રીય બોન્ડની લંબાઈ માત્ર 160 પી. એમ. છે. તે એક અસ્થિર ઉત્પાદન છે જે 114 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર 3-મિથાઇલેનેસાઇક્લોબ્યુટીનમાં થર્મલ આઇસોમેરાઇઝેશનમાંથી પસાર થાય છે, અને એસિટિક એસિડ સાથે સ્વયંભૂ પ્રતિક્રિયા કરીને મિથાઇલેનેસાઇક્લોબ્યુટેન એસ્ટર બનાવે છે. કેટલીક કૃત્રિમ પ્રક્રિયાઓ સ્થાપિત કરવામાં આવી છે જે તેને સ્કેલ પર સુલભ બનાવે છે જે સંશ્લેષણ માટે ઉપયોગી છે જેથી બાયસાઇક્લો [1.1.1] પેન્ટેન મેળવી શકાય જેનો ઉપયોગ પેરા-અવેજી એરેન સિસ્ટમો માટે બાયોઆઇસોસ્ટર્સ તરીકે થાય છે. [2.1.1] પ્રોપેલેન, C6H8, CAS નંબર (કે. વિબર્ગ, એફ. વૉકર, ડબલ્યુ. પ્રેટ અને જે. મિશેલ). આ સંયોજન ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી દ્વારા 30 K પર શોધાયું હતું પરંતુ ઓરડાના તાપમાને (2003 મુજબ) સ્થિર પરમાણુ તરીકે અલગ કરવામાં આવ્યું નથી. એવું માનવામાં આવે છે કે તે 50 કેલ. થી ઉપર પોલિમરાઇઝ થાય છે. વહેંચાયેલા કાર્બનની બોન્ડ્સ ઊંધી ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિતિ ધરાવે છે; સંયોજનની તાણ ઊર્જા 106 કેસીએલ/મોલ હોવાનો અંદાજ હતો. [2.2.1] પ્રોપેલેન, C7H10, CAS નંબર (એફ. વૉકર, કે. વિબર્ગ અને જે. મિશેલ, 1982). આલ્કલી ધાતુના અણુઓ સાથે ગેસ-ફેઝ ડીહાલોજિનેશન પ્રાપ્ત કર્યું. માત્ર 50 કેલ્વિનથી નીચેના સ્થિર વાયુ મેટ્રિક્સમાં સ્થિર; ઊંચા તાપમાને ઓલિગોમેરાઇઝ અથવા પોલિમરાઇઝ થાય છે. અક્ષીય બંધને તોડીને મુક્ત થતી તાણ ઊર્જા 75 કિલો કેલરી/મોલ હોવાનો અંદાજ હતો. [3.1.1] પ્રોપેલેન, C7H10, CAS નંબર (ગાસમેન, 1980; ઝીમીઝ, 1992; એન્ડરસન, 2022). કેટલીક કૃત્રિમ પ્રક્રિયાઓ સ્થાપિત કરવામાં આવી છે, જે તેને બાયસાઇક્લો [3.1.1] હેપ્ટેન મેળવવા માટે સંશ્લેષણ માટે ઉપયોગી સ્કેલ પર સુલભ બનાવે છે, જે મેટા-અવેજી એરેન સિસ્ટમો માટે આઇસોસ્ટર્સ તરીકે પ્રસ્તાવિત છે. [3.2.1] પ્રોપેલેન અથવા ટ્રાઇસાયક્લો [3.2.1.01,5] ઓક્ટેન, C8H12, CAS નંબર (કે. વિબર્ગ અને જી. બર્ગમેયર, 1969). અલગ પાડી શકાય તેવું. વહેંચાયેલ કાર્બન પર ટેટ્રાહેડ્રલ ભૂમિતિ ઊંધી છે. 60 કિલો કેલરી/મોલની અંદાજિત તાણ ઊર્જા. થર્મોલિસિસ માટે નોંધપાત્ર રીતે પ્રતિરોધક; 195 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર લગભગ 20 કલાકના અર્ધજીવન સાથે ડિફેનિલ ઈથર દ્રાવણમાં પોલિમરાઇઝ થાય છે. તે ઓરડાના તાપમાને ઓક્સિજન સાથે સ્વયંભૂ પ્રતિક્રિયા આપે છે અને-O-O-બ્રિજ સાથે કોપોલિમર આપે છે. [4.1.1] પ્રોપેલેન, C8H12, CAS નંબર (D. હેમોન, V. ટ્રેનેરી, 1981) આઇસોલેબલ. [2.2.2] પ્રોપેલેન અથવા ટ્રાઇસાયક્લો [2.2.2.01,4] ઓક્ટેન, C8H12, CAS નંબર (પી. ઈટોન અને જી. ટેમે, 1973). અક્ષીય કાર્બન પર ત્રણ સાયક્લોબ્યુટેન જેવી વીંટીઓ અને અત્યંત વિકૃત બંધ ખૂણાઓ (તેમાંથી ત્રણ લગભગ 90°, અન્ય ત્રણ લગભગ 120°) ને કારણે પણ આ પ્રોપેલેન અસ્થિર છે. તેની તાણ ઊર્જા 93 કિલોકેલરી/મોલ (390 કિલોકેલરી/મોલ) હોવાનો અંદાજ છે. [3] પ્રોપેલેન, C11H18, CAS નંબર. તે એક સ્થિર ઘન છે જે 130 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર પીગળી જાય છે. તેનું 1978માં રોબર્ટ ડબલ્યુ. વેબર અને જેમ્સ એમ. કૂક દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું, જેમણે તમામ [એન, 3,3] પ્રોપેલેન માટે સામાન્ય કૃત્રિમ માર્ગ વિકસાવ્યો હતો, જેમાં એન ≤ 3: [4.3.3] પ્રોપેલેન, સી12એચ20, સીએએસ નંબર (આર. વેબર અને જે. કૂક, 1978) હતા. એક સ્થિર ઘન જે 100-101 °C પર પીગળી જાય છે. પ્રોપેલેન, C14H24, CAS નંબર (આર. વેબર અને જે. કૂક, 1978). એક તૈલી પ્રવાહી જે 275-277 °C પર ઉકળે છે. [10.3.3] પ્રોપેલેન, C18H32, CAS નંબર (એસ. યાંગ અને જે. કૂક, 1976). એક સ્થિર ઘન કે જે 33-34 °C પર સબલાઈમ કરે છે. પ્રોપેલેન ડેરિવેટિવ્ઝ 1,3-ડિહાઇડ્રોડેમેન્ટેન, C10H14 (પિનકોક અને ટોરુપકા, 1969). આ સંયોજન ઔપચારિક રીતે બે હાઇડ્રોજન દૂર કરીને અને આંતરિક બંધન ઉમેરીને એડમેન્ટેનમાંથી મેળવવામાં આવે છે. તેને તેના બે મોટા "પ્રોપેલર બ્લેડ" વચ્ચે વધારાના મિથાઈલીન પુલ સાથે [3.3.1] પ્રોપેલેન (જેની ધરી નવો બંધ હશે) તરીકે જોઈ શકાય છે. તે અસ્થિર અને પ્રતિક્રિયાશીલ છે અને તેને પોલિમરાઇઝ કરી શકાય છે. 2, 4-મિથેનો-2,4-ડિહાઇડ્રોડેમેન્ટેનઃ C11H14 (મેજર્સકી, 1980) તેને એડમેન્ટાઇલ-કેજ્ડ [3.1.1] પ્રોપેલેન વ્યુત્પન્ન તરીકે અર્થઘટન કરી શકાય છે. [1.1.1] પ્રોપેલેનની સર્વવ્યાપી વર્તણૂક સાથે સમાનતા દર્શાવતી સામાન્ય પ્રતિક્રિયાશીલતાની રૂપરેખા તપાસવામાં આવી હતી. પ્રોપેલેન કુદરતી ઉત્પાદનો ડાયક્રોસેફોન બી, [3.33] પ્રોપેલેન કોર સાથેનું સેસ્ક્વિટરપેનોઇડ 2008માં ડાયક્રોસેફાલા બેન્થામીમાંથી અલગ કરવામાં આવ્યું હતું. તે સૌપ્રથમ 2018 માં 1,3-સાયક્લોઆલ્કેનીડિઓન્સમાંથી કાર્બોસાયક્લિક પ્રોપેલેનના સંશ્લેષણ માટેની સામાન્ય વ્યૂહરચનાનો ઉપયોગ કરીને સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. આ પણ જુઓ સાયક્લોઆલ્કેન સંદર્ભો ટ્રાઇસાયક્લિક સંયોજનો પોલીસાયક્લિક નોનએરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બન