Quaternary ammonium cation
نامیاتی کیمسٹری میں، کواٹرنیری امونیم کیٹیشن، جسے کواٹس بھی کہا جاتا ہے، ساخت کے مثبت طور پر چارج شدہ پولی ایٹومک آئن ہوتے ہیں، جہاں R ایک الکائل گروپ، ایک ایرل گروپ یا آرگنائل گروپ ہے۔ امونیم آئن () اور بنیادی، ثانوی، یا ترتیری امونیم کیٹیشن کے برعکس، چوتھائی امونیم کیٹیشن مستقل طور پر چارج ہوتے ہیں، جو ان کے محلول کے پی ایچ سے آزاد ہوتے ہیں۔ کواٹرنیری امونیم سالٹ یا کواٹرنیری امونