Organoarsenic chemistry
ઓર્ગેનોઆર્સેનિક રસાયણશાસ્ત્ર એ આર્સેનિક અને કાર્બન વચ્ચે રાસાયણિક બંધન ધરાવતા સંયોજનોનું રસાયણશાસ્ત્ર છે. કેટલાક ઓર્ગેનોઆર્સેનિક સંયોજનો, જેને "ઓર્ગેનોઆર્સેનિકલ્સ" પણ કહેવામાં આવે છે, ઔદ્યોગિક રીતે જંતુનાશકો, હર્બિસાઈડ્સ અને ફૂગનાશક તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. સામાન્ય રીતે આ કાર્યક્રમો પર્યાવરણ અને માનવ સ્વાસ્થ્ય પર તેમની અસર વિશે વધતી ચિંતાઓ સાથે ધીમે ધીમે ઘટી રહ્યા છે. મૂળ સંયોજનો આર્સેન અને આર્સેનિક એસિડ છે. તેમની ઝેરી હોવા છતાં, ઓર્ગેનોઆર્સેનિક બાયોમોલેક્યુલ્સ જાણીતા છે. જે વિસ્તારને હવે નાનું મહત્વ માનવામાં આવે છે તેના માટે આશ્ચર્યજનક, ઓર્ગેનોઆર્સેનિક રસાયણશાસ્ત્રએ રસાયણશાસ્ત્રના ક્ષેત્રના ઇતિહાસમાં અગ્રણી ભૂમિકા ભજવી હતી. સૌથી જૂનું જાણીતું ઓર્ગેનોઆર્સેનિક સંયોજન, દુર્ગંધયુક્ત કેકોડાઇલ "કેકોડાઇલ" (1760) માં નોંધાયું હતું અને કેટલીકવાર તેને પ્રથમ કૃત્રિમ ઓર્ગેનોમેટેલિક સંયોજન તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. સાલ્વાર્સન સંયોજન પ્રથમ ફાર્માસ્યુટિકલ્સમાંનું એક હતું, જેણે પોલ એરલિચને નોબેલ પુરસ્કાર અપાવ્યો હતો. વિવિધ અન્ય ઓર્ગેનોઆર્સેનિક સંયોજનો અગાઉ એન્ટિબાયોટિક્સ (સોલાર્સન) અથવા અન્ય તબીબી ઉપયોગો તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા હતા. સંશ્લેષણ અને વર્ગીકરણ આર્સેનિક સામાન્ય રીતે ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ (III) અને (V) માં જોવા મળે છે, જે હેલાઈડ્સ એ. એસ. એક્સ. 3 (X = એફ, સી. એલ., બી. આર., I) અને એ. એસ. એફ. 5 દ્વારા સચિત્ર છે. તદનુસાર, ઓર્ગેનોઆર્સેનિક સંયોજનો સામાન્ય રીતે આ બે ઓક્સિડેશન સ્થિતિમાં જોવા મળે છે. હાઇડ્રોક્સાયાર્સેનિક સંયોજનો જાણીતા છેઃ આગ લગાડનાર એસિડ (આરએએસ (ઓએચ) 2), દુર્લભ (આર્સેનસ એસિડ (એ. એસ. (ઓએચ) 3) જાણીતા છે) આર્સીનસ એસિડ (આર2એએસઓએચ), દુર્લભ આર્સિનિક એસિડ (આર2એએસ (ઓ) ઓએચ), સામાન્ય, કેકોડાયલિક એસિડ (આર = સીએચ3) આગ લગાડનાર એસિડ (આરએએસ (ઓ) (ઓએચ) 2) દ્વારા સચિત્ર, સામાન્ય, ફેનાઇલાર્સનિક એસિડ (આર = સી6એચ5) ઓર્ગેનોઆર્સેનિક (વી) સંયોજનો દ્વારા સચિત્ર અને આર્સેનિક (વી) સંયોજનોનો ઉપયોગ કરે છે જે સામાન્ય રીતે કાર્યાત્મક જૂથો આરએએસઓ (ઓએચ) 2 અથવા આર2એએસઓ (ઓએચ) (આર આર્સેનિક સંયોજનોનું બાયોમિથાઇલેશન મિથેનીયર્સોનેટની