Organoberyllium chemistry
ऑर्गेनोबेरिलियम रसायन विज्ञान में समूह 2 क्षारीय पृथ्वी धातु बेरिलियम (Be) की विशेषता वाले ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिकों का संश्लेषण और गुण शामिल हैं। अन्य मुख्य-समूह तत्वों के रसायन विज्ञान के सापेक्ष इस क्षेत्र का कम अध्ययन किया गया है, क्योंकि हालांकि धातु बेरिलियम अपेक्षाकृत अप्रभावी है, इसकी धूल बेरिलियोसिस का कारण बनती है और यौगिक विषाक्त होते हैं। ऑर्गेनोबेरिलियम यौगिक आमतौर पर बेरिलियम क्लोराइड के ट्रांसमेटलेशन या एल्काइलेशन द्वारा तैयार किए जाते हैं। ऑर्गेनोबेरिलियम यौगिकों में बेरिलियम कार्यात्मक समूह आमतौर पर अन्य तत्वों और लिगेंडों के समन्वय का कार्य करता है। बेरिलियम, आवर्त सारणी के सबसे छोटे परमाणुओं में से एक, लगभग हमेशा + 2 ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है। Be2 + कैटायन की विशेषता उच्चतम ज्ञात आवेश घनत्व (Z/r = 6.45) है, जो इसे सबसे कठिन कैटायनों में से एक और एक बहुत मजबूत लुईस एसिड बनाता है। बेरिलियम में समन्वय दो से चार की समन्वय संख्या तक हो सकता है। बेरिलियम से जुड़े सबसे आम लिगेंड हैलाइड, हाइड्राइड (जैसे तीन-केंद्र दो-इलेक्ट्रॉन बंधन में बेरिलियम बोरोहाइड्राइड), मिथाइल, एरिल और एल्किल हैं। बेरिलियम ज्ञात कार्बनिक यौगिकों जैसे फॉस्फीन, एन-हेटेरियोसाइक्लिक कार्बेन (एन. एच. सी.), चक्रीय अल्काइल एमिनो कार्बेन (सी. ए. ए. सी.), और β-डाइकेटिमिनेट (एन. ए. सी. एन. ए. सी.) के साथ परिसर बना सकता है। सामान्य विशेषताएँ ऑर्गेनोबेरिलियम रसायन विज्ञान बेरिलियम की लागत और विषाक्तता के कारण अकादमिक अनुसंधान तक सीमित है। ऑर्गेनोबेरिलियम यौगिकों में एक कार्बनिक समूह के साथ एक बेरिलियम परमाणु होता है। Be (I) और Be (0) ऑक्सीकरण अवस्थाओं के बहुत कम मामले दर्ज किए गए हैं। इसके बजाय, Be में एक + 2 ऑक्सीकरण अवस्था होती है, और किसी भी अन्य समूह 2 तत्व की तुलना में अधिक आवेश घनत्व होता है। ऑर्गेनोमेटेलिक बेरिलियम यौगिक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील मजबूत अम्ल होते हैं। बेरिलियम में अन्य समूह 2 तत्वों की तुलना में उच्च इलेक्ट्रोनगेटिविटी होती है; इस प्रकार परिणामी सी-बी बॉन्ड अन्य सी-एम. आई. आई. बॉन्ड की तुलना में कम अत्यधिक ध्रुवीकृत होते हैं, हालांकि संलग्न कार्बन अभी भी एक नकारात्मक द्विध्रुवीय क्षण धारण करता है। हल्के ऑर्गेनोबेरिलियम यौगिकों को अक्सर सहसंयोजक माना जाता है, लेकिन कुछ आयनिक बंधन विशेषताओं के साथ। इस दृष्टिकोण से, सी-बी बॉन्ड अन्य सी-आर बॉन्ड की तुलना में बहुत अधिक आयनिक और अत्यधिक ध्रुवीकृत होते हैं। यह उच्च आयनिक चरित्र और बंधन ध्रुवीकरण उच्च समन्वय संख्या का उत्पादन करता है। कई यौगिक, विशेष रूप से डायलक्लिस, ठोस या तरल अवस्थाओं में बहुलक होते हैं जिनके विलयन में अत्यधिक जटिल संरचनाएं होती हैं; गैसीय अवस्था में, वे अक्सर मोनोमर में वापस आ जाते हैं। एक अच्छा उदाहरण बेरिलियम बोरोहाइड्राइड है, जो तीन-केंद्र दो-इलेक्ट्रॉन बंधन बनाने के लिए द्विमितीकृत होता है। इन हाइड्राइड जैसे यौगिक एन-हेटरोसाइक्लिक कार्बाइन जैसे कार्बीन के साथ समन्वय करके क्रिस्टल बना सकते हैं। सह-क्रिस्टलीकरण की प्रवृत्ति ऑर्गेनोकेटलिसिस में अनुप्रयोगों का सुझाव देती है। बेरिलियम यौगिक विभिन्न प्रकार के ऑर्गेनोबेरिलियम यौगिक बना सकते हैं, जिनमें वलय संरचना, एल्किल, एल्किनिल, हाइड्राइड, मिथाइल, हैलाइड, फॉस्फीन, कार्बेन और नाइट्रोजन-आधारित समन्वय जैसे एनएसीएनएसी शामिल हैं। डाइमिथाइलबेरिलियम में डाइमिथाइलमैग्नीशियम के समान क्रिस्टल संरचना होती है और इसका उपयोग बेरिलियम एज़ाइड और बेरिलियम हाइड्राइड को संश्लेषित करने के लिए किया जा सकता है। रिंग संरचना ऑर्गेनोबेरिलियम संरचनाओं में एक एरिल, डिनोपेंटाइलबेरिलियम, बेरिलोसिन, फिनाइल या टेरफिनाइल शामिल हो सकते हैं। हैलाइड बेरिलियम हैलाइड बेरिलियम परमाणु के साथ हैलोजन के संयोजन से बनते हैं। फ्लोराइड को छोड़कर बेरिलियम हैलाइड ज्यादातर सहसंयोजक प्रकृति के होते हैं जो अधिक आयनिक होता है। इनका उपयोग लुईस एसिड उत्प्रेरक के रूप में किया जा सकता है। इन यौगिकों के लिए तैयारी हैलोजन के अनुसार भिन्न होती है। बेरिलियम हैलाइड अन्य प्रकार के लिगेंड के साथ कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए सबसे आम प्रारंभिक बिंदुओं में से हैं। हैलाइड-1 के आवेश के साथ बेरिलियम केंद्र में 2 इलेक्ट्रॉन दान कर सकते हैं। फॉस्फिन ऑर्गेनोबेरिलियम फॉस्फिन यौगिकों का एक अन्य वर्ग है जिसका उपयोग संश्लेषण में किया जाता है। फॉस्फीन बेरिलियम केंद्र में दो इलेक्ट्रॉनों का दान करता है। फॉस्फीन एल-प्रकार के लिगेंड होते हैं। अधिकांश धातु चून परिसरों के विपरीत, धातु फॉस्फीन परिसर लिपोफिलिक होते हैं, जो कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अच्छी घुलनशीलता प्रदर्शित करते हैं। फॉस्फीन लिगेंड भी π-ग्रहणकर्ता हैं। उनकी π-अम्लता पी-सी σ * एंटी-बॉन्डिंग ऑर्बिटल्स के भरे हुए धातु ऑर्बिटल्स के ओवरलैप से उत्पन्न होती है। बेरिलियम अपनी अच्छी π-ग्रहण क्षमता के कारण एक फॉस्फीन के साथ समन्वय कर सकता है, जिसका बेरिलियम रसायन विज्ञान साहित्य में बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। एक ऑर्गेनोबेरिलियम फॉस्फीन को बेरिलियम हैलाइड के साथ समन्वय के माध्यम से चार-समन्वित टेट्राहेड्रल यौगिक बनाने के लिए तैयार किया जा सकता है। कार्बेन एक ऑर्गेनोबेरिलियम कार्बाइन में बेरिलियम से जुड़ा एक कार्बाइन होता है। कार्बाइन के प्रकारों में एन-हेटरोसाइक्लिक कार्बेन (एन. एच. सी.) और साइक्लिक एल्किल एमिनो कार्बेन (सी. ए. ए. सी.) शामिल हैं। एन-हेटेरियोसाइक्लिक कार्बाइन बेरिलियम एन-हेटेरियोसाइक्लिक कार्बाइन (एन. एच. सी.) के साथ समन्वय कर सकता है। एन. एच. सी. को विषम-चक्रीय प्रजातियों के रूप में परिभाषित किया गया है जिसमें वलय संरचना के भीतर एक कार्बाइन कार्बन और कम से कम एक नाइट्रोजन परमाणु होता है। एन. एच. सी. ने रासायनिक उद्योग में कुछ सबसे महत्वपूर्ण उत्प्रेरक परिवर्तनों में कई अनुप्रयोग पाए हैं, लेकिन मुख्य समूह तत्वों के साथ समन्वय में उनकी प्रतिक्रियाशीलता ने विशेष रूप से प्रतिक्रियाशील ऑर्गेनो कैटेलिस्ट के रूप में बेरिलियम की क्षमता के साथ अनुसंधान के नए क्षेत्र खोले हैं। चक्रीय अल्काइल अमीनो कार्बीन (सी. ए. ए. सी.) बेरिलियम चक्रीय अल्काइल अमीनो कार्बाइन (सी. ए. ए. सी.) लिगेंड के साथ समन्वय कर सकता है और बेरिलियम रेडिकल बना सकता है जो बेरिलियम कॉम्प्लेक्स (बी. आर. 2) के साथ मौजूद हो सकता है। एक सी. ए. ए. सी. लिगैंड बेरिलियम केंद्र में 2 इलेक्ट्रॉन-1 आवेश का समन्वय करता है। सी. ए. ए. सी. में एक "एमिनो" प्रतिस्थापन और एक "अल्काइल" एस. पी. 3 कार्बन परमाणु होता है। एन. एच. सी. की तुलना में सी. ए. ए. सी. बहुत अच्छे σ दाता (उच्च एच. ओ. एम. ओ.) और π स्वीकारकर्ता (कम एल. यू. एम. ओ.) हैं। इसके अलावा, एन. एच. सी. की तुलना में सी. ए. ए. सी. में कार्बाइन केंद्र की कम हेटेरोआटम स्थिरता के परिणामस्वरूप कम डी. ई. होता है। β-डाइकेटिमिनेट (एनएसीएनएसी) β-डाइकेटिमिनेट (बीडीआई, जिसे एनएसीएनएसी के रूप में भी जाना जाता है), सहायक लिगेंड का एक सामान्य रूप से उपयोग किया जाने वाला वर्ग है जिसे कई ऑक्सीकरण अवस्थाओं में एस, पी, डी और एफ-ब्लॉक से धातु आयनों की एक व्यापक श्रृंखला को स्थिर करने के लिए सफलतापूर्वक अपनाया गया है। इन मोनोएनियोनिक एन-डोनर लिगेंडों की लोकप्रियता को उनकी सुविधाजनक पहुंच और उच्च स्टीरियोइलेक्ट्रोनिक समन्वय द्वारा समझाया जा सकता है। यह अत्यधिक प्रतिक्रियाशील समन्वयात्मक रूप से असंतृप्त परिसरों को अलग करने में सक्षम बनाता है। इसके अलावा, अध्ययनों ने विभिन्न परिवर्तनों के लिए सक्रिय उत्प्रेरक तैयार करने के लिए लिगेंड के इस वर्ग की उपयोगिता का प्रदर्शन किया है। तो, इस वजह से, बेरिलियम उच्च प्रतिक्रियाशीलता और बेरिलियम के साथ स्टीरियो इलेक्ट्रॉनिक समन्वय के कारण β-डाइकेटिमिनेट यौगिकों के साथ ठीक से समन्वय कर सकता है, इस प्रकार एक Be NacNac यौगिक ऑर्गेनोबेरिलियम रसायन विज्ञान में भी आम है। ऑर्गेनोबेरिलियम यौगिकों का संश्लेषण संश्लेषण सीमित है लेकिन साहित्य से पता चला है कि बेरिलियम हैलाइड, एल्किल, एलोक्साइड और अन्य कार्बनिक यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है। बेरिलियम हैलाइड का अल्काइलेशन बेरिलियम रसायन विज्ञान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधियों में से एक है। एक ट्रांसमेटलेशन में एक दूसरे को लिगैंड हस्तांतरण शामिल होता है जैसे किः M 'R2 + Be → BeR2 + M' M किसी भी मुख्य समूह और/या संक्रमण धातु तक सीमित नहीं है। आर लगभग किसी भी फॉस्फीन, एरिल, एल्किल, हैलोजन, हाइड्राइड और/या कार्बाइन तक सीमित हो सकता है। इस मामले में ऑर्गेनोबेरिलियम प्रतिक्रियाएं बना सकता है जैसे किः बेरिलियम हैलाइड का अल्काइलेशन ऑर्गेनोबेरिलियम यौगिक बनाने के लिए प्रतिक्रिया करने का एक और सामान्य तरीका हैः 2 एम. आर. 1 + बी. आर. 2 → बी. आर. 1 + एम. आर. 2 एम किसी भी मुख्य समूह और/या संक्रमण धातु तक सीमित नहीं है। आर1 फिनाइल, मिथाइल, मिथाइल ऑक्साइड, कार्बाइन आदि तक सीमित नहीं है। आर2 कोई भी हैलाइड हो सकता है जैसे फ्लोराइड, ब्रोमाइड, आयोडाइड या क्लोराइड। इस तरह की प्रतिक्रिया का एक उदाहरण बिस (साइक्लोपेंटाडाइनिल) बेरिलियम (सी. पी. 2बी.) या बी. सी. एल. 2 और पोटेशियम साइक्लोपेंटाडाइनाइड से बेरिलोसिन का संश्लेषण हैः 2 के. [सी. पी.] + बी. सी. एल. 2 → (सी. पी.) 2बी. + 2 के. सी. एल. कम ऑक्सीकरण बेरिलियम रसायन जबकि बी. ई. (II) अधिक सामान्य ऑक्सीकरण स्थितियों में से एक है, बी. ई. (I) और बी. ई. (0) परिसर पर भी आगे शोध किया गया है। निम्न-वेलेंट मुख्य समूह यौगिक हाल ही में संक्रमण धातु परिसरों की तुलना में अपनी दिलचस्प प्रतिक्रियाशीलता के कारण वांछनीय कृत्रिम लक्ष्य बन गए हैं। एक कार्य में, स्थिर चक्रीय (एल्किल) (एमिनो) कार्बाइन लिगेंड का उपयोग बेरिलियम युक्त पहले तटस्थ यौगिकों को अलग करने और चिह्नित करने के लिए किया गया था, जिसमें Be (0) यौगिक को दृढ़ता से σ-दान और π-ग्रहण करने वाले चक्रीय CAAC लिगेंड द्वारा स्थिर किया गया था। Be (I) एक दुर्लभ घटना का एक और उदाहरण है और कुछ प्रकाशनों की सूचना दी गई थी, लेकिन Be (I) का एक उदाहरण पहले से ही Be के साथ समन्वित एक CAAC लिगैंड था। गिलियर्ड और उनके समूह ने एक अधिक स्थिर बेरिलियम रेडिकल कैटायन बनाया। Be (II) को Be (I) में कम करने से संबंधित अच्छी तरह से स्थापित चुनौतियों के कारण, उन्होंने TEMपीओ ((2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-yl) ऑक्सिल का उपयोग करके एक ऑक्सीकरण रणनीति के माध्यम से रेडिकल का पीछा किया। इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप केवल बी रेडिकल को स्थिर करके एक बीई (आई) यौगिक बना। समूह 2 ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन बेरिलियम संदर्भ बेरिलियम यौगिक ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान भी देखें।