M-Terphenyl
એમ-ટર્ફેનિલ્સ (જેને મેટા-ટર્ફેનિલ્સ, મેટા-ડિફેનિલબેન્ઝીન અથવા મેટા-ટ્રાઇફિનાઇલ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એ કાર્બનિક અણુઓ છે જે બે ફિનાઇલ જૂથોથી બનેલા છે જે એક અને ત્રણ સ્થિતિમાં બેન્ઝિન રિંગ સાથે બંધાયેલા છે. સૌથી સરળ સૂત્ર C18H14 છે, પરંતુ અણુઓના વિવિધ વર્ગ બનાવવા માટે ઘણા જુદા જુદા અવેજીઓ ઉમેરી શકાય છે. વ્યાપક પાઈ-સંયોજિત પ્રણાલીને કારણે, અણુમાં ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મોની શ્રેણી હોય છે અને તેના કદને કારણે, તેનો ઉપયોગ ધાતુઓ અને મુખ્ય જૂથ તત્વો સાથેની પ્રતિક્રિયાઓમાં સ્ટેરિક્સને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે. આનું કારણ ડિસબ્સ્ટિટ્યુટેડ ફિનાઇલ રિંગ્સ છે, જે અણુઓ અને તત્વો માટે અન્ય કોઈ પણ વસ્તુ સાથે જોડાયેલા વિના બંધન માટે પોકેટ બનાવે છે. તે લિગાન્ડમાં એક લોકપ્રિય પસંદગી છે, અને સ્ટેરિક્સના સંદર્ભમાં તેના ફાયદાઓને કારણે ટર્ફેનિલ્સમાં સૌથી વધુ પસંદ કરવામાં આવે છે. એમ-ટર્ફેનિલ સંયોજનો બનાવવા માટે ઘણી વ્યાવસાયિક પદ્ધતિઓ અસ્તિત્વમાં હોવા છતાં, તે કુદરતી રીતે શેતૂરના વૃક્ષો જેવા છોડમાં પણ મળી શકે છે. મેટા-ટર્ફેનિલનું સૌથી પહેલું જાણીતું સંશ્લેષણ 1866માં પિયરે યુજેન માર્સેલિન બેર્થેલોટ દ્વારા બેન્ઝિનને ઊંચા તાપમાને ગરમ કરીને પૂર્ણ કરવામાં આવ્યું હતું, જે મેટા-ટર્ફેનિલ અને પેરા-ટર્ફેનિલના મિશ્રણ સહિત હાઇડ્રોકાર્બનનું મિશ્રણ તરફ દોરી ગયું હતું. મેટા-ટર્ફેનિલને 1874માં ગુસ્લાવ શુલ્ત્ઝ દ્વારા સંયોજનોના મિશ્રણને લઈને, તેમને દ્રાવકમાં ભેળવીને અને મેટા-ટર્ફેનિલને ઓગળવાની મંજૂરી આપીને અલગ કરવામાં આવ્યું હતું કારણ કે તે પેરા-ટર્ફેનિલ કરતા ઓછું ગલન અને ઉત્કલન બિંદુ ધરાવે છે. મેટા-ટર્ફેનિલ અને અન્ય સુગંધિત સંયોજનો 20મી સદીના અંત સુધીમાં વૈજ્ઞાનિકો માટે ખૂબ જ રસપ્રદ રહ્યા હતા, આ સમય દરમિયાન ઘણા ભૌતિક ગુણધર્મોને માપવામાં આવ્યા હતા અને તેમની સરખામણી કરવામાં આવી હતી. આનાથી મેટા-ટર્ફેનિલ સંશ્લેષણનું પ્રથમ વૈકલ્પિક સ્વરૂપ પણ આવ્યું, જેમાં ગરમ કાચની નળીમાંથી વાયુયુક્ત બેન્ઝિન અને ટોલ્યુઈન પસાર કરવાનું સામેલ હતું. પ્રતિક્રિયાશીલતા 1930ના દાયકા સુધીમાં, ધ્યાન મેટા-ટર્ફેનિલની પ્રતિક્રિયાશીલતા અને લિગાન્ડ તરીકે તેના સંભવિત ઉપયોગ સાથે પ્રયોગ કરવા તરફ વળ્યું હતું. મેટા-ટર્ફેનિલનું પ્રથમ ચકાસાયેલ સુધારેલું સંસ્કરણ 1932માં આર્થર વાર્ડનર અને એલેક્ઝાન્ડર લોવી દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું અને તે નાઇટ્રો-અવેજી સંયોજનોના