રચના સાથે શરૂ થાય છે. આમ, ત્રિકોણીય અકાર્બનિક આર્સેનિક સંયોજનોને મિથેનીયર્સોનેટ આપવા માટે મિથાઇલેટેડ કરવામાં આવે છે. એસ-એડેનોસિલમેથિઓનાઇન મિથાઈલ દાતા છે. મિથેનીયર્સોનેટ એ ડાઇમિથાઇલાર્સોનેટના અગ્રદૂત છે, જે ફરીથી ઘટાડાના ચક્ર (મિથાઈલાર્સનસ એસિડમાં) પછી બીજા મિથાઇલેશન દ્વારા થાય છે. આ ડાઇમિથાઇલ સંયોજન કેકોડાયલિક એસિડ છે જે ઓર્ગેનોઆર્સેનિક સંયોજનોના સમગ્ર રસાયણશાસ્ત્રમાં મુખ્યત્વે દેખાય છે. તેનાથી વિપરીત, ડાયમિથાઇલફોસ્ફોનિક એસિડ ફોસ્ફરસના અનુરૂપ રસાયણશાસ્ત્રમાં ઓછું નોંધપાત્ર છે. કેકોડાયલિક એસિડ આર્સેનિક (III) ઓક્સાઇડના મિથાઇલેશનમાંથી ઉદ્ભવે છે. ફેનિલાર્સોનિક એસિડને એનિલિન સાથે આર્સેનિક એસિડની પ્રતિક્રિયા દ્વારા મેળવી શકાય છે, જે કહેવાતી બેચેમ્પ પ્રતિક્રિયા છે. મોનોમિથાઇલેટેડ એસિડ, મિથેનીયર્સોનિક એસિડ (CH3ASO (OH) 2), ચોખા અને કપાસની ખેતીમાં ફૂગનાશક (ટ્રેડનામ નિયોસોઝિન) નું અગ્રદૂત છે. ફેનાઇલાર્સોનિક એસિડ (C6H5ASO (OH) 2) ના વ્યુત્પન્નોનો ઉપયોગ પશુધન માટે ફીડ એડિટિવ્સ તરીકે થાય છે, જેમાં 4-હાઇડ્રોક્સિ-3-નાઇટ્રોબેન્ઝેનિયર્સોનિક એસિડ (3-NHPAA અથવા રોક્સારસોન), યુરેઇડોફિનાઇલાર્સોનિક એસિડ અને પી-આર્સેનિલિક એસિડનો સમાવેશ થાય છે. આ ઉપયોગો વિવાદાસ્પદ છે કારણ કે તેઓ પર્યાવરણમાં આર્સેનિકના દ્રાવ્ય સ્વરૂપો રજૂ કરે છે. માત્ર કાર્બનિક લિગાન્ડ ધરાવતા આર્સેનિક (V) ના સંયોજનો દુર્લભ છે, જેમાં અગ્રણી સભ્ય પેન્ટાફિનાઇલ વ્યુત્પન્ન એ. એસ. (C6H5) 5 છે. ઓર્ગેનોઆર્સેનિક (III) સંયોજનો અને તેનો ઉપયોગ મોટાભાગના આવા સંયોજનો ઓર્ગેનોઇલિથિયમ અને ગ્રિગનાર્ડ રીએજન્ટ્સનો ઉપયોગ કરીને એ. એસ. સી. એલ. 3 અને તેના ડેરિવેટિવ્ઝના આલ્કિલેશન દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, શ્રેણીબદ્ધ ટ્રાઇમિથાઇલાર્સિન ((CH3) 3A), ડાઇમિથાઇલાર્સેનિક ક્લોરાઇડ ((CH3) 2ASCl), અને મિથાઇલાર્સેનિક ડાયક્લોરાઇડ (CH3ASCl2) જાણીતા છે. હાઇડ્રાઇડ ઘટાડતા રીએજન્ટ્સ સાથે ક્લોરાઇડ ડેરિવેટિવ્ઝનો ઘટાડો સંબંધિત હાઇડ્રાઇડ્સને પ્રદાન કરે છે, જેમ કે ડાઇમિથાઇલાર્સિન ((CH3) 2ASH) અને મિથાઇલાર્સિન (CH3ASH2). સમાન મેનિપ્યુલેશન્સ અન્ય ઓર્ગેનોઆર્સેનિક ક્લોરાઇડ સંયોજનોને લાગુ પડે છે. ડાઇમિથાઇલાર્સેનિક સંયોજનો માટેનો એક મહત્વપૂર્ણ માર્ગ કેકોડાયલિક એસિડના ઘટાડાથી શરૂ થાય છે (ઉપર જુઓ): (CH3) 2ASO2H + 2 Zn + 4 