N-Heterocyclic carbene boryl anion
ஒரு என்-ஹீட்டோரோசைக்ளிக் கார்பீன் போரில் அனயான் என்பது ஒரு என்-ஹீட்டோரோசைக்ளிக் கார்பீனின் (என். எச். சி) ஒரு ஐசோ எலக்ட்ரானிக் கட்டமைப்பாகும், அங்கு கார்பீன் கார்பன்-1 சார்ஜ் கொண்ட போரான் அணுவால் மாற்றப்படுகிறது. என். எச். சி போரில் எதிர்மின் அயனிகள் ஒரு சமதள வடிவவியலைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் போரான் அணு sp2-கலப்பினமாகக் கருதப்படுகிறது. அவை மிகவும் நியூக்ளியோஃபிலிக் என்பதால் அவை மிகவும் வலுவான தளங்களாக செயல்படுகின்றன. போரான் அணுவிலிருந்து வரும் σ-தானம் காரணமாக அவை மிகவும் வலுவான டிரான்ஸ் செல்வாக்கையும் கொண்டுள்ளன. சாதாரண என். எச். சி. களுடன் ஒப்பிடும்போது என். எச். சி போரில் எதிர்மின் அயனிகள் வலுவான எலக்ட்ரான்-வெளியிடும் தன்மையைக் கொண்டுள்ளன. இந்த பண்புகள் என். எச். சி போரில் அயனிகளை பல பயன்பாடுகளில் முக்கிய ஈந்தணைவிகளாக ஆக்குகின்றன, அதாவது பாலிசைக்ளிக் நறுமண ஹைட்ரோகார்பன்கள் மற்றும் பொதுவாக குறைந்த ஆக்சிஜனேற்ற நிலை முக்கிய குழு உறுப்பு பிணைப்பு போன்றவை. முதல் படிக கார்பீன் அமைப்பு 1990 ஆம் ஆண்டில் அர்டுயெங்கோவால் தனிமைப்படுத்தப்பட்டதிலிருந்து, என். எச். சி. களின் வெவ்வேறு பண்புகளை சரிசெய்வது முக்கிய குழு வேதியியலில் ஒரு பிரபலமான ஆய்வுப் பகுதியாகும். முதல் என். எச். சி போரில் எதிர்மின் அயனி 2006 ஆம் ஆண்டில் செகாவாவால் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டது. சிக்கலின் முன்னோடி முதலில் மெக்னீசியம் மூலம் ஒரு டைமைன் குறைப்பு மூலம் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டது, அதைத் தொடர்ந்து BBr3 உடன் ஒரு எதிர்வினை செய்யப்பட்டது. லித்தியம் நாஃப்தலெனைடு மூலம் புரோமோ-டயசாபோரோல் வளாகத்தில் உள்ள போரான்-புரோமைடு பிணைப்பில் பிளவு மூலம் இறுதி வளாகம் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டது. இந்த எதிர்வினை ஒரு போரில்லிதியம் வளாகத்தை உருவாக்கியது, அங்கு போரான் அணு ஒரு இலவச போரில் எதிர்மின் அயனியுடன் வலுவான கட்டமைப்பு ஒற்றுமையைக் காட்டுகிறது. இந்த ஒற்றுமைகள் போரான் எதிர்மின் அயனி-1 மின்னூட்டத்தைக் கொண்டிருப்பதைக் காட்டுகின்றன, மேலும் இது ஒரு ஒற்றை கார்பீனுக்கு ஒரு ஐசோ எலக்ட்ரானிக் கலவையாக அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த தொகுப்புக்கான திறவுகோல் நைட்ரஜனில் உள்ள பருமனான ஆர் பதிலீடுகள் ஆகும், இது டைமெரைசேஷனைத் தடுத்தது, இது போரான் வேதியியலில் பொதுவான ஒன்று. இந்த பருமனான மாற்றீடுகள் மற்றும் குறைந்த வெப்பநிலை இனங்களை வெற்றிகரமாக தனிமைப்படுத்தியது. வேறுபட்ட போரில்லிதியம் முதுகெலும்புகள் என். எச். சி போரில் எதிர்மின் அயனியின் முதல் தொகுப்புக்குப் பிறகு, செகாவா வளாகங்களின் முதுகெலும்புகளை மாற்றுவதன் மூலம் மற்ற என். எச். சி போரில் எதிர்மின் அயனிகளை தொடர்ந்து ஒருங்கிணைத்தார். 2008 ஆம் ஆண்டில், முதல் போரில் எதிர்மின் அயனிகளைப் போலவே அதே குறைப்பு நிலைமைகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், பல என். எச். சி போரில் எதிர்மின் அயனிகளை ஒருங்கிணைக்க முடியும் என்று கண்டறியப்பட்டது. "நேக்கட்" போரில் அனயான் ஏ "நேக்கட்" போரில் அனயான், இதில்-1 போரானுக்கு அருகில் எந்த நேர்மின் அயனியும் இல்லை, ஒரு அமைடு மெட்டாதீசிஸ் எதிர்வினை மூலம் ஒருங்கிணைக்கப்படலாம். ஒரு போரில் பொட்டாசியம் டைமர் உருவாகிறது, இதில் கே + அயனிகள் நைட்ரஜன்கள் மற்றும் போரான் மையங்களில் உள்ள மாற்றீடுகளில் உள்ள இரண்டு கார்பன்களுடன் பலவீனமாக தொடர்பு கொள்கின்றன. K-B பிணைப்பு தூரங்கள்> 3.1 Å ஆகும், இது சகப்பிணைப்பு ஆரங்களின் கூட்டுத்தொகையை விட மிகப் பெரியது. கூடுதலாக, N-B-N பிணைப்பு கோணம் கணக்கிடப்பட்ட வாயு-கட்ட எதிர்மின் அயனிக்கு மிக அருகில் உள்ளது, இது போரில் எதிர்மின் அயனி முடிந்தவரை "சுதந்திரமானது" என்ற முடிவுக்கு வழிவகுக்கிறது. குழு 1 மற்றும் 2 உறுப்புகளுடன் வினைத்திறன் பிணைப்பு என். எச். சி போரில் எதிர்மின் அயனி ஒரு போரில்லிதியம் உப்பு வடிவில் இருக்கும்போது, அது தொழில்துறை துறையில் மிக முக்கியமான கட்டுமானத் தொகுதிகளில் ஒன்றான CO உடன் வினைத்திறனைக் காட்டியுள்ளது. சிக்கலானது ஒரு செருகும் எதிர்வினை வழியாக செல்கிறது, அங்கு பி-லி பிணைப்பில் சிஓ செருகப்பட்டு ஒரு குறுகிய கால இடைநிலை இனத்தை உருவாக்குகிறது. இந்த எதிர்வினை கார்பனைலேட்டிவ் இணைப்பு எதிர்வினைகளில் நம்பிக்கைக்குரிய பயன்பாடுகளைக் காட்டுகிறது, அங்கு CO செருகுதல் அவசியம். 2007 ஆம் ஆண்டில், முதல் B-Mg ஒற்றைப் பிணைப்பு ஒரு NHC போரில் எதிர்மின் அயனியைப் பயன்படுத்தி ஈந்தணைவியாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்டது. B-Mg பிணைப்புகள் சகப்பிணைப்பு ஆரங்களின் கூட்டுத்தொகையை விட சற்றே நீளமானவை, ஆனால் இது இந்த பரிசோதனையில் THF ஆக இருந்த கரைப்பானின் ஒருங்கிணைப்பு காரணமாக பலவீனமான கூலாம்பிக் தொடர்புக்கு காரணமாகும். இந்த கரைப்பான் தொடர்பு மூலக்கூறின் வடிவவியலையும் பாதிக்கிறது, ஏனெனில் படிக அமைப்பு Mg அணு ஒரு சிதைந்த sp3-கலப்பின மையத்தைக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது. இருப்பினும், Mg-B பிணைப்பு அயனி தன்மையைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் ஒற்றைப் பிணைப்பாகக் கருதப்படலாம் என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. மற்றொரு Mg-B பிணைப்பு NHC போரில் எதிர்மின் அயனியை ஒரு Mg சேர்மத்துடன் 2:1 விகிதத்தில் வினைபுரிவதன் மூலம் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டது. இந்த எம்ஜி அணு ஒரு சிதைந்த நாற்கர ஒருங்கிணைப்பைக் கொண்டிருந்தது, இது கரைப்பானின் (டி. எச். எஃப்) ஒருங்கிணைப்புக்கும் காரணமாக இருந்தது. முதல் Be-B பிணைப்பு 2014 இல் தெரிவிக்கப்பட்டது, இருப்பினும் இந்த பிணைப்பு இந்த வளாகத்தின் Mg அனலாக்கில் தெரிவிக்கப்பட்ட அயனி பிணைப்பைக் காட்டிலும் அதிக சகப்பிணைப்பு தன்மையைக் காட்டியது. பென்சீனை கரைப்பானாகப் பயன்படுத்தி NHC போரில் எதிர்மின் அயனிக்குச் சமமான இரண்டு அயனிகளை BeCl2 உடன் வினைபுரியச் செய்வதன் மூலம் இந்த சிக்கலானது உருவானது. இருப்பினும், 2020 ஆம் ஆண்டில், என். எச். சி போரில் அனயான் மற்றும் பீ இடையே ஒரு மிகவும் சுவாரஸ்யமான எதிர்வினை பதிவாகியுள்ளது. இந்த வழக்கில், போரில் எதிர்மின் அயனி ஒரு Be காம்ப்ளக்ஸ் உடன் வினைபுரிந்தது, மேலும் ஒரு பிணைப்பை உருவாக்கி, போரான் அணுவிலிருந்து σ-தானம் பெறுவதற்குப் பதிலாக, அது எதிர்மின் அயனியின் முதுகெலும்பு கார்பன்களில் ஒன்றுடன் வினைபுரிந்தது. இந்த எதிர்வினையின் வழிமுறை தெளிவாக இல்லை என்றாலும், முதுகெலும்பு புரோட்டான்களில் ஒன்று டிப்ரோடோனேட்டட் ஆகி, பீ நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கார்பன்களுடன் பிணைக்க அனுமதிக்கிறது என்று நம்பப்படுகிறது. இந்த கலவை அறை வெப்பநிலையில் கூட மிகவும் நிலையானது, மேலும் இந்த எதிர்வினையின் பொறிமுறையை மேலும் புரிந்துகொள்ள கூடுதல் ஆய்வுகள் முடிக்கப்பட்டு வருகின்றன. முக்கிய குழு கூறுகளுடன் பிணைப்பு என். எச். சி போரில் எதிர்மின் அயனி பி = பி இரட்டைப் பிணைப்புகளை அடையவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் டைபோரேன் மூலக்கூறை விட டெட்ராபோரேன் இனங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த தொகுப்பிற்காக, என். எச். சி போரில் அனயானில் ஒரு கூடுதல் போரான் அணு சேர்க்கப்பட்டது, பின்னர் குறைக்கப்பட்டது, மூலக்கூறுகளுக்கு இடையில் டைமெரைசேஷனை கட்டாயப்படுத்தியது மற்றும் எச்-பிரிட்ஜ் டெட்ராபோரேன் இனங்கள் ஏற்பட அனுமதிக்கிறது. சிக்கலானது எச்-பிரிட்ஜ் செய்யப்பட்டிருந்தாலும், உள் பி-பி பிணைப்பு தூரம் அறிக்கையிடப்பட்ட இரட்டை மற்றும் மூன்று பிணைப்பு நீளங்களுக்கு இடையில் உள்ளது. கூடுதலாக, மத்திய பி-பி பகுதி மீதான என். பி. ஏ கட்டணங்கள் எதிர்மறையாக உள்ளன, இது போரில் எதிர்மின் அயனிகள் எலக்ட்ரான் அடர்த்தியை தானம் செய்வதைக் காட்டுகிறது, இது ஒரு பி = பி இரட்டைப் பிணைப்பு நிகழ்கிறது என்ற முடிவுக்கு வழிவகுக்கிறது. குறிப்பிட்ட எதிர்வினை நிலைமைகளுடன், என். எச். சி போரில் எதிர்மின் அயனியைப் பயன்படுத்தி ஒரு டைசிலேன் ஒற்றை அல்லது இரட்டைப் பிணைப்பை அடைய முடியும். ஒரு சி-சி ஒற்றைப் பிணைப்பை உருவாக்க, ஒரு என். எச். சி போரில் சைலேன் கலவை டி. எம். இ கரைப்பானில் கே. சி 8 ஆல் குறைக்கப்படுகிறது. சி-சி இரட்டைப் பிணைப்பை உருவாக்க, சற்று வித்தியாசமான என். எச். சி போரில் சைலேன் கலவை டி. எச். எஃப் கரைப்பானில் கே. சி 8 இல் குறைக்கப்படுகிறது. கூடுதலாக, ஒரு டயானியோனிக் டிஸிலைன் (சி-சி மூன்று பிணைப்பு) ஒரு எம்ஜி காம்ப்ளக்ஸ் வடிவத்தில் பதிவாகியுள்ளது. ஒரு என். எச். சி போரில் சைலேன் சேர்மத்தின் இரண்டு சமமானவை டி. எச். எஃப் இல் எம்ஜி உடன் குறைக்கப்பட்டு, எம்ஜி-சி-சி மூன்று உறுப்பு வளையத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. போரில் எதிர்மின் அயனி குழுக்கள் சிஸ் உருவாக்கத்தில் அமைக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் சி அணுக்கள் சமதள வடிவவியலைக் கொண்டுள்ளன. கூடுதலாக, சி-சி பிணைப்பின் நீளம் இரட்டைப் பிணைப்புக்கான சகப்பிணைப்பு ஆரங்களின் கூட்டுத்தொகையாக கணக்கிடப்படுகிறது, மேலும் என். பி. ஏ கட்டணங்கள் சி அணுக்களில் டயானியோனிக் தன்மையைக் காட்டுகின்றன. மாற்ற உலோகங்களுடன் பிணைப்பு என். எச். சி போரில் எதிர்மின் அயனிகள் சி-எச் பிணைப்புகள் மற்றும் ஹைட்ரோபோரேஷன் செயல்பாட்டை செயல்படுத்தும் திறனுக்காக ஆராயப்பட்டுள்ளன, இரண்டு விஷயங்கள் முன்பு மாற்றம் உலோக அமைப்புகளால் மட்டுமே முடிக்கப்படும் என்று கருதப்பட்டது. அயனி போரில் ஈந்தணைவிகள் இடைநிலை உலோகங்களுடன் சகப்பிணைப்புடன் பிணைக்க முடியும், இது முக்கிய குழு உறுப்புகளுடன் (அயனி ரீதியாக) பிணைக்கும் முறையை விட வேறுபட்டது. இந்த போரில் ஈந்தணைவிகள் σ-பிணைப்பு ஆனால் போரானில் உள்ள காலியாக உள்ள pz சுற்றுப்பாதையில் π-பின் நன்கொடை பெற முடியும். என். எச். சி போரில் அயனிகளைப் போன்ற போரில் ஈந்தணைவிகள் வினைத்திறனைக் கட்டுப்படுத்துவதில் மிகவும் பயனுள்ள ஈந்தணைவிகள் என்று கூறப்படுகிறது. வெள்ளி, தங்கம், செம்பு மற்றும் துத்தநாகம் உள்ளிட்ட பல இடைநிலை உலோக போரில் வளாகங்கள் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த வளாகங்கள் மாற்றம் உலோக வினையூக்கி எதிர்வினைகளின் சாத்தியமான இடைநிலைகளைப் பற்றிய நுண்ணறிவை வழங்குகின்றன, மேலும் கரிம மற்றும் கனிம செயற்கை வேதியியல் இரண்டிற்கும் சாத்தியமான தொடக்க பொருட்களை வழங்குகின்றன. குழு 12 உலோகப் பிணைப்பு கிட்டத்தட்ட பிரத்தியேகமாக + 1-ஆக்சிஜனேற்ற நிலையில் உலோகங்களைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் என். எச். சி போரில் அயனிகள் குழு 12 எம்-எம் பிணைப்புகளை 0-ஆக்சிஜனேற்ற நிலையில் ஒருங்கிணைக்க உதவியுள்ளன. குழு 12 உலோகங்கள் நிரப்பப்பட்ட வேலன்ஸ் டி-ஆர்பிட்டல்கள் காரணமாக 0-ஆக்சிஜனேற்ற நிலையில் மிகவும் பலவீனமான பிணைப்பில் பங்கேற்கின்றன, உலோகங்கள் என். எச். சி போரில் அயன் ஈந்தணைவிகளைக் கொண்டிருக்கும்போது, ஈந்தணைவியால் நன்கொடையாக வழங்கப்படும் எலக்ட்ரான் அடர்த்தி காரணமாக அவை 0-ஆக்சிஜனேற்ற நிலையில் பிணைக்க முடியும். இந்த மூலக்கூறுகள் முதலில் உலோகத்தில் உள்ள ஈந்தணைவிகளாக எம்-டெர்ஃபீனைல்களைக் கொண்டிருப்பதன் மூலம் ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன, பின்னர் ஒரு தனிமைப்படுத்தப்பட்ட பரிமாற்றம் நிகழ்கிறது, போரில் ஈந்தணைவிகளை உலோகத்தின் மீது வைத்து உலோகத்தை 0-ஆக்சிஜனேற்ற நிலையில் இருக்க அனுமதிக்கிறது. பாலிசைக்ளிக் நறுமண ஹைட்ரோகார்பன்கள் என். எச். சி போரில் எதிர்மின் அயனிகளுக்கான மிகவும் உற்சாகமான பயன்பாடுகளில் ஒன்று பாலிசைக்ளிக் நறுமண ஹைட்ரோகார்பன்கள் அல்லது PAH களில் அவற்றின் இடமாகும். PAH கள் பொதுவாக இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பென்செனாய்டு வளையங்களைக் கொண்ட ஒரு மூலக்கூறு என்று வரையறுக்கப்படுகின்றன, மேலும் ஹைட்ரஜன் மற்றும் கார்பனைத் தவிர வேறு எந்த உறுப்புகளும் இல்லை. அவை மிகவும் ஒளிரும் தன்மை கொண்டவை, மேலும் இயற்கையாகவே கச்சா எண்ணெய் மற்றும் பிற பெட்ரோ கெமிக்கல் பொருட்களில் காணப்படுகின்றன. பி-என் பகுதியுடன் இறுதி கார்பன்களை மாற்றுவது PAH களின் குடும்பத்தை விரிவுபடுத்துகிறது மற்றும் செயல்பாட்டு பொருட்களாக செயல்பட முடியும் என்பது நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. போரனை PAH களில் வைப்பது LUMO ஆற்றல் அளவைக் குறைப்பதன் மூலம் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் பண்புகளை மேம்படுத்துவதற்கும் பன்முகப்படுத்துவதற்கும் அறியப்படுகிறது. LUMO ஆற்றலின் இந்த குறைப்பு உறிஞ்சுதல் மற்றும் உமிழ்வுக்குத் தேவையான ஆற்றலைக் குறைப்பதன் மூலம் ஏற்றுக்கொள்ளும் திறனை அதிகரிக்கிறது. இணைக்கப்பட்ட என். எச். சி போரில் எதிர்மின் அயனி அலகுகள் இரு செயல்பாட்டின் ஒரு உறுப்பைச் சேர்த்து, வெற்று pz சுற்றுப்பாதையின் காரணமாக π-இணைப்பைத் தூண்டுகின்றன. இந்த மூலக்கூறுகளின் உறிஞ்சுதல் மற்றும் உமிழ்வு குணங்கள் மிகவும் சுவாரஸ்யமானவை. ஒரு பைரீன் மையத்தைக் கொண்ட PAH கள் புற ஊதா ஒளியின் கீழ் அனைத்து ஒளிரும் நீல ஒளியையும் கொண்டுள்ளன, ஆனால் அவற்றின் சிறிய மற்றும் அதிக பிளானர் சகாக்கள் பல்வேறு வண்ணங்களை வெளிப்படுத்தின. நிறத்தில் இந்த மாற்றம் NHC போரில் எதிர்மின் அயனி வளையங்கள் சிறிய PAH களுக்கு அதிக பங்களிப்பு செய்வதால் ஏற்படுகிறது, அதேசமயம் பைரீன் மையத்தில் போரான் ஈந்தணைவியிலிருந்து குறைவான விளைவு வருகிறது. இந்த பிளானர் என். எச். சி போரில் அயனி மூலக்கூறுகள் செயல்பாட்டு பொருட்களுக்கு அவற்றின் பயன்பாட்டில் மிகவும் நம்பிக்கைக்குரியவை, ஏனெனில் அவை அருகிலுள்ள ஐ. ஆர் பிராந்தியத்தில் ஒளியை வெளியிடுகின்றன. குறிப்புகள் போரான் ஹீட்டோரோசைக்கிள்கள் எதிர்மின் அயனிகள் நைட்ரஜன் ஹீட்டோரோசைக்கிள்கள் பெண்டாசைக்ளிக் சேர்மங்கள்