ઓક્સિડેશનમાંથી નાઇટ્રો-અવેજી મેટા-ટર્ફેનિલ તેમજ એમિનો-મેટા-ટર્ફેનિલની રચના તરફ દોરી ગયું હતું. વોલ્ટર અને કેથરીન કૂકે ક્લોરિન અને બ્રોમિન સાથે મેટા-ટર્ફેનિલને હેલોજેનેટેડ કર્યું હતું, જેમ કે ગ્રિગનાર્ડ પ્રતિક્રિયામાં ઉપયોગ, મુખ્ય જૂથ તત્વ માટે લિગાન્ડ તરીકે મેટા-ટર્ફેનિલ માટે આવા પ્રથમ સૂચન. બાદમાં તેઓએ સ્ટેપાનો પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને તેમના પરિણામોની પુષ્ટિ કરી. આ વલણ સી. કે. સાથે ચાલુ રહ્યું. બ્રેડશેર અને આઇ. સ્વેરલિક મેટા-ટર્ફેનિલમાંથી પસાર થઈ શકે તેવી તમામ જાણીતી પ્રતિક્રિયાઓની સમીક્ષા પ્રકાશિત કરે છે. જી. આર. એમેસે એક લેખ પણ લખ્યો હતો જેમાં માત્ર મેટા-ટર્ફેનિલ્સની પ્રતિક્રિયાઓનું જ વર્ણન નહોતું, પરંતુ તે સમયે જાણીતી મેટા-ટર્ફેનિલ મેળવવા માટેની તમામ વિવિધ પ્રાયોગિક પદ્ધતિઓને પણ આવરી લીધી હતી. પ્રારંભિક કૃત્રિમ પદ્ધતિઓ આ સમય દરમિયાન, મેટા-ટર્ફેનિલના ઉત્પાદનની પદ્ધતિ સમાન રહી હતી. જ્યારે લોકોએ સંયોજન મેળવવા માટે અન્ય રીતો સાથે પ્રયોગ કર્યો હતો, ત્યારે મોટાભાગના ભાગમાં કાચની નળીમાં બેન્ઝિનને ગરમ કરવાની પદ્ધતિ પ્રાથમિક પદ્ધતિ રહી હતી. જોકે, 1948માં જી. વુડ્સ અને ઇરવિન ટકરએ વૈકલ્પિક પદ્ધતિ રજૂ કરી હતી. બેન્ઝિનને ગરમ કરવાને બદલે, તેમને જાણવા મળ્યું કે ડાયહાઇડ્રોરેસોસિનોલ અને ફેનીલિથિયમના બે સમકક્ષોનું સંયોજન અસમપ્રમાણતાવાળા મેટા-ટર્ફેનિલ પરમાણુઓ બનાવશે. આ નોંધપાત્ર હતું કારણ કે અગાઉની પદ્ધતિમાં અન્ય સંયોજનોથી મેટા-ટર્ફેનિલને અલગ કરવાની જરૂર હતી અને આ નવીન સંશ્લેષણથી મેટા-ટર્ફેનિલને મુખ્ય ઉત્પાદન અને વધુ સરળતાથી અલગ પાડી શકાય તેવું બન્યું હતું. આ પદ્ધતિ 20મી સદીના અંત સુધી મેટા-ટર્ફેનિલ્સ બનાવવાનું સૌથી લોકપ્રિય સ્વરૂપ બની રહેશે. આ સમય દરમિયાન એવું જાણવા મળ્યું હતું કે મેટા-ટર્ફેનિલ્સ પ્રકૃતિમાં જોવા મળે છે. 1975માં, કાર્લ-વર્નર ગ્લોમ્બિટ્ઝા, હંસ-વિલી રાઉવાલ્ડ અને ગર્ટ એક્હાર્ટે શેવાળ ફ્યુગસ વેસિક્યુલોસસમાંથી બે મેટા-ટર્ફેનિલ્સને અલગ પાડ્યા હતા. ત્યારથી વધુ કુદરતી રીતે બનતા મેટા-ટર્ફેનિલ્સને અલગ કરવામાં આવ્યા છે અને બાયોકેમિસ્ટ્રીના ક્ષેત્રમાં આશાસ્પદ ઉપયોગો દર્શાવ્યા છે. સંશ્લેષણ હાર્ટ પદ્ધતિ 20મી સદીના ઉત્તરાર્ધમાં મેટા-ટર્ફેનિલ અને તેના વ્યુત્પન્ન પદાર્થોની માંગમાં વધારો થયો હોવાથી, મેટા-ટર્ફેનિલ ઉત્પન્ન કરતી પ્રતિક્રિયાઓની ઉપજમાં વધારો કરવો તેમજ તેમની પ્રતિક્રિયાત્મકતાની તપાસ કરવા તેમજ તેમના વધેલા સ્ટેરિક નિયંત્રણનો ઉપયોગ કરવા માટે અનન્ય રીતે સપ્રમાણ અને અસમપ્રમાણ મેટા-ટર્ફેનિલ બનાવવાની ક્ષમતા હોવી જરૂરી બની હતી. આવી પદ્ધતિની શોધ અકબર સૈદન્યા અને હેરોલ્ડ હાર્ટ દ્વારા 1986માં કરવામાં આવી હતી. ફિનાઇલ જૂથ સાથે જોડાયેલા ગ્રિગ્નાર્ડ રીએજન્ટની અધિકતાનો ઉપયોગ કરીને, મેટા-ટર્ફેનિલ પ્રમાણમાં ઊંચી ઉપજ સાથે, એક પગલામાં ઝડપથી બનાવવામાં સક્ષમ હતું. આ પદ્ધતિએ વિવિધ મેટા-ટર્ફેનિલ સંયોજનોને ત્યાં સુધી બનાવવાની મંજૂરી આપી જ્યાં સુધી તેને સફળતાપૂર્વક ગ્રિગનાર્ડ રીએજન્ટમાં બનાવી શકાય. આ પદ્ધતિ સમપ્રમાણતાવાળા મેટા-ટર્ફેનિલ સંયોજનોની રચનાની દ્રષ્ટિએ ખૂબ જ લોકપ્રિય છે, પરંતુ તેણે સંશ્લેષણને ઝડપી બનાવવા, ઉપજ વધારવા અને વધુ સ્થિર રીતે વિશાળ એમ-ટર્ફેનિલ બનાવવાના પ્રયાસોને અટકાવ્યા નથી. સેડન્યા અને હાર્ટ દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલી પદ્ધતિએ મેટા-ટર્ફેનિલ્સના સુધારેલા સંશ્લેષણ માટે આધાર પૂરો પાડ્યો છે અને જ્યારે પરિણામી માળખાઓ અને પદ્ધતિઓની વાત આવે છે ત્યારે ઘણીવાર સરખામણી તરીકે તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. સેડન્યા અને હાર્ટે તેમનું કાર્ય ચાલુ રાખ્યું અને 1996માં મેટા-ટર્ફેનિલ્સ બનાવવા માટે બે વૈકલ્પિક માર્ગો પૂરા પાડ્યા. એકમાં હેલોજેનેટેડ બેન્ઝિન અને બેન્ઝિન સાથે જોડાયેલા ફિનાઇલ જૂથના ત્રણ સમકક્ષોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. બીજામાં ડાઇક્લોરો-અવેજી બેન્ઝિન અને બ્યુટાઇલ લિથિયમનો સમાવેશ થાય છે, ત્યારબાદ ઉપર ઉલ્લેખિત ગ્રિગનાર્ડ રીએજન્ટ્સના બે સમકક્ષનો સમાવેશ થાય છે. આનાથી મોટા ટર્ફેનિલ સંયોજનોની ઉપજમાં વધારો થયો, જો કે પરમાણુના વધેલા સ્ટેરિક અવરોધને કારણે અવેજીઓના કદની મર્યાદા હોવાનું અનુમાન કરવામાં આવ્યું છે. નવા અભિગમો નવીન સંશ્લેષણ પદ્ધતિઓ આજે પણ વિકસાવવામાં આવી રહી છે. આવી જ એક પદ્ધતિમાં એમ-ટર્ફેનિલ સંયોજનો બનાવવા માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ બાથનો ઉપયોગ કરવાનો સમાવેશ થાય છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ બાથમાં પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને ડીએમએફના દ્રાવણમાં કાર્યાત્મક કીટોન સાથે આયનીય ડિફેનિલ પરમાણુઓની પ્રતિક્રિયા કરીને, એક વિશાળ મેટા-ટર્ફેનિલ પરમાણુ મેળવી શકાય છે. જ્યારે આ પદ્ધતિમાં સૌથી વધુ ઉપજ નથી, તે એક કલાકની અંદર પૂર્ણ કરવામાં સક્ષમ બનવું ખૂબ ઝડપી છે. વધુમાં, મેટા-ટર્ફેનિલ સંશ્લેષણ વધુ કેન્દ્રિત થવાનું શરૂ થયું છે. સામાન્ય મેટા-ટર્ફેનિલ સંયોજનોના ઉત્પાદન માટેના સામાન્ય માર્ગોથી વિપરીત, ચોક્કસ લક્ષ્યોને પૂર્ણ કરવા માટે ચોક્કસ વ્યુત્પન્નમાં સુધારો કરવાનું પરિવર્તન કરવામાં આવ્યું છે. આના ઉદાહરણોમાં ફોસ્ફરસ-ફોસ્ફરસ ડબલ બોન્ડ્સ બનાવવાના હેતુથી ખૂબ જ સ્થિર રીતે અવરોધિત મેટા-ટર્ફેનિલ ઉત્પન્ન કરવાની પદ્ધતિનો સમાવેશ થાય છે અને સિલિલિયમ સંયોજનોને સ્થિર કરવામાં મદદ કરવા માટે ભારે ફ્લોરિનયુક્ત મેટા-ટર્ફેનિલ ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. વધુમાં, કેન્દ્ર ફિનાઇલ જૂથમાં અન્ય વિશાળ અવેજી ઉમેરવાની પ્રતિક્રિયા બોરોન અને સિલિકોન રેડિકલ અને બંધાયેલા સંકુલને સ્થિર કરવાની આશામાં બાહ્ય ફિનાઇલ જૂથોના પરિભ્રમણને નિરુત્સાહિત કરતી હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. મુખ્ય જૂથ રસાયણશાસ્ત્ર મેટા-ટર્ફેનિલ્સ રસાયણશાસ્ત્રના ક્ષેત્રોમાં વિવિધ ઉપયોગો ધરાવે છે. તેમનું મોટું કદ ચોક્કસ પ્રતિક્રિયાને સ્થૂળ રીતે દબાણ કરવામાં મદદ કરી શકે છે, જો કે તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે એવા સંયોજનોને સ્થિર કરવા માટે થાય છે જે અન્યથા અસ્થિર હશે. અભ્યાસનો આવો જ એક વિસ્તાર મુખ્ય જૂથ રસાયણશાસ્ત્રમાં છે. આનું એક ઉદાહરણ ભારે કાર્બાઇન એનાલોગની રચનામાં જોઈ શકાય છે, જ્યાં વિશાળ મેટા-ટર્ફેનિલ લિગાન્ડ્સ નવા બનાવેલા બિસ્મ્યુથેનિયમ અને સ્ટિબેનિયમ આયનોને સ્થિર કરવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં સ્ટેરિક રક્ષણ પૂરું પાડવા સક્ષમ હતા, જે પ્રથમ અહેવાલ કાર્બાઇન એનાલોગ છે જે જૂથ 14 માં ન હતા. વધુમાં, ફોસ્ફરસ-ફોસ્ફરસના બેવડા બંધને સ્થિર કરવા માટે મેટા-ટર્ફેનિલ લિગાન્ડ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. પરિણામની પુષ્ટિ કરવા માટે વિવિધ મેટા-ટર્ફેનિલ સંયોજનોનો ઉપયોગ કરીને આ ઘણી વખત સાબિત થયું હતું અને ફોસ્ફરસ-ફોસ્ફરસના બેવડા બંધનની યોગ્ય લંબાઈની પુષ્ટિ તરફ દોરી ગયું હતું. ઓર્ગેનોમેટાલિક્સ અભ્યાસનું અન્ય સંબંધિત ક્ષેત્ર જ્યાં મેટા-ટર્ફેનિલ્સે નોંધપાત્ર ઉપયોગ દર્શાવ્યો છે તે ઓર્ગેનોમેટાલિક્સ છે. આવો જ એક ઉપયોગ પેરામેગ્નેટિક ઓર્ગેનોમેટેલિક સંયોજનોની રચનામાં કરવામાં આવ્યો છે. એમ-ટર્ફેનિલ્સ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવેલ સ્ટેરિક અવરોધને કારણે, અમુક મુખ્ય જૂથ-ધાતુના એરિલ સંકુલોનું નિર્માણ શક્ય બન્યું છે, જે એમોનિયા, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને ઓક્સિજન જેવા નાના અણુઓ સહિત પ્રતિક્રિયાની વ્યાપક શ્રેણી સાથે પ્રજાતિઓ બનાવવાની તક પૂરી પાડે છે. તેણે સંક્રમણ ધાતુ કેન્દ્રો વચ્ચે મિથાઈલ-બ્રિજિંગ બોન્ડ્સમાં પણ મદદ કરી છે. એમ-ટર્ફેનિલ્સ ડાઇવેલેન્ટ લિથિયમ અને સોડિયમની પ્રારંભિક રચનાઓ મેળવવામાં પણ ખૂબ મદદરૂપ રહ્યા છે, જો કે બંને અણુઓમાં ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ મેટા-ટર્ફેનિલ જૂથમાંથી નોંધપાત્ર સ્થિરીકરણ હતું. એમ-ટર્ફેનિલ્સે સોડિયમ આયનોના ઇલેક્ટ્રોનિક આધાર સાથે પ્રથમ ગેલિયમ-ગેલિયમ ટ્રિપલ બોન્ડને સ્થિર કરવામાં પણ મદદ કરી છે, જો કે આ સંકુલમાં સોડિયમ અણુઓના ઉચ્ચ સંકલનને કારણે લડવામાં આવે છે. ફોસ્ફરસ-ફોસ્ફરસ ડબલ બોન્ડ અને ગેલિયમ-ગેલિયમ ટ્રિપલ બોન્ડ બનાવવાની પદ્ધતિઓને જોડતા સમાન અભિગમથી સંશોધકોએ પ્રથમ જર્મેનિયમ-જર્મેનિયમ ડબલ બોન્ડ બનાવવા અને અલગ કરવાની મંજૂરી આપી. અણુઓના ગતિશીલ સ્થિરીકરણ અને અણુઓ વચ્ચેની ઊર્જા પર તેના થર્મોડાયનેમિક પ્રભાવને કારણે મેટા-ટર્ફેનિલ ઓર્ગેનોમેટાલિક રસાયણશાસ્ત્ર તેમજ મુખ્ય જૂથ રસાયણશાસ્ત્રનો મહત્વપૂર્ણ ભાગ ભજવવાનું ચાલુ રાખે છે. બાયોકેમિસ્ટ્રી મેટા-ટર્ફેનિલ લિગાન્ડ્સનો ઉપયોગ બાયોકેમિસ્ટ્રીના ક્ષેત્રમાં તેમના પોતાના પર થઈ શકે છે. તેની રચના અને આકારને કારણે, મેટા-ટર્ફેનિલનો ઉપયોગ કૃત્રિમ પ્રોટીનની રચના માટેના આધાર તરીકે થઈ શકે છે જે કાર્બોહાઈડ્રેટ્સ, લેક્ટિન્સ સાથે જોડાઈ શકે છે. આ મેટા-ટર્ફેનિલના મોટા વળાંકવાળા આકારને કારણે છે, જ્યારે ઓર્ગેનોમેટાલિક્સ અને મુખ્ય-જૂથ રસાયણશાસ્ત્રમાં ઉપયોગમાં લેવાતા બલ્કિયર અવેજીઓ દ્વારા અવરોધે નહીં, જે અણુના પરિભ્રમણ અવરોધને વધારવાનું પસંદ કરી શકે છે. આ રીતે, ડાયસેકરાઇડ્સ જેવા શર્કરા માટેના કૃત્રિમ રીસેપ્ટર્સને વધુ પ્રયોગોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા પહેલા અસ્થાયી રૂપે બાંધી શકાય છે. આ પ્રક્રિયા, જ્યારે તે વિકસાવવાનું ચાલુ રાખે છે, ત્યારે તેમાં બેક્ટેરિયાના ચેપની રોકથામ અને સારવાર જેવી ઘણી આશાસ્પદ એપ્લિકેશનો છે. સંક્રમણ ધાતુ રસાયણશાસ્ત્ર અન્ય ક્ષેત્ર કે જે ઘણીવાર મેટા-ટેરફિનાઇલનો ઉપયોગ કરે છે તે સંક્રમણ ધાતુ રસાયણશાસ્ત્ર છે. તેઓ નીચા-સંકલિત ધાતુ કેન્દ્રો પ્રાપ્ત કરવા માટે સૌથી વધુ સુસંગત છે. આનું કારણ એ છે કે તેમનું કદ ઘણા બધા લિગાન્ડ્સ માટે ધાતુના કેન્દ્ર સાથે બંધન કરવું મુશ્કેલ બનાવે છે. આ પ્રતિક્રિયા રસાયણશાસ્ત્રના ક્ષેત્રમાં ખૂબ ઉપયોગી હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે અને તેઓ આઇસોસાયનેટ્સ સાથે સંકળાયેલી સંખ્યાબંધ ઉત્પ્રેરક પ્રતિક્રિયાઓમાં ખૂબ મદદરૂપ હોવાનું દર્શાવ્યું છે. આનાથી ટૂંકા ગાળામાં અને સામાન્ય રીતે હળવી પરિસ્થિતિઓ સાથે ચોક્કસ પ્રતિક્રિયાઓ થવાની મંજૂરી મળી છે. સંદર્ભો સુગંધિત હાઇડ્રોકાર્બન ફિનાઇલ સંયોજનો