E1cB-elimination reaction
E1cB નાબૂદી પ્રતિક્રિયા એ નાબૂદી પ્રતિક્રિયાનો એક પ્રકાર છે જે મૂળભૂત પરિસ્થિતિઓમાં થાય છે, જ્યાં દૂર કરવા માટેનું હાઇડ્રોજન પ્રમાણમાં એસિડિક હોય છે, જ્યારે છોડતું જૂથ (જેમ કે-OH અથવા-OR) પ્રમાણમાં નબળું હોય છે. સામાન્ય રીતે મધ્યમથી મજબૂત આધાર હાજર હોય છે. E1cB એ બે તબક્કાની પ્રક્રિયા છે, જેનું પ્રથમ પગલું ઉલટાવી શકાય તેવું હોઈ શકે છે અથવા ન પણ હોઈ શકે. પ્રથમ, સ્થિર આયન પેદા કરવા માટે આધાર પ્રમાણમાં એસિડિક પ્રોટોનને અમૂર્ત કરે છે. એનાયન પર ઇલેક્ટ્રોનની એકમાત્ર જોડી પછી પડોશી અણુ તરફ આગળ વધે છે, આમ છોડતા જૂથને બહાર કાઢે છે અને ડબલ અથવા ટ્રિપલ બોન્ડ બનાવે છે. મિકેનિઝમનું નામ-E1cB-એલિમિનેશન યુનિમોલેક્યુલર કોન્જુગેટ બેઝ માટે વપરાય છે. નાબૂદી એ હકીકતનો ઉલ્લેખ કરે છે કે પદ્ધતિ એક નાબૂદી પ્રતિક્રિયા છે અને બે અવેજી ગુમાવશે. યુનિમોલેક્યુલર એ હકીકતનો ઉલ્લેખ કરે છે કે આ પ્રતિક્રિયાના દર-નિર્ધારિત પગલામાં માત્ર એક પરમાણુ અસ્તિત્વનો સમાવેશ થાય છે. છેવટે, સંયુગ્મ આધાર એ કાર્બેનિયન મધ્યવર્તીની રચનાનો સંદર્ભ આપે છે, જે પ્રારંભિક સામગ્રીનો સંયુગ્મ આધાર છે. E1cB ને સતત વર્ણપટના એક છેડા પર હોવાનું વિચારવું જોઈએ, જેમાં વિરુદ્ધ છેડે E1 પદ્ધતિ અને મધ્યમાં E2 પદ્ધતિનો સમાવેશ થાય છે. E1 પદ્ધતિમાં સામાન્ય રીતે વિપરીત લાક્ષણિકતાઓ હોય છેઃ છોડતું જૂથ સારું છે (જેમ કે-OTS અથવા-Br), જ્યારે હાઇડ્રોજન ખાસ કરીને એસિડિક નથી અને મજબૂત આધાર ગેરહાજર છે. આમ, E1 પદ્ધતિમાં, છોડતું જૂથ કાર્બોકેશન પેદા કરવા માટે પહેલા નીકળી જાય છે. છોડતા જૂથના પ્રસ્થાન પછી ખાલી p ભ્રમણકક્ષાની હાજરીને કારણે, પડોશી કાર્બન પરનું હાઇડ્રોજન વધુ એસિડિક બને છે, જે તેને પછી બીજા તબક્કામાં નબળા આધાર દ્વારા દૂર કરવાની મંજૂરી આપે છે. E2 પ્રતિક્રિયામાં, મજબૂત આધાર અને સારા છોડતા જૂથની હાજરી આધાર દ્વારા પ્રોટોન એબ્સ્ટ્રેક્શન અને છોડતા જૂથની વિદાયને એક સાથે થવાની મંજૂરી આપે છે, જે એક-પગલાની પ્રક્રિયામાં એકીકૃત સંક્રમણ સ્થિતિ તરફ દોરી જાય છે. E1cB યાંત્રિક માર્ગ નીચે પ્રતિક્રિયા આગળ વધવા માટે બે મુખ્ય જરૂરિયાતો છે. સંયોજનમાં તેના β-કાર્બન પર એસિડિક હાઇડ્રોજન હોવું જોઈએ અને α-કાર્બન પર પ્રમાણમાં નબળું છોડતું જૂથ હોવું જોઈએ. E1cB પદ્ધતિનું પ્રથમ પગલું એ β-કાર્બનનું ડિપ્રોટોનેશન છે, જેના પરિણામે કાર્બેનિયન જેવી આયનીય સંક્રમણ સ્થિતિની રચના થાય છે. આ સંક્રમણ સ્થિતિની સ્થિરતા જેટલી વધારે હશે, તેટલું વધુ તંત્ર E1cB તંત્રની તરફેણ કરશે. આ સંક્રમણ સ્થિતિને પ્રતિધ્વનિ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન એકલ જોડીના ઇન્ડક્શન અથવા ડીલોકેલાઇઝેશન દ્વારા સ્થિર કરી શકાય છે. સામાન્ય રીતે એવો દાવો કરી શકાય છે કે સબસ્ટ્રેટ પર ઇલેક્ટ્રોન ઉપાડતું જૂથ, મજબૂત આધાર, નબળું છોડતું જૂથ અને ધ્રુવીય દ્રાવક E1cB મિકેનિઝમને ટ્રિગર કરે છે. સ્થિર સંક્રમણ સ્થિતિ ધરાવતી E1cB પદ્ધતિનું ઉદાહરણ ઇથિઓફેનકાર્બના અધઃપતનમાં જોઈ શકાય છે-એક કાર્બામેટ જંતુનાશક જે પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પ્રમાણમાં ટૂંકા અર્ધ-જીવન ધરાવે છે. એમાઇનના ડિપ્રોટોનેશન પર, પરિણામી એમાઇડ પ્રમાણમાં સ્થિર હોય છે કારણ કે તે પડોશી કાર્બોનિલ સાથે સંયોજિત થાય છે. β-કાર્બન પર એસિડિક હાઇડ્રોજન સમાવવા ઉપરાંત, પ્રમાણમાં નબળું છોડતું જૂથ પણ જરૂરી છે. ખરાબ છોડતું જૂથ જરૂરી છે કારણ કે એક સારું છોડતું જૂથ પરમાણુના આયનીકરણ પહેલાં છોડી દેશે. પરિણામે, સંયોજન સંભવતઃ E2 માર્ગમાંથી આગળ વધશે. એવા સંયોજનોના કેટલાક ઉદાહરણો કે જે નબળા છોડતા જૂથો ધરાવે છે અને E1cB પદ્ધતિમાંથી પસાર થઈ શકે છે તે આલ્કોહોલ અને ફ્લોરોઆલ્કેન છે. એવું પણ સૂચવવામાં આવ્યું છે કે E1cB પદ્ધતિ આલ્કેનથી આલ્કેનને બદલે આલ્કાઇનને દૂર કરતી આલ્કીનમાં વધુ સામાન્ય છે. આ માટે એક સંભવિત સમજૂતી એ છે કે sp2 સંકરણ સહેજ વધુ એસિડિક પ્રોટોન બનાવે છે. જોકે આ પદ્ધતિ કાર્બન આધારિત નાબૂદી સુધી મર્યાદિત નથી. તે અન્ય હેટેરોઆટોમ્સ સાથે જોવા મળ્યું છે, જેમ કે ઇથિઓફેનકાર્બમાંથી ફિનોલ વ્યુત્પન્નને દૂર કરવામાં નાઇટ્રોજન. E1-અને E2-નાબૂદી પ્રતિક્રિયાઓમાંથી E1cB-નાબૂદી પ્રતિક્રિયાઓને અલગ પાડવી તમામ નાબૂદી પ્રતિક્રિયાઓમાં સંયોજનમાં અણુઓની જોડીમાંથી બે અવેજીઓને દૂર કરવાનો સમાવેશ થાય છે. આલ્કીન, આલ્કીન અથવા સમાન હેટેરોઆટમ વિવિધતાઓ (જેમ કે કાર્બોનિલ અને સાયનો) રચાય છે. E1cB મિકેનિઝમ એ માત્ર ત્રણ પ્રકારની નાબૂદી પ્રતિક્રિયાઓમાંથી એક છે. અન્ય બે નાબૂદી પ્રતિક્રિયાઓ E1 અને E2 પ્રતિક્રિયાઓ છે. તેમ છતાં પદ્ધતિઓ સમાન છે, તેઓ α-કાર્બનના ડિપ્રોટોનેશનના સમય અને છોડતા જૂથના નુકસાનમાં બદલાય છે. E1 એ યુનિમોલેક્યુલર એલિમિનેશન માટે વપરાય છે, અને E2 એ બાયમોલેક્યુલર એલિમિનેશન માટે વપરાય છે. E1 પદ્ધતિમાં, અણુમાં એક સારું છોડતું જૂથ હોય છે જે α-કાર્બનનું ડિપ્રોટોનેશન પહેલાં પ્રસ્થાન કરે છે. આ કાર્બોકેશન મધ્યવર્તીની રચનામાં પરિણમે છે. ત્યારબાદ કાર્બોકેશનને ડિપ્રોટોનેટ કરવામાં આવે છે જેના પરિણામે નવા પાઈ બોન્ડની રચના થાય છે. સામેલ અણુમાં બ્રોમિન અથવા ક્લોરિન જેવા ખૂબ જ સારા છોડતા જૂથ પણ હોવા જોઈએ, અને તેમાં પ્રમાણમાં ઓછું એસિડિક α-કાર્બન હોવું જોઈએ. E2-નાબૂદી પ્રતિક્રિયામાં, α-કાર્બનનું ડિપ્રોટોનેશન અને છોડતા જૂથનું નુકસાન બંને એક સંકલિત પગલામાં એક સાથે થાય છે. E2-નાબૂદી પદ્ધતિઓમાંથી પસાર થતા અણુઓ E1 પદ્ધતિઓમાંથી પસાર થતા અણુઓ કરતાં વધુ એસિડિક α-કાર્બન ધરાવે છે, પરંતુ તેમના α-કાર્બન E1cB પદ્ધતિઓમાંથી પસાર થતા અણુઓ જેટલા એસિડિક નથી. E2 વિરુદ્ધ E1cb માર્ગો વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત એક સંકલિત પદ્ધતિના વિરોધમાં એક અલગ કાર્બેનિયન મધ્યવર્તી છે. અભ્યાસો દર્શાવે છે કે વિવિધ હેલોજન છોડતા જૂથોનો ઉપયોગ કરીને માર્ગો અલગ પડે છે. એક ઉદાહરણ ફ્લોરિન કરતાં એનાયન માટે વધુ સારી રીતે સ્થિર હેલોજન તરીકે ક્લોરિનનો ઉપયોગ કરે છે, જે ક્લોરિન વધુ સારું છોડતું જૂથ હોવા છતાં ફ્લોરિનને છોડતું જૂથ બનાવે છે. આ પુરાવા પૂરા પાડે છે કે કાર્બેનિયન રચાય છે કારણ કે ઉત્પાદનો સૌથી સ્થિર સંકલિત E2 પદ્ધતિ દ્વારા શક્ય નથી. નીચેનું કોષ્ટક ત્રણ નાબૂદી પ્રતિક્રિયાઓ વચ્ચેના મુખ્ય તફાવતોનો સારાંશ આપે છે; જો કે, ચોક્કસ પ્રતિક્રિયામાં કઈ પદ્ધતિ મુખ્ય ભૂમિકા ભજવી રહી છે તે ઓળખવાની શ્રેષ્ઠ રીતમાં રાસાયણિક ગતિશાસ્ત્રનો ઉપયોગ સામેલ છે. E1cB-નાબૂદી પદ્ધતિઓનું રાસાયણિક ગતિશાસ્ત્ર પ્રતિક્રિયા E1cB પદ્ધતિને અનુસરે છે કે નહીં તે નક્કી કરવાનો પ્રયાસ કરતી વખતે, રાસાયણિક ગતિશાસ્ત્ર આવશ્યક છે. E1cB પદ્ધતિને ઓળખવાની શ્રેષ્ઠ રીતમાં દરના નિયમો અને ગતિશીલ આઇસોટોપ અસરનો ઉપયોગ સામેલ છે. આ તકનીકો E1cB, E1 અને E2-નાબૂદી પ્રતિક્રિયાઓ વચ્ચે વધુ તફાવત કરવામાં પણ મદદ કરી શકે છે. દરનો નિયમ જ્યારે પ્રાયોગિક રીતે એ નક્કી કરવાનો પ્રયાસ કરવામાં આવે છે કે પ્રતિક્રિયા E1cB પદ્ધતિને અનુસરે છે કે નહીં, ત્યારે રાસાયણિક ગતિશાસ્ત્ર આવશ્યક છે. E1cB પદ્ધતિને ઓળખવાની શ્રેષ્ઠ રીતોમાં દરના નિયમો અને ગતિશીલ આઇસોટોપ અસરનો ઉપયોગ સામેલ છે. E1cB પદ્ધતિઓનું સંચાલન કરતો દર કાયદો નક્કી કરવો પ્રમાણમાં સરળ છે. નીચેની પ્રતિક્રિયા યોજનાનો વિચાર કરો. એમ ધારીને કે પદ્ધતિમાં સ્થિર-સ્થિતિ કાર્બેનિયન સાંદ્રતા છે, E1cB પદ્ધતિ માટેનો દર કાયદો. આ સમીકરણ પરથી, તે સ્પષ્ટ છે કે સેકન્ડ ઓર્ડર કાઇનેટિક્સ પ્રદર્શિત થશે. E1cB મિકેનિઝમ્સ ગતિશાસ્ત્ર દરેક પગલાના દરના આધારે સહેજ બદલાઈ શકે છે. પરિણામે, E1cB મિકેનિઝમને ત્રણ વર્ગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છેઃ E1cBanion એ છે કે જ્યારે કાર્બેનિયન સ્થિર હોય અને/અથવા સબસ્ટ્રેટથી વધુ મજબૂત પાયાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે ડિપ્રોટોનેશનને બદલી ન શકાય તેવું બનાવે છે, ત્યારબાદ છોડતા જૂથની દર-નિર્ધારિત ખોટ (k1 [આધાર] k2) થાય છે. E1cBrev એ છે કે જ્યારે પ્રથમ પગલું ઉલટાવી શકાય તેવું હોય છે પરંતુ ઉત્પાદનની રચના પ્રારંભિક સામગ્રીને સુધારવા કરતાં ધીમી હોય છે, આ ફરીથી ધીમા બીજા પગલા (k−1 [કોન્જ્યુગેટ એસિડ] k2) થી પરિણમે છે. E1cBirr એ છે કે જ્યારે પ્રથમ પગલું ધીમું હોય છે, પરંતુ એકવાર એનાયન રચાય છે ત્યારે ઉત્પાદન ઝડપથી અનુસરે છે (k2·k−1 [સંયુક્ત એસિડ]). આ અપરિવર્તનીય પ્રથમ પગલું તરફ દોરી જાય છે પરંતુ E1cBanion થી વિપરીત, ડિપ્રોટોનેશન એ દર નિર્ધારિત કરે છે. કાઇનેટિક આઇસોટોપ અસર ડ્યુટેરિયમ ડ્યુટેરિયમ એક્સચેન્જ અને ડ્યુટેરિયમ કાઇનેટિક આઇસોટોપ અસર E1cBrev, E1cBanion અને E1cBirr વચ્ચે તફાવત કરવામાં મદદ કરી શકે છે. જો દ્રાવક પ્રોટિક હોય અને તેમાં હાઇડ્રોજન (દા. ત., CH3OD) ની જગ્યાએ ડ્યુટેરિયમ હોય, તો પછી પ્રારંભિક સામગ્રીમાં પ્રોટોનના વિનિમય પર નજર રાખી શકાય છે. જો પુનઃપ્રાપ્ત પ્રારંભિક સામગ્રીમાં ડ્યુટેરિયમ હોય, તો પ્રતિક્રિયા મોટે ભાગે E1cBrev પ્રકારની પદ્ધતિમાંથી પસાર થઈ રહી છે. યાદ કરો, આ પદ્ધતિમાં કાર્બેનિયનનું પ્રોટોનેશન (કાં તો સંયુક્ત એસિડ દ્વારા અથવા દ્રાવક દ્વારા) છોડતા જૂથના નુકસાન કરતાં ઝડપી છે. આનો અર્થ એ છે કે કાર્બેનિયનની રચના થયા પછી, તે પ્રારંભિક સામગ્રી બનાવવા માટે દ્રાવકમાંથી ઝડપથી પ્રોટોનને દૂર કરશે. જો રિએક્ટન્ટમાં β સ્થિતિ પર ડ્યુટેરિયમ હોય, તો પ્રાથમિક કાઇનેટિક આઇસોટોપ અસર સૂચવે છે કે ડિપ્રોટોનેશન દર નક્કી કરે છે. ત્રણ E1cB પદ્ધતિઓમાંથી, આ પરિણામ માત્ર E1cBirr પદ્ધતિ સાથે સુસંગત છે, કારણ કે આઇસોટોપ પહેલેથી જ E1cBanion માં દૂર કરવામાં આવ્યું છે અને જૂથનું પ્રસ્થાન છોડવું એ E1cBrev માં દર નક્કી કરે છે. ફ્લોરીન-19 અને કાર્બન-11 બીજી રીત કે જે ગતિશીલ આઇસોટોપ અસર E1cB પદ્ધતિઓને અલગ પાડવામાં મદદ કરી શકે છે તેમાં 19F નો ઉપયોગ સામેલ છે. ફ્લોરિન પ્રમાણમાં નબળું છોડતું જૂથ છે, અને તે ઘણીવાર E1cB પદ્ધતિઓમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. તબીબી સંશોધનમાં રેડિયોફાર્માસ્યુટિકલ્સ અને અન્ય સંયોજનોના લેબલિંગમાં પણ ફ્લોરિન કાઇનેટિક આઇસોટોપ અસરો લાગુ કરવામાં આવે છે. આ પ્રયોગ એ નક્કી કરવામાં ખૂબ જ ઉપયોગી છે કે છોડતા જૂથની ખોટ એ પદ્ધતિમાં દર-નિર્ધારિત પગલું છે કે નહીં અને E1cBirr અને E2 પદ્ધતિઓ વચ્ચે તફાવત કરવામાં મદદ કરી શકે છે. 11C નો ઉપયોગ સંક્રમણ સ્થિતિ માળખાની પ્રકૃતિની તપાસ કરવા માટે પણ થઈ શકે છે. 11C નો ઉપયોગ કાર્બોનિયનની રચનાનો અભ્યાસ કરવા તેમજ તેના જીવનકાળનો અભ્યાસ કરવા માટે થઈ શકે છે, જે માત્ર એ જ દર્શાવી શકતું નથી કે પ્રતિક્રિયા બે-પગલાંની E1cB પદ્ધતિ છે (સંકલિત E2 પદ્ધતિના વિરોધમાં), પરંતુ તે સંક્રમણ સ્થિતિ માળખાના જીવનકાળ અને સ્થિરતાને પણ સંબોધિત કરી શકે છે, જે ત્રણ અલગ-અલગ પ્રકારની E1cB પદ્ધતિઓ વચ્ચે વધુ તફાવત કરી શકે છે. એલ્ડોલ પ્રતિક્રિયાઓ E1cB નાબૂદીમાંથી પસાર થતી સૌથી જાણીતી પ્રતિક્રિયા એ મૂળભૂત પરિસ્થિતિઓમાં એલ્ડોલ ઘનીકરણ પ્રતિક્રિયા છે. આમાં કાર્બોનિલ જૂથ ધરાવતા સંયોજનનું ડિપ્રોટોનેશન સામેલ છે જે એનોલેટની રચનામાં પરિણમે છે. એનોલેટ એ પ્રારંભિક સામગ્રીનો ખૂબ જ સ્થિર સંયુગ્મ આધાર છે, અને પ્રતિક્રિયામાં મધ્યસ્થીઓમાંનો એક છે. આ એનોલેટ પછી ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે કામ કરે છે અને ઇલેક્ટ્રોફિલિક એલ્ડિહાઇડ પર હુમલો કરી શકે છે. એલ્ડોલ ઉત્પાદન પછી ઇ1સીબી નિર્જલીકરણ પ્રતિક્રિયામાં પાણીને દૂર કરીને બીજા એનોલેટની રચના કરીને ડિપ્રોટોનેટ કરવામાં આવે છે. એલ્ડોલ પ્રતિક્રિયાઓ કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રમાં ચાવીરૂપ પ્રતિક્રિયા છે કારણ કે તેઓ કાર્બન-કાર્બન બંધ રચવાનું સાધન પૂરું પાડે છે, જે વધુ જટિલ અણુઓના સંશ્લેષણ માટે પરવાનગી આપે છે. ફોટો-પ્રેરિત E1cB એ લુકમેન એટ અલ દ્વારા E1cB ના ફોટોકેમિકલ સંસ્કરણની જાણ કરવામાં આવી છે. આ અહેવાલમાં, ફોટોકેમિકલી પ્રેરિત ડીકાર્બોક્સિલેશન પ્રતિક્રિયા કાર્બેનિયન મધ્યવર્તી પેદા કરે છે, જે પછીથી છોડતા જૂથને દૂર કરે છે. આ પ્રતિક્રિયા E1cB ના અન્ય સ્વરૂપોથી અલગ છે કારણ કે તેને કાર્બેનિયન ઉત્પન્ન કરવા માટે આધારની જરૂર નથી. કાર્બેનિયન રચનાનું પગલું બદલી ન શકાય તેવું છે, અને તેથી તેને E1cBirr તરીકે વર્ગીકૃત કરવું જોઈએ. જીવવિજ્ઞાનમાં E1cB-નાબૂદી પ્રતિક્રિયા એ જીવવિજ્ઞાનમાં એક મહત્વપૂર્ણ પ્રતિક્રિયા છે. ઉદાહરણ તરીકે, ગ્લાયકોલિસિસના ઉપાંત્ય તબક્કામાં E1cB પદ્ધતિનો સમાવેશ થાય છે. આ પગલામાં 2-ફોસ્ફોગ્લિસરેટનું ફોસ્ફોએનોલપાયરુવેટમાં રૂપાંતર સામેલ છે, જે એન્ઝાઇમ એનોલેઝ દ્વારા સરળ બને છે. આ પણ જુઓ નાબૂદી પ્રતિક્રિયા પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિ કાર્બોકેશન કાર્બેનિયન સંદર્ભો નાબૂદી પ્રતિક્રિયાઓ પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિઓ