Stacking (chemistry)
રસાયણશાસ્ત્રમાં, પાઈ સ્ટેકિંગ (જેને π-π સ્ટેકિંગ પણ કહેવાય છે) એ સુગંધિત રિંગ્સના પાઈ બોન્ડ્સ વચ્ચેની અનુમાનિત આકર્ષક, બિન-સહસંયોજક પાઈ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ (ઓર્બિટલ ઓવરલેપ) નો સંદર્ભ આપે છે. જો કે આ ઘટનાનું ભ્રામક વર્ણન છે કારણ કે સુગંધિત રિંગ્સ ("સેન્ડવિચ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા") નું સીધું સ્ટેકીંગ વિદ્યુતસ્થૈતિક રીતે પ્રતિકારક છે. જે વધુ સામાન્ય રીતે જોવા મળે છે (જમણી બાજુની આકૃતિ જુઓ) તે કાં તો અસ્થિર સ્ટેકીંગ (સમાંતર વિસ્થાપિત) અથવા પાઇ-ટીઇંગ (લંબરૂપ ટી-આકારની) ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે જે બંને ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક આકર્ષક છે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્રોટીનમાં એમિનો એસિડના અવશેષોની સુગંધિત રિંગ્સ વચ્ચેની સૌથી સામાન્ય રીતે જોવા મળતી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ એ સ્ટેક્ડ સ્ટેક્ડ છે જે પછી લંબરૂપ દિશા છે. સેન્ડવિચ દિશાઓ પ્રમાણમાં દુર્લભ છે. પાઈ સ્ટેકીંગ પ્રતિકારક છે કારણ કે તે એક વીંટીમાંથી આંશિક નકારાત્મક ચાર્જવાળા કાર્બન પરમાણુઓને બીજી વીંટીમાંથી અન્ય આંશિક નકારાત્મક ચાર્જવાળા કાર્બન પરમાણુઓની ટોચ પર મૂકે છે અને અન્ય હાઇડ્રોજન અણુઓની ટોચ પર આંશિક સકારાત્મક ચાર્જવાળા હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ મૂકે છે જે એ જ રીતે આંશિક સકારાત્મક ચાર્જ ધરાવે છે. સ્ટેગર્ડ સ્ટેકિંગમાં, બે સુગંધિત રિંગ્સમાંથી એકને બાજુની બાજુએ સરભર કરવામાં આવે છે જેથી પ્રથમ રિંગમાં આંશિક નકારાત્મક ચાર્જ ધરાવતા કાર્બન પરમાણુઓને બીજી રિંગમાં આંશિક હકારાત્મક ચાર્જ સાથે હાઇડ્રોજન અણુઓની ઉપર મૂકવામાં આવે જેથી ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ આકર્ષક બને. તેવી જ રીતે, પાઈ-ટીઇંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ જેમાં બે રિંગ્સ એકબીજા સાથે લંબરૂપ હોય છે તે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિકલી આકર્ષક છે કારણ કે તે આંશિક રીતે નકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરેલા કાર્બન અણુઓની નજીકમાં આંશિક હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરેલા હાઇડ્રોજન પરમાણુને મૂકે છે. સ્ટેગર્ડ સ્ટેકિંગ માટેની પસંદગી માટે વૈકલ્પિક સમજૂતી વેન ડેર વાલ્સ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ (આકર્ષક વિખેરણ વત્તા પાઉલી પ્રતિકર્ષણ) વચ્ચેના સંતુલનને કારણે છે. સુગંધિત રિંગ્સ વચ્ચેની આ અસ્થિર સ્ટેકીંગ અને π-ટીઇંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ડીએનએ અને આરએનએ અણુઓની અંદર ન્યુક્લિયોબેઝ સ્ટેકિંગ, પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ, ટેમ્પલેટ-નિર્દેશિત સંશ્લેષણ, સામગ્રી વિજ્ઞાન અને પરમાણુ માન્યતામાં મહત્વપૂર્ણ છે. વૈજ્ઞાનિક સાહિત્યમાં પાઈ સ્ટેકિંગ શબ્દનો વ્યાપક ઉપયોગ હોવા છતાં, તેના ઉપયોગ માટે કોઈ સૈદ્ધાંતિક સમર્થન નથી. પાઈ સ્ટેકિંગ સામેના પુરાવા બેન્ઝિન ડાયમર એ પાઈ સ્ટેકિંગના અભ્યાસ માટેની પ્રોટોટાઇપિકલ સિસ્ટમ છે, અને ટી-આકારના ડાયમર માટે દળના કેન્દ્રો વચ્ચે 4.96 Å ના વિભાજન સાથે ગેસ તબક્કામાં 8-12 kJ/mol (2-3 kcal/mol) દ્વારા પ્રાયોગિક રીતે બંધાયેલ છે. નાની બંધનકર્તા ઊર્જા બેન્ઝિન ડાયમરને પ્રાયોગિક રીતે અભ્યાસ કરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે, અને ડાયમર પોતે જ નીચા તાપમાને સ્થિર હોય છે અને ક્લસ્ટર માટે સંવેદનશીલ હોય છે. પાઈ સ્ટેકિંગ સામેના અન્ય પુરાવા એક્સ-રે સ્ફટિક માળખાના નિર્ધારણમાંથી આવે છે. ઘણા સરળ સુગંધિત સંયોજનોના સ્ફટિક માળખામાં લંબ અને ઓફસેટ સમાંતર રૂપરેખાંકનો જોઇ શકાય છે. પ્રોટીન ડેટા બેંકમાં ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન એક્સ-રે પ્રોટીન સ્ફટિક માળખાના સર્વેક્ષણમાં સમાન ઓફસેટ સમાંતર અથવા લંબરૂપ ભૂમિતિઓ જોવા મળી હતી. સુગંધિત એમિનો એસિડ ફેનાઇલાલેનાઇન, ટાયરોસિન, હિસ્ટિડીન અને ટ્રિપ્ટોફેનનું વિશ્લેષણ સૂચવે છે કે આ બાજુની સાંકળોના ડાયમર્સ સરેરાશ વેન ડેર વાલ્સ ત્રિજ્યા કરતા મોટા અંતર પર ઘણી સંભવિત સ્થિર ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ધરાવે છે. ભૌમિતિક રૂપરેખાંકનો બેન્ઝિન ડાયમરની પસંદગીની ભૂમિતિઓને ઉચ્ચ સ્તરના સિદ્ધાંત પર એમપી2-આર12/એ ગણતરીઓ અને ખૂબ મોટા પ્રતિકૂળ-સુધારેલા ઓગ-સીસી-પીવીટીઝેડ આધાર સમૂહો સાથે તૈયાર કરવામાં આવી છે. બે સૌથી સ્થિર રચનાઓ સમાંતર વિસ્થાપિત અને ટી-આકારની છે, જે અનિવાર્યપણે આઇસોએનર્જેટિક છે. તેનાથી વિપરીત, સેન્ડવિચ રૂપરેખાંકન પાઈ સિસ્ટમના ઓવરલેપને મહત્તમ કરે છે, જે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને અસ્થિર કરે છે. સેન્ડવિચ રૂપરેખાંકન ઊર્જાસભર કાઠી બિંદુને રજૂ કરે છે, જે એક્સ-રે સ્ફટિક ડેટામાં આ રૂપરેખાંકનની સંબંધિત દુર્લભતા સાથે સુસંગત છે. બેન્ઝિન ડાયમરની આ ત્રણ ભૌમિતિક રૂપરેખાંકનોની સંબંધિત બંધનકર્તા ઊર્જાને ચતુર્ભુજ/ચતુર્ભુજ અને લંડન વિક્ષેપ દળોના સંતુલન દ્વારા સમજાવી શકાય છે. જ્યારે બેન્ઝિનમાં દ્વિધ્રુવ ક્ષણ હોતી નથી, ત્યારે તેમાં મજબૂત ચતુર્ભુજ ક્ષણ હોય છે. સ્થાનિક C-H દ્વિધ્રુવનો અર્થ એ છે કે રિંગમાં અણુઓ પર હકારાત્મક ચાર્જ હોય છે અને અનુરૂપ નકારાત્મક ચાર્જ રિંગની ઉપર અને નીચે ઇલેક્ટ્રોન વાદળનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. ફ્લોરિનની ઇલેક્ટ્રોનગેટિવિટીને કારણે હેક્સાફ્લોરોબેન્ઝિન માટે ક્વાડ્રુપોલ મોમેન્ટ ઉલટું થાય છે. સેન્ડવિચ રૂપરેખાંકનમાં બેન્ઝિન ડાયમર લંડન વિખેરણ દળો દ્વારા સ્થિર થાય છે પરંતુ પ્રતિકારક ક્વાડ્રુપોલ/ક્વાડ્રુપોલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા અસ્થિર થાય છે. બેન્ઝિન રિંગ્સમાંથી એકને સરભર કરીને, સમાંતર વિસ્થાપિત રૂપરેખાંકન આ પ્રતિકારક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને ઘટાડે છે અને સ્થિર થાય છે. સુગંધિત વીંટીઓની વિશાળ ધ્રુવીકરણક્ષમતા સ્ટેકિંગ અસરોમાં મુખ્ય યોગદાન તરીકે વિખેરાયેલી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ તરફ દોરી જાય છે. આ ન્યુક્લિયોબેઝની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ માટે મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે, દા. ત. ડીએનએમાં. ટી-આકારની રચના અનુકૂળ ચતુર્ભુજ/ચતુર્ભુજ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનો આનંદ માણે છે, કારણ કે એક બેન્ઝિન રિંગનું સકારાત્મક ચતુર્ભુજ બીજાના નકારાત્મક ચતુર્ભુજ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. બેન્ઝિનની વીંટીઓ આ રૂપરેખાંકનમાં સૌથી વધુ દૂર હોય છે, તેથી અનુકૂળ ચતુર્ભુજ/ચતુર્ભુજ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દેખીતી રીતે ઘટતા પ્રસરણ બળોની ભરપાઈ કરે છે. અવેજી અસરો પાઈ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને ફાઇન-ટ્યુન કરવાની ક્ષમતા અસંખ્ય કૃત્રિમ પ્રયત્નોમાં ઉપયોગી થશે. એક ઉદાહરણ સુગંધિત અવશેષો ધરાવતા એન્ઝાઇમ પોકેટ સાથે નાના-પરમાણુ અવરોધકની બંધનકર્તા આત્મીયતામાં વધારો કરવાનું હશે. પાઈ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ પર હેટેરોઆટોમ્સ અને અવેજીની અસરો મોડેલ કરવી મુશ્કેલ છે અને ચર્ચાનો વિષય છે. ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક મોડેલ પાઈ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં અવેજીની ભૂમિકા માટેનું પ્રારંભિક મોડેલ હન્ટર અને સેન્ડર્સ દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું. વિદ્યુતસ્થૈતિકતા અવેજી અસરોમાં પ્રબળ છે તે ગુણાત્મક રીતે નક્કી કરવા માટે તેમણે સિગ્મા અને પાઈ પરમાણુ ચાર્જ, સંબંધિત દિશાઓ અને વેન ડેર વાલ્સ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ પર આધારિત સરળ ગાણિતિક નમૂનાનો ઉપયોગ કર્યો હતો. તેમના નમૂના અનુસાર, ઇલેક્ટ્રોન ખેંચતા જૂથો સુગંધિત વીંટીના નકારાત્મક ચતુર્ભુજને ઘટાડે છે અને તેથી સમાંતર વિસ્થાપિત અને સેન્ડવિચ રચનાઓને પસંદ કરે છે. તેનાથી વિપરીત, ઇલેક્ટ્રોન દાન કરનારા જૂથો નકારાત્મક ચતુર્ભુજમાં વધારો કરે છે, જે યોગ્ય ભૂમિતિ સાથે ટી-આકારના રૂપરેખાંકનમાં ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની શક્તિમાં વધારો કરી શકે છે. આ મોડેલના આધારે, લેખકોએ પાઈ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને સંચાલિત કરતા નિયમોનો સમૂહ પ્રસ્તાવિત કર્યો હતો જે વધુ વ્યવહારદક્ષ ગણતરીઓ લાગુ ન થાય ત્યાં સુધી પ્રચલિત હતો. હન્ટર-સેન્ડર્સ મોડેલ માટે પ્રાયોગિક પુરાવા સીગલ એટ અલ દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવ્યા હતા. અવેજી સિન-અને ની શ્રેણીનો ઉપયોગ કરીને. આ સંયોજનોમાં સ્ટેરિક ભીડને કારણે સ્ટેક્ડ ભૂમિતિમાં એરિલ જૂથો "ફેસ-ઓફ" થાય છે, અને એપિમરાઇઝેશન માટેના અવરોધને ન્યુક્લિયર મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી દ્વારા માપવામાં આવ્યો હતો. લેખકોએ નોંધ્યું હતું કે ઇલેક્ટ્રોન-ઉપાડના અવેજી સાથે એરિલ રિંગ્સમાં પરિભ્રમણ માટે વધુ અવરોધો હતા. આ પરિણામનું અર્થઘટન એ હતું કે આ જૂથોએ સુગંધિત રિંગ્સની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતામાં ઘટાડો કર્યો હતો, જે વધુ અનુકૂળ સેન્ડવિચ પાઇ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને મંજૂરી આપે છે અને આમ ઉચ્ચ અવરોધ છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ઇલેક્ટ્રોન ખેંચતા જૂથો જમીનની સ્થિતિમાં "ઓછી પ્રતિકૂળ" વિદ્યુતસ્થૈતિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં પરિણમ્યા હતા. હન્ટર એટ અલ. પાઈ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં અવેજી અસરોના મુદ્દા પર હાઇડ્રોજન-બંધાયેલ "ઝિપર" સાથે વધુ વ્યવહારદક્ષ રાસાયણિક ડબલ મ્યુટન્ટ ચક્ર લાગુ કર્યું. આ તકનીકનો ઉપયોગ બિન-સહસંયોજક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનો અભ્યાસ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો છે. એકલ પરિવર્તન, આ કિસ્સામાં સુગંધિત વીંટી પર અવેજીને બદલીને, હાઇડ્રોજન બંધની શક્તિમાં ફેરફાર જેવી ગૌણ અસરોમાં પરિણમે છે. બેવડા પરિવર્તન આ ગૌણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનું પ્રમાણ નક્કી કરે છે, જેમ કે રસની નબળી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને પણ એરેમાંથી વિચ્છેદિત કરી શકાય છે. તેમના પરિણામો સૂચવે છે કે વધુ ઇલેક્ટ્રોન ખેંચતા અવેજીમાં ઓછી પ્રતિકારક પાઇ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ હોય છે. તદનુસાર, આ વલણ પેન્ટાફ્લોરોફિનાઇલબેન્ઝિન સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ માટે બરાબર ઊંધું હતું, જે તીવ્રતામાં ચતુર્ભુજ ક્ષણ ધરાવે છે પરંતુ બેન્ઝિનની નિશાનીમાં વિરુદ્ધ છે. આ તારણો હન્ટર-સેન્ડર્સ મોડેલ માટે સીધા પુરાવા પૂરા પાડે છે. જો કે, ડબલ મ્યુટન્ટ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવેલી સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ આશ્ચર્યજનક રીતે નાની હતી, અને લેખકો નોંધે છે કે મૂલ્યો અન્ય સિસ્ટમોમાં તબદીલીપાત્ર ન પણ હોઈ શકે. અનુવર્તી અભ્યાસમાં, હન્ટર એટ અલ. ડબલ મ્યુટન્ટ ચક્રમાં ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી સુગંધિત વીંટીઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઊર્જાઓ વિદ્યુતસ્થૈતિક અસરો દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવે છે તે પ્રથમ અંદાજ માટે ચકાસાયેલ છે. જો કે, લેખકો નોંધે છે કે રિંગ અવેજી સાથે સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ, નીચે ચર્ચા કરવામાં આવી છે, તે પણ મહત્વપૂર્ણ યોગદાન આપે છે. ખરેખર, આ બે પરિબળોની આંતરક્રિયા પાઈ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના જટિલ અવેજી-અને ભૂમિતિ-આધારિત વર્તનમાં પરિણમી શકે છે. સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા મોડેલ હન્ટર-સેન્ડર્સ મોડેલની અસંખ્ય સંશોધન જૂથો દ્વારા ટીકા કરવામાં આવી છે, જે પાઈ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના વિરોધાભાસી પ્રાયોગિક અને કોમ્પ્યુટેશનલ પુરાવા પ્રદાન કરે છે જે મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક અસરો દ્વારા સંચાલિત નથી. ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક અવેજી અસરો સામેના સ્પષ્ટ પ્રાયોગિક પુરાવા રશકિન અને વોટર્સ દ્વારા નોંધવામાં આવ્યા હતા. તેઓએ મેટા-અને પેરા-અવેજી એન-બેન્ઝિલ-2-(2-ફ્લોરોફિનાઇલ)-પાયરિડિનિયમ બ્રોમાઇડ્સનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જે પાઈ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ માટે એક મોડેલ સિસ્ટમ તરીકે સમાંતર વિસ્થાપિત રચનામાં ગોઠવાય છે. તેમની પ્રણાલીમાં, મિથાઈલીન લિંકર અનુકૂળ ટી-આકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને પ્રતિબંધિત કરે છે. અગાઉના મોડેલોની જેમ, પાઈ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની સંબંધિત શક્તિને એન. એમ. આર. દ્વારા બાયેરિલ બોન્ડ વિશેના પરિભ્રમણના દર તરીકે માપવામાં આવી હતી, કારણ કે સંક્રમણ સ્થિતિમાં પાઈ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ વિક્ષેપિત થાય છે. પેરા-અવેજી રિંગ્સમાં નાના પરિભ્રમણ અવરોધો હતા જે અગાઉના તારણો સાથે સુસંગત, વધુને વધુ ઇલેક્ટ્રોન-ખેંચતા જૂથો સાથે વધ્યા હતા. જો કે, સુગંધિત રિંગમાં લગભગ સમાન ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા હોવા છતાં મેટા-અવેજી રિંગ્સમાં પરિભ્રમણના ઘણા મોટા અવરોધો હતા. લેખકો આ વિસંગતતાને એક વીંટીના હાઇડ્રોજન અણુઓની ધારની બીજી વીંટી પરના ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ અવેજી સાથે સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા તરીકે સમજાવે છે. આ દાવાને પ્રશ્નમાં રહેલા પ્રોટોનની રાસાયણિક પાળી માહિતી દ્વારા સમર્થન આપવામાં આવે છે. પાઈ સ્ટેકિંગમાં પરિબળોના સંબંધિત યોગદાનનું મોટાભાગનું વિગતવાર વિશ્લેષણ ગણતરી દ્વારા કરવામાં આવ્યું છે. શેરિલ અને સિનોક્રોટે ઉચ્ચ-સ્તરના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને એક આશ્ચર્યજનક તારણની જાણ કરી હતી કે સેન્ડવિચ રૂપરેખાંકનમાં બેન્ઝિન ડાયમર કરતાં તમામ અવેજી બેન્ઝિન ડાયમર વધુ અનુકૂળ બંધનકર્તા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ધરાવે છે. શેરિલ જૂથના પછીના કોમ્પ્યુટેશનલ કાર્યમાં જાણવા મળ્યું કે સેન્ડવિચ રૂપરેખાંકન માટે અવેજી અસરો એડિટિવ છે, જે પ્રસરણ દળોના મજબૂત પ્રભાવ અને અવેજીઓ વચ્ચે સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા તરફ નિર્દેશ કરે છે. એવું નોંધવામાં આવ્યું હતું કે ટી-આકારના રૂપરેખાંકનમાં અવેજી બેન્ઝીન વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ વધુ જટિલ હતી. છેવટે, શેરિલ અને સિનોક્રોટ તેમના સમીક્ષા લેખમાં દલીલ કરે છે કે ઇલેક્ટ્રોન દાન અથવા અવેજી પાછા ખેંચવા પર આધારિત વલણની કોઈપણ ઝલકને વિનિમય-વિકર્ષણ અને વિક્ષેપ શરતો દ્વારા સમજાવી શકાય છે. હોક અને વ્હીલર પાઇ સ્ટેકિંગમાં સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના મહત્વ માટે આકર્ષક ગણતરીના પુરાવા પણ પ્રદાન કરે છે. સેન્ડવિચ રચનામાં અવેજી બેન્ઝિન ડાયમર્સના તેમના વિશ્લેષણમાં, તેઓ અત્યંત સરળ મોડેલનો ઉપયોગ કરીને તેમના તારણોને પુનરાવર્તિત કરવામાં સક્ષમ હતા જ્યાં અવેજી બેન્ઝિન, Ph-X, ને H-X દ્વારા બદલવામાં આવ્યું હતું. નોંધપાત્ર રીતે, આ ક્રૂડ મોડેલ સંબંધિત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઊર્જામાં સમાન વલણમાં પરિણમ્યું, અને Ph-X માટે ગણવામાં આવેલા મૂલ્યો સાથે મજબૂત રીતે સહસંબંધ ધરાવે છે. આ તારણ સૂચવે છે કે બેન્ઝિન ડાયમરમાં અવેજી અસરો સુગંધિત વીંટી સાથે અવેજીની સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે છે, અને અવેજી બેન્ઝિનની પાઈ સિસ્ટમ સામેલ નથી. આ પછીનો મુદ્દો નીચે વિસ્તૃત કરવામાં આવ્યો છે. સારાંશમાં, એવું લાગે છે કે પાઈ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં જોવા મળતી અવેજી અસરો માટે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ, વિક્ષેપ અને સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનું સંબંધિત યોગદાન ભૂમિતિ અને પ્રાયોગિક ડિઝાઇન પર ખૂબ નિર્ભર છે. આ બાબતે સર્વસંમતિનો અભાવ સમસ્યાની જટિલતાને પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે. સુગંધિતતાની જરૂરિયાત પાઈ સ્ટેકિંગની પરંપરાગત સમજણમાં પી-ઓર્બિટલ્સમાં ડીલોકલાઇઝ્ડ ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચે ક્વાડ્રુપોલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા થાય તે માટે સુગંધિતતાની જરૂર હોવી જોઈએ. જો કે, કેટલાક જૂથોએ વિરોધાભાસી પુરાવા પૂરા પાડ્યા છે, જેમાં પ્રશ્ન કરવામાં આવ્યો છે કે શું પાઈ સ્ટેકિંગ એક અનન્ય ઘટના છે કે શું તે અન્ય તટસ્થ, બંધ-શેલ અણુઓ સુધી વિસ્તરે છે. ઉપર ઉલ્લેખિત અન્ય લોકોથી અલગ ન હોય તેવા એક પ્રયોગમાં, પાલીવાલ અને સહ-લેખકોએ બે રચનાત્મક સ્થિતિઓ સાથે એરિલ એસ્ટરમાંથી પરમાણુ વળાંકનું સંતુલન બનાવ્યું હતું. ફોલ્ડેડ સ્થિતિમાં ટી-આકારની ભૂમિતિ સાથે સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત પાઈ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા હતી, જ્યારે અનફોલ્ડેડ સ્થિતિમાં કોઈ એરિલ-એરિલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા નહોતી. બે રચનાઓના એન. એમ. આર. રાસાયણિક ફેરફારો અલગ હતા અને તેનો ઉપયોગ બે સ્થિતિઓના ગુણોત્તરને નિર્ધારિત કરવા માટે થઈ શકે છે, જેને ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર દળોના માપ તરીકે અર્થઘટન કરવામાં આવ્યું હતું. લેખકો અહેવાલ આપે છે કે ફોલ્ડેડ સ્થિતિ માટેની પસંદગી એરીલ એસ્ટર માટે અનન્ય નથી. ઉદાહરણ તરીકે, સાયક્લોહેક્સિલ એસ્ટર ફિનાઇલ એસ્ટર કરતાં ફોલ્ડેડ સ્થિતિની વધુ તરફેણ કરે છે, અને ટર્ટ-બ્યુટાઇલ એસ્ટર કોઈપણ એરિલ એસ્ટર દ્વારા બતાવ્યા કરતાં વધુ પસંદગી દ્વારા ફોલ્ડેડ સ્થિતિની તરફેણ કરે છે. આ સૂચવે છે કે સુગંધિત વીંટી સાથે અનુકૂળ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માટે સુગંધિતતા એ કડક જરૂરિયાત નથી. બિન-એરોમેટિક પાઇ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ માટેના અન્ય પુરાવાઓમાં સૈદ્ધાંતિક રસાયણશાસ્ત્રમાં નિર્ણાયક અભ્યાસોનો સમાવેશ થાય છે, જે પ્રયોગમૂલક અવલોકનોની અંતર્ગત પદ્ધતિઓ સમજાવે છે. ગ્રિમે નોંધ્યું હતું કે એક કે બે રિંગ્સ ધરાવતા નાના ડાયમરની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઊર્જા સુગંધિત અને સંતૃપ્ત સંયોજનો બંને માટે ખૂબ સમાન છે. આ તારણ જીવવિજ્ઞાન માટે ખાસ સુસંગતતા ધરાવે છે, અને સૂચવે છે કે સ્ટેક્ડ ન્યુક્લિયોબેઝ જેવી ઘટનાઓમાં પાઈ સિસ્ટમોનું યોગદાન વધુ પડતું આંકવામાં આવી શકે છે. જો કે, એવું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે મોટા સુગંધિત ડાયમર માટે સ્થિર ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં વધારો જોવા મળે છે. અગાઉ નોંધ્યું છે તેમ, આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઊર્જા ભૂમિતિ પર ખૂબ નિર્ભર છે. ખરેખર, મોટા સુગંધિત ડાયમર માત્ર સેન્ડવિચ ભૂમિતિમાં તેમના સંતૃપ્ત સમકક્ષોની તુલનામાં સ્થિર થાય છે, જ્યારે તેમની ઊર્જા ટી-આકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં સમાન હોય છે. સુગંધની ભૂમિકાને મોડેલિંગ કરવા માટે વધુ સીધો અભિગમ બ્લૂમ અને વ્હીલર દ્વારા લેવામાં આવ્યો હતો. લેખકોએ બેન્ઝિન અને 2-મિથાઈલનાફ્થાલીન અથવા તેના બિન-એરોમેટિક આઇસોમર, 2-મિથાઈલિન-2,3-ડાયહાઇડ્રોનાફ્થાલીન વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની સરખામણી કરી. બાદમાંનું સંયોજન પી-ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાને જાળવી રાખવાનું સાધન પૂરું પાડે છે, જો કે, ડીલોકેલાઇઝેશનની અસરોને દૂર કરે છે. આશ્ચર્યજનક રીતે, બિન-એરોમેટિક સંયોજન માટે બેન્ઝિન સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઊર્જા વધારે હોય છે, જે સૂચવે છે કે પાઈ-બોન્ડ સ્થાનિકીકરણ પાઈ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં અનુકૂળ છે. લેખકોએ બેન્ઝિનના ઇથિલિન અને 1,3-બ્યુટાડાઈનમાં હોમોડેસમોટિક વિચ્છેદનને પણ ધ્યાનમાં લીધું અને બેન્ઝિન સાથે સેન્ડવિચમાં આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની સરખામણી કરી. તેમની ગણતરી સૂચવે છે કે બેન્ઝિન અને હોમોડેસમોટિક બેન્ઝિન વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઊર્જા સેન્ડવિચ અને સમાંતર વિસ્થાપિત રચનાઓ બંનેમાં બેન્ઝિન ડાયમર કરતા વધારે છે, જે ફરીથી સ્થાનિક પાઇ-બોન્ડ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની અનુકૂળતા પર પ્રકાશ પાડે છે. આ પરિણામો ભારપૂર્વક સૂચવે છે કે આ મોડેલમાં પાઈ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ માટે સુગંધિતતાની જરૂર નથી. આ પુરાવાના પ્રકાશમાં પણ, ગ્રિમે નિષ્કર્ષ કાઢે છે કે પાઈ સ્ટેકિંગ ખરેખર અસ્તિત્વમાં છે. જો કે, તેઓ ચેતવણી આપે છે કે નાની રિંગ્સ, ખાસ કરીને ટી-આકારની રચનાઓ, તેમના સંતૃપ્ત સમકક્ષોથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ રીતે વર્તતી નથી, અને આ શબ્દ સ્ટેક્ડ રચનાઓમાં મોટી રિંગ્સ માટે નિર્દિષ્ટ થવો જોઈએ જે સહકારી પાઇ ઇલેક્ટ્રોન અસર દર્શાવે છે. એપ્લિકેશન્સ સ્ટેકિંગનું શક્તિશાળી પ્રદર્શન બકીકેચરમાં જોવા મળે છે. આ મોલેક્યુલર ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી બંને સંયોજનો ધરાવતા ટોલ્યુઈન દ્રાવણને બાષ્પીભવન કરીને જ જટિલતા થાય છે. દ્રાવણમાં 8600 એમ-1 નો જોડાણ અચળાંક એન. એમ. આર. રાસાયણિક પાળીમાં ફેરફારોના આધારે માપવામાં આવે છે. પાઈ સ્ટેકિંગ પ્રોટીન સ્ફટિક માળખામાં પ્રચલિત છે, અને નાના અણુઓ અને પ્રોટીન વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં પણ ફાળો આપે છે. પરિણામે, પાઇ-પાઇ અને કેટાયન-પાઇ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ તર્કસંગત દવાની રચનામાં મહત્વપૂર્ણ પરિબળો છે. એક ઉદાહરણ એફડીએ-મંજૂર એસિટિલકોલિનેસ્ટેરેસ (એસીએચઇ) અવરોધક ટેક્રાઇન છે જેનો ઉપયોગ અલ્ઝાઇમર રોગની સારવારમાં થાય છે. ટેક્રાઇનને ટીઆરપી84ની ઇન્ડોલિક રીંગ સાથે પાઈ સ્ટેકિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે, અને આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો ઉપયોગ નવલકથા એસીએચઈ અવરોધકોની તર્કસંગત રચનામાં કરવામાં આવ્યો છે. ઔષધીય સક્રિય સંયોજનોમાં ઉમેરો પી. આઈ. સંકલિત ફિનાઇલના વિવિધ પ્રકારોનું બેન્ઝિનની જગ્યાએ સાયક્લોપેન્ટાડાયનીલ અને ટ્રાઇકાર્બોનિલનો ઉપયોગ કરીને η6-ફિનાઇલટ્રોપેનને સ્ટેકિંગ કરવા માટે સંક્રમણ ધાતુઓનો ઉપયોગ કરીને પણ પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું છે. જે ટ્રાઇકાર્બોનિલના કિસ્સામાં તેના ઇચ્છિત લિગાન્ડ સ્થળ માટે સંયોજનની આત્મીયતાને બમણી કરી દે છે (પરિણામી ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રભાવો લક્ષ્ય માટે વધુ અનુકૂળ હોવાને કારણે). સુપ્રામોલેક્યુલર એસેમ્બલીમાં π પ્રણાલીઓ સુપ્રામોલેક્યુલર એસેમ્બલીમાં મહત્વપૂર્ણ બિલ્ડિંગ બ્લોક્સ છે કારણ કે વિવિધ કાર્યાત્મક જૂથો સાથે તેમની બહુમુખી બિન-સહસંયોજક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ છે. સુપરમોલેક્યુલર એસેમ્બલીમાં π-π ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ લાગુ કરવાનું એક નોંધપાત્ર ઉદાહરણ કેટેનનનું સંશ્લેષણ છે. કેટેનેનના સંશ્લેષણ માટેનો મુખ્ય પડકાર એ નિયંત્રિત રીતે અણુઓને એકબીજા સાથે જોડવાનો છે. સ્ટોડડાર્ટ અને સહકાર્યકરોએ ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ બેન્ઝિન ડેરિવેટિવ્ઝ અને ઇલેક્ટ્રોન-ગરીબ પાયરિડિનિયમ રિંગ્સ વચ્ચે મજબૂત π-π ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરીને પ્રણાલીઓની શ્રેણી વિકસાવી. બિસ (પાયરિડિનિયમ) (એ), બિસ્પેરાફિનાઇલિન-34-ક્રાઉન-10 (બી), અને 1,4-બિસ (બ્રોમોમેથિલ) બેન્ઝિન (સી) (આકૃતિ. 2). એ અને બી વચ્ચેની π-π ક્રિયાપ્રતિક્રિયાએ ઇન્ટરલોક કરેલ નમૂના મધ્યવર્તીની રચનાને નિર્દેશિત કરી હતી જે [2] કેટેનેન ઉત્પાદન પેદા કરવા માટે સંયોજન સી સાથે અવેજી પ્રતિક્રિયા દ્વારા વધુ ચક્રીય કરવામાં આવી હતી. આ પણ જુઓ બિન-સહસંયોજક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રસરણ (રસાયણશાસ્ત્ર) કેટાયન-પાઇ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા આંતરક્રિયા (બાયોકેમિસ્ટ્રી) આંતરક્રિયા (રસાયણશાસ્ત્ર) સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ લેરી વુલ્ફ (2011): π-π (π-સ્ટેકિંગ) ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓઃ મૂળ અને મોડ્યુલેશન કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર રાસાયણિક બંધન સુપ્રામોલેક્યુલર રસાયણશાસ્ત્ર