HCl → (CH3) 2ASH + 2 ZnCl2 + 2H2O (CH3) 2ASO2H + SO2 + HI → (CH3) 2ASI + SO3 + H2O આર્સેનિક (III) ધરાવતા વિવિધ હેટેરોસાઇકલ્સ જાણીતા છે. તેમાં આર્સોલ, પાયરોલનું આર્સેનિક એનાલોગ અને પાયરિડિનનું આર્સેનિક એનાલોગ, આર્સેબેન્ઝિનનો સમાવેશ થાય છે. સમમિતીય ઓર્ગેનોઆર્સેનિક (III) સંયોજનો, દા. ત. ટ્રાઇમિથાઇલાર્સિન અને ટ્રાઇફિનાઇલાર્સિન, સામાન્ય રીતે સંકલન રસાયણશાસ્ત્રમાં લિગાન્ડ તરીકે વપરાય છે. તેઓ ફોસ્ફીન લિગાન્ડ્સની જેમ વર્તે છે, પરંતુ ઓછા મૂળભૂત હોય છે. ડાયરસાઇન C6H4 (AS (CH3) 2) 2, જેને ડાયર્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે એક ચીલેટિંગ લિગાન્ડ છે. થોરિન એ ઘણી ધાતુઓ માટેનું સૂચક છે. ઓર્ગેનોઆર્સેનિક (I) સંયોજનો અને ઉપયોગો વ્યાપારી ઉપયોગ અને સંખ્યાની દ્રષ્ટિએ ઓછામાં ઓછા નોંધપાત્ર ઓર્ગેનોઆર્સેનિક (I) સંયોજનો છે. એન્ટી-સિફિલિક દવાઓ સાલ્વાર્સન અને નિયોસાલ્વાર્સન આ વર્ગના પ્રતિનિધિ છે. આ સંયોજનો સામાન્ય રીતે એ. એસ. સાથે ત્રણ બોન્ડ ધરાવે છે, પરંતુ માત્ર એ. એસ.-એ. એસ. સિંગલ બોન્ડ ધરાવે છે. દ્વિબંધ નિયમ દ્વારા વર્ણવેલ પેટર્નને અનુસરીને, એ. એસ. = એ. એસ., એ. એસ. = સી. અને એ. એસ. ષ્ણ. સી. બંધ ધરાવતા સંયોજનો દુર્લભ છે. તેઓ વાયુ તબક્કામાં જોવા મળે છે પરંતુ પ્રવાહી અથવા ઘન પદાર્થો તરીકે, તેમના ઓલિગોમર્સમાં રૂપાંતરને રોકવા માટે નોંધપાત્ર સ્ટેરિક રક્ષણ જરૂરી છે. રાસાયણિક યુદ્ધ ઓર્ગેનોઆર્સેનિક સંયોજનો, ખાસ કરીને એ. એસ.-સી. એલ. બોન્ડ્સ દર્શાવતા, રાસાયણિક શસ્ત્રો તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, ખાસ કરીને પ્રથમ વિશ્વ યુદ્ધ દરમિયાન. કુખ્યાત ઉદાહરણોમાં "લેવિસાઇટ" (ક્લોરોવિનિલ-2-આર્સેનિક ડાયક્લોરાઇડ) અને "ક્લાર્ક I" (ક્લોરોડાઇફિનાઇલાર્સિન) નો સમાવેશ થાય છે. ફેનીલ્ડીક્લોરોઆર્સિન એ બીજું છે. પ્રકૃતિમાં આર્સેનિક મોટાભાગના જીવન સ્વરૂપો માટે ઝેરી હોવાથી અને તે કેટલાક વિસ્તારોમાં ઊંચી સાંદ્રતામાં જોવા મળે છે, તેથી કેટલીક બિનઝેરીકરણ વ્યૂહરચનાઓ વિકસિત થઈ છે. અકાર્બનિક આર્સેનિક અને તેના સંયોજનો, ખાદ્ય શૃંખલામાં પ્રવેશ્યા પછી, મિથાઇલેશનની પ્રક્રિયા દ્વારા આર્સેનિકના ઓછા ઝેરી સ્વરૂપમાં ક્રમશઃ ચયાપચય થાય છે. ઓર્ગેનોઆર્સેનિક સંયોજનો વિટામિન બી 12 સંબંધિત ઉત્સેચકો દ્વારા મધ્યસ્થ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા અકાર્બનિક