Reaction intermediate
रसायन विज्ञान में, एक प्रतिक्रिया मध्यवर्ती, या मध्यवर्ती, एक आणविक इकाई है जो एक चरणबद्ध रासायनिक प्रतिक्रिया के अनुक्रम के भीतर उत्पन्न होती है। यह अभिकारकों और/या पूर्ववर्ती मध्यवर्ती से एक प्राथमिक चरण के प्रतिक्रिया उत्पाद के रूप में बनता है, लेकिन बाद के चरण में इसका सेवन किया जाता है। यह समग्र प्रतिक्रिया के लिए रासायनिक समीकरण में दिखाई नहीं देता है। उदाहरण के लिए, इस काल्पनिक प्रतिक्रिया पर विचार करेंः ए + बी-> सी + डी यदि इस समग्र प्रतिक्रिया में दो प्राथमिक चरण शामिल हैंः ए + बी-> एक्स एक्स-> सी + डी तो एक्स एक मध्यवर्ती प्रतिक्रिया है। वाक्यांश स्वयं, प्रतिक्रिया मध्यवर्ती, को अक्सर एकल शब्द मध्यवर्ती के लिए संक्षिप्त किया जाता है, और यह शब्द का आई. यू. पी. ए. सी. का पसंदीदा रूप है। लेकिन इस छोटे रूप के अन्य उपयोग हैं। यह अक्सर प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती को संदर्भित करता है। इसका उपयोग क्यूमीन जैसे रसायनों के लिए भी अधिक व्यापक रूप से किया जाता है जिनका रासायनिक उद्योग के भीतर व्यापार किया जाता है लेकिन आम तौर पर इसके बाहर मूल्य के नहीं होते हैं। आई. यू. पी. ए. सी. की परिभाषा आई. यू. पी. ए. सी. गोल्ड बुक एक मध्यवर्ती को एक ऐसे यौगिक के रूप में परिभाषित करती है जिसका जीवनकाल आणविक कंपन से अधिक होता है, जो अभिकारकों से (प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से) बनता है, और रासायनिक प्रतिक्रिया के उत्पादों को (प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से) देने के लिए आगे प्रतिक्रिया करता है। जीवनकाल की स्थिति वास्तविक, रासायनिक रूप से अलग मध्यवर्ती को कंपन अवस्थाओं और संक्रमण अवस्थाओं दोनों से अलग करती है (जिनका जीवनकाल, परिभाषा के अनुसार, आणविक कंपन के करीब होता है)। एक बहु-चरणीय प्रतिक्रिया के विभिन्न चरण अक्सर अपनी प्रतिक्रिया दर में व्यापक रूप से भिन्न होते हैं। जहाँ अंतर महत्वपूर्ण है, एक मध्यवर्ती की खपत दूसरे की तुलना में अधिक तेज़ी से होती है, उसे सापेक्ष मध्यवर्ती के रूप में वर्णित किया जा सकता है। एक प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती वह है जो अपने छोटे जीवनकाल के कारण उत्पाद मिश्रण में नहीं रहता है। प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती आमतौर पर उच्च-ऊर्जा वाले होते हैं, अस्थिर होते हैं और शायद ही कभी अलग होते हैं। सामान्य प्रतिक्रिया मध्यवर्ती कार्बोकैटायन कैटायन, अक्सर कार्बोकैटायन, नए यौगिकों को संश्लेषित करने के लिए विभिन्न प्रकार की प्रतिक्रियाओं में मध्यवर्ती के रूप में कार्य करते हैं। एल्कीन जोड़ में कार्बोकैटायन मध्यवर्ती दो प्रमुख एल्कीन जोड़ प्रतिक्रियाओं में बनते हैं। एक एचएक्स जोड़ प्रतिक्रिया में, एक एल्कीन का पाई बंधन एक न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य करता है और एक एचएक्स अणु के प्रोटॉन के साथ बंधन करता है, जहां एक्स एक हैलोजन परमाणु है। यह एक कार्बोकैटायन मध्यवर्ती बनाता है, और X फिर उपलब्ध सकारात्मक कार्बन से जुड़ जाता है, जैसा कि निम्नलिखित दो-चरणीय प्रतिक्रिया में होता है। इसी तरह, एक H2O जोड़ प्रतिक्रिया में, एक एल्कीन का पाई बंधन एक न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य करता है और एक H3O + अणु के प्रोटॉन के साथ बंधन करता है। यह एक कार्बोकैटायन मध्यवर्ती (और एक H2O परमाणु) बनाता है; H2O का ऑक्सीजन परमाणु फिर मध्यवर्ती के सकारात्मक कार्बन के साथ जुड़ जाता है। ऑक्सीजन अंत में एक अंतिम अल्कोहल उत्पाद बनाने के लिए निम्नानुसार डिप्रोटोनेट होती है। CH2CH2 + H3O + → CH2CH3 + + H2O CH2CH3 + + H2O → CH2OH2CH3 + CH2OH2CH3 + + H2O → CH2OHCH3 + H3O + कार्बोकैटायन मध्यवर्ती न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएँ तब होती हैं जब एक न्यूक्लियोफिलिक अणु एक सकारात्मक या आंशिक रूप से सकारात्मक इलेक्ट्रोफिलिक केंद्र पर हमला करता है और एक नया बंधन बनाता है। एस. एन. 1 और एस. एन. 2 न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन के लिए दो अलग-अलग तंत्र हैं, और एस. एन. 1 में एक कार्बोकैटायन मध्यवर्ती शामिल है। एस. एन. 1 में, एक कार्बोकैटायन प्रतिक्रिया मध्यवर्ती बनाने के लिए एक छोड़ने वाले समूह को तोड़ दिया जाता है। फिर, एक न्यूक्लियोफाइल हमला करता है और कार्बोकैटायन मध्यवर्ती के साथ एक नया बंधन बनाता है जो अंतिम, प्रतिस्थापित उत्पाद बनाता है, जैसा कि 2-ब्रोमो-2-मिथाइलप्रोपेन की प्रतिक्रिया में 2-मिथाइल-2-प्रोपेनॉल बनाने के लिए दिखाया गया है। (CH3) 3CBr → (CH3) 3C + (CH3) 3C + + H2O → (CH3) 3OH2 + (CH3) 3OH2 + → (CH3) 3OH + H + इस अभिक्रिया में, (CH3) 3C + अल्कोहल उत्पाद बनाने के लिए गठित कार्बोकैटायन मध्यवर्ती है। उन्मूलन प्रतिक्रियाओं में कार्बोकैटायन मध्यवर्ती β-उन्मूलन या उन्मूलन प्रतिक्रियाएं एक प्रतिस्थापन छोड़ने वाले समूह के नुकसान और एक पाई बंधन बनाने के लिए एक प्रोटॉन के नुकसान के माध्यम से होती हैं। E1 और E2 उन्मूलन प्रतिक्रियाओं के लिए दो अलग-अलग तंत्र हैं, और E1 में एक कार्बोकैटायन मध्यवर्ती शामिल है। E1 में, एक छोड़ने वाला समूह कार्बोकैटायन प्रतिक्रिया मध्यवर्ती बनाने के लिए कार्बन से अलग हो जाता है। फिर, एक विलायक एक प्रोटॉन को हटा देता है, लेकिन प्रोटॉन बंधन बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रॉन एक पाई बंधन बनाते हैं, जैसा कि दाईं ओर चित्रित प्रतिक्रिया में दिखाया गया है। कार्बेनियन एक कार्बनिक अणु है जहाँ एक कार्बन परमाणु में इलेक्ट्रॉन की कमी नहीं होती है, लेकिन इसमें समग्र नकारात्मक आवेश होता है। कार्बेनियन मजबूत न्यूक्लियोफाइल होते हैं, जिनका उपयोग नीचे दिखाए गए संश्लेषण प्रतिक्रिया में एल्कीन की कार्बन रीढ़ का विस्तार करने के लिए किया जा सकता है। एन. एच. 3 (एल) में एन. ए. एन. एच. 2 के साथ सी. एच. 2. सी. एच. सी.-सी. एच. सी.-+ बी. आर. सी. एच. 2. सी. एच. 3. सी. एच. सी. एच. 2. सी. एच. 3 एल्काइन कार्बेनियन, सी. एच. सी.-, इस प्रतिक्रिया में एक मध्यवर्ती प्रतिक्रिया है। रेडिकल अत्यधिक प्रतिक्रियाशील और अल्पकालिक होते हैं, क्योंकि उनमें एक युग्मित इलेक्ट्रॉन होता है जो इसे बेहद अस्थिर बनाता है। रेडिकल अक्सर हाइड्रोजेन से जुड़े कार्बन अणुओं के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जो प्रभावी रूप से कार्बन को एक रेडिकल बनाते हैं, जबकि प्रसार नामक प्रक्रिया में पूर्व रेडिकल को स्थिर करते हैं। निर्मित उत्पाद, एक कार्बन रेडिकल, प्रसार जारी रखने के लिए गैर-रेडिकल अणु के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है या एक नए स्थिर अणु जैसे कि एक लंबी कार्बन श्रृंखला या एक एल्किल हैलाइड बनाने के लिए किसी अन्य रेडिकल के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है। मीथेन क्लोरीनीकरण का नीचे दिया गया उदाहरण रेडिकल से जुड़ी एक बहु-चरणीय प्रतिक्रिया को दर्शाता है। मीथेन क्लोरीनीकरण मीथेन क्लोरीकरण एक श्रृंखला प्रतिक्रिया है। यदि केवल उत्पादों और अभिकारकों का विश्लेषण किया जाता है, तो परिणाम हैः CH4 + 4Cl2-> CCl4 + 4HCl हालांकि, इस प्रतिक्रिया में 3 मध्यवर्ती अभिकारक होते हैं जो 4 अपरिवर्तनीय द्वितीय क्रम प्रतिक्रियाओं के अनुक्रम के दौरान बनते हैं जब तक कि हम अंतिम उत्पाद पर नहीं पहुंच जाते। यही कारण है कि इसे श्रृंखला प्रतिक्रिया कहा जाता है। सी. एच. 4-> सी. एच. 3. सी. एल.-> सी. एच. 2. सी. एल. 2-> सी. एच. सी. एल. 3-> सी. सी. एल. 4 रिएक्टेंटः सी. एच. 4 + 4. सी. एल. 2 उत्पादः सी. सी. एल. 4 + 4. एच. सी. एल. अन्य प्रजातियां प्रतिक्रिया मध्यवर्ती हैंः सी. एच. 3. सी. एल., सी. एच. 2. सी. एल. 2, सी. एच. सी. एल. 3. ये अपरिवर्तनीय द्वितीय-क्रम प्रतिक्रियाओं का समूह हैंः सी. एच. 4 + सी. एल. 2-> सी. एच. 3. सी. एल. + सी. एच. एल. सी. एच. 3. सी. एल. + सी. एल. 2-> सी. एच. सी. एल. 2. सी. एल. 2 + सी. एल. 2-> सी. एच. सी. एल. 3 + सी. एच. एल. सी. सी. एल. 3 + सी. एल. सी. एल. इन मध्यवर्ती प्रजातियों की सांद्रता की गणना काइनेट प्रणाली को एकीकृत करके की जा पूर्ण प्रतिक्रिया एक मुक्त मूलक प्रसार प्रतिक्रिया है जिसे नीचे विस्तार से भरा गया है। आरंभीकरणः यह प्रतिक्रिया थर्मोलिसिस (ताप) या फोटोलिसिस (प्रकाश का अवशोषण) द्वारा हो सकती है जिससे आणविक क्लोरीन बंधन टूट जाता है। सी. एल.-सी. एल.-> [एच. \न्यू] सी. एल. + सीएल। जब बंधन टूट जाता है तो यह दो अत्यधिक प्रतिक्रियाशील क्लोरीन परमाणुओं का उत्पादन करता है। प्रसारः इस चरण में दो अलग-अलग प्रतिक्रिया वर्ग हैं। पहला है क्लोरीन कणों द्वारा कार्बन प्रजातियों से हाइड्रोजन को अलग करना। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि अकेले क्लोरीन परमाणु अस्थिर होते हैं, और ये क्लोरीन परमाणु कार्बन प्रजाति के हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। परिणाम हाइड्रोक्लोरिक एसिड और एक नए रेडिकल मिथाइल समूह का निर्माण है। सीएच3-एच + सीएल। -> सीएच3। + एच-सीएल सीएच2सीएल-एच + सीएल। -> CH2Cl। + एच-सीएल सीएचसीएल2-एच + सीएल। -> सीएचसीएल2। + एच-सीएल सीसीएल3-एच + सीएल। -> CCl3। + एच-सी. एल. ये नए रेडिकल कार्बन युक्त प्रजातियाँ अब दूसरे सी. एल. 2 अणु के साथ प्रतिक्रिया करती हैं। यह क्लोरीन मूलक को पुनः उत्पन्न करता है और चक्र जारी रहता है। यह प्रतिक्रिया इसलिए होती है क्योंकि जहां रेडिकल मिथाइल प्रजातियां रेडिकल क्लोरीन की तुलना में अधिक स्थिर होती हैं, वहीं नवगठित क्लोरोमीथेन प्रजातियों की समग्र स्थिरता ऊर्जा अंतर को पूरा करती है। सीएच3। + सीएल-सीएल-> सीएच3सीएल + सीएल। CH2Cl. + सीएल-सीएल-> सीएच2सीएल2 + सीएल। सीएचसीएल2। + सीएल-सीएल-> सीएचसीएल3 + सीएल। सी. सी. एल 3. + सी एल-सी एल-> सी सी एल 4 + सी एल। प्रतिक्रिया के प्रसार के दौरान, कई अत्यधिक प्रतिक्रियाशील प्रजातियां हैं जिन्हें हटा दिया जाएगा और समाप्ति चरण में स्थिर किया जाएगा। समाप्तिः इस तरह की प्रतिक्रिया तब होती है जब कट्टरपंथी प्रजातियां सीधे परस्पर क्रिया करती हैं। समाप्ति प्रतिक्रियाओं के उत्पाद आम तौर पर मुख्य उत्पादों या मध्यवर्ती की तुलना में बहुत कम उपज देते हैं क्योंकि अत्यधिक प्रतिक्रियाशील कट्टरपंथी प्रजातियां शेष मिश्रण के संबंध में अपेक्षाकृत कम सांद्रता में होती हैं। इस तरह की प्रतिक्रिया स्थिर साइड उत्पाद, अभिकारक या मध्यवर्ती उत्पन्न करती है और श्रृंखला प्रतिक्रिया को प्रसारित करने के लिए उपलब्ध कणों की संख्या को कम करके प्रसार प्रतिक्रिया को धीमा कर देती है। कई अलग-अलग समाप्ति संयोजन हैं, कुछ उदाहरण हैंः सी-सी बंधन से मिथाइल कणों का संघ जो ईथेन (एक साइड प्रोडक्ट) की ओर ले जाता है। सीएच3। + CH3. -> सी. एच. 3-सी. एच. 3. क्लोरोमीथेन बनाने वाले सी. एल. रेडिकल के लिए एक मिथाइल रेडिकल का संघ (एक मध्यवर्ती बनाने वाली एक अन्य प्रतिक्रिया)। सीएच3। + सीएल। -> क्लोरीन गैस में सुधार के लिए दो सी. एल. कणों का सी. एच. 3. सी. एल. संघ (एक अभिकारक में सुधार करने वाली प्रतिक्रिया)। सी. एल. + सीएल। -> सी. एल. 2 अनुप्रयोग जैविक मध्यवर्ती प्रतिक्रिया मध्यवर्ती विभिन्न जैविक स्थितियों में उद्देश्यों की पूर्ति करते हैं। इसका एक उदाहरण मेटालो-बीटा-लैक्टामेज़ के मध्यवर्ती एंजाइम प्रतिक्रिया के साथ प्रदर्शित किया जाता है, जिसका उपयोग बैक्टीरिया आमतौर पर उपयोग की जाने वाली एंटीबायोटिक दवाओं जैसे पेनिसिलिन के प्रतिरोध को प्राप्त करने के लिए कर सकते हैं। मेटालो-बीटा-लैक्टामेज़ सामान्य एंटीबायोटिक दवाओं के एक परिवार, बीटा-लैक्टम को उत्प्रेरित कर सकता है। स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीकों ने पाया है कि मेटालो-बीटा-लैक्टामेज़ की प्रतिक्रिया मध्यवर्ती प्रतिरोध मार्ग में जस्ता का उपयोग करती है। प्रतिक्रिया मध्यवर्ती के महत्व का एक और उदाहरण एएए-एटीपेज पी97 के साथ देखा जाता है, एक प्रोटीन जो विभिन्न प्रकार की कोशिकीय चयापचय प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है। पी97 अपक्षयी रोग और कैंसर से भी जुड़ा हुआ है। एएए-एटीपीज़ पी97 फलन के प्रतिक्रिया मध्यवर्ती को देखने वाले एक अध्ययन में पाया गया कि पी97 आणविक संचालन में एक महत्वपूर्ण ADP.Pi न्यूक्लियोटाइड मध्यवर्ती महत्वपूर्ण है। जैविक रूप से प्रासंगिक प्रतिक्रिया मध्यवर्ती का एक अतिरिक्त उदाहरण आर. सी. एल. एंजाइमों के साथ पाया जा सकता है, जो ग्लाइकोसिडिक बंधनों को उत्प्रेरित करते हैं। जब मेथनोलिसिस का उपयोग करके अध्ययन किया गया, तो यह पाया गया कि प्रतिक्रिया के लिए मध्यवर्ती प्रतिक्रिया के गठन की आवश्यकता होती है। रासायनिक प्रसंस्करण उद्योग रासायनिक उद्योग में, मध्यवर्ती शब्द एक प्रतिक्रिया के (स्थिर) उत्पाद को भी संदर्भित कर सकता है जो स्वयं अन्य उद्योगों के लिए केवल एक अग्रदूत रसायन के रूप में मूल्यवान है। एक सामान्य उदाहरण क्यूमीन है जो बेंजीन और प्रोपलीन से बना है और क्यूमीन प्रक्रिया में एसीटोन और फिनोल बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। क्यूमीन का अपने आप में अपेक्षाकृत कम मूल्य है, और आमतौर पर केवल रासायनिक कंपनियों द्वारा खरीदा और बेचा जाता है। सक्रिय जटिल संदर्भ रासायनिक गतिविज्ञान रासायनिक प्रतिक्रियाएँ भी देखें।