આર્સેનિક સંયોજનોના બાયોમિથાઇલેશન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો અકાર્બનિક આર્સેનિક હાજર હોય તો મોલ્ડ સ્કોપ્યુલારિઓપ્સિસ બ્રેવિકોલિસ નોંધપાત્ર માત્રામાં ટ્રાઇમિથાઇલાર્સિન ઉત્પન્ન કરે છે. કાર્બનિક સંયોજન આર્સેનોબેટાઇન, એક બીટાઇન, માછલી અને શેવાળ જેવા કેટલાક દરિયાઈ ખોરાકમાં અને મોટી સાંદ્રતામાં મશરૂમ્સમાં પણ જોવા મળે છે. સરેરાશ વ્યક્તિનું સેવન લગભગ 10-50 μg/દિવસ છે. માછલી અથવા મશરૂમ્સના સેવન પછી લગભગ 1000 માઇક્રોગ્રામનું મૂલ્ય અસામાન્ય નથી. પરંતુ માછલી ખાવાથી બહુ ઓછું જોખમ રહે છે કારણ કે આ આર્સેનિક સંયોજન લગભગ બિન-ઝેરી હોય છે. આર્સેનોબેટાઇનની ઓળખ સૌપ્રથમ પશ્ચિમી રોક લોબસ્ટરમાં કરવામાં આવી હતી, જે આર્સેનિક સાથે જોડાયેલા સેકરાઇડ્સ છે, જે સામૂહિક રીતે આર્સેનોસુગર્સ તરીકે ઓળખાય છે, જે ખાસ કરીને સીવીડમાં જોવા મળે છે. લિપિડ ધરાવતા આર્સેનિક પણ જાણીતા છે. આર્સેનિક અને તેના સંયોજનો મનુષ્યો માટે ઝેરી હોવા છતાં, પ્રથમ કૃત્રિમ એન્ટિબાયોટિક્સમાંથી એક સાલ્વાર્સન હતું, જેનો ઉપયોગ લાંબા સમયથી બંધ કરવામાં આવ્યો છે. કુદરતી સ્ત્રોતમાંથી અલગ કરાયેલું એકમાત્ર પોલીયાર્સેનિક સંયોજન આર્સેનિક એ છે, જે ન્યૂ કેલેડોનિયન દરિયાઈ સ્પોન્જ એકિનોકાલિના બાર્ગીબન્ટીમાં જોવા મળે છે. ઓર્ગેનોઆર્સેનિક સંયોજનો તેમના પ્રજાતિના આધારે નોંધપાત્ર આરોગ્ય જોખમો પેદા કરી શકે છે. આર્સેનસ એસિડ (એ. એસ. (ઓ. એચ.) 3) 34.5 મિલીગ્રામ/કિગ્રા (ઉંદર) નું એલ. ડી. 50 ધરાવે છે જ્યારે બીટેન (સી. એચ. 3) 3એ. એસ. + સી. એચ. 2સી. ઓ. 2-માટે એલ. ડી. 50 10 ગ્રામ/કિગ્રા કરતાં વધી જાય છે. પ્રતિનિધિ સંયોજનો કેટલાક સચિત્ર ઓર્ગેનોઆર્સેનિક સંયોજનો નીચે કોષ્ટકમાં સૂચિબદ્ધ છેઃ નામકરણ ચક્રીય ઓર્ગેનોઆર્સેનિક સંયોજનોના નામકરણ IUPAC દ્વારા મંજૂર કરાયેલ હેન્ટ્ઝસ્ક-વિડમેન નામકરણ પ્રણાલીના વિસ્તરણ પર આધારિત છે, જેનો સારાંશ નીચે મુજબ છેઃ અંગ્રેજી અશિષ્ટ શબ્દ "આર્સેહોલ" (ઉત્તર અમેરિકાની બહાર સામાન્ય ઉપયોગમાં) સાથે તેની સમાનતાને કારણે, "આર્સોલ" નામને આનંદનું લક્ષ્ય, "મૂર્ખ નામ" અને અસામાન્ય નામવાળા ઘણા રાસાયણિક સંયોજનોમાંથી એક માનવામાં આવે છે. જો કે, આ "મૂર્ખ નામ" સંયોગે વિગતવાર વૈજ્ઞાનિક અભ્યાસોને પણ પ્રોત્સાહન આપ્યું છે. આ પણ જુઓ આર્સેનિક બાયોકેમિસ્ટ્રી આર્સેનિક ઝેર આર્સેનિક ઝેરીકરણઃ વર્ગઃ આર્સેનિક સંયોજનો સંદર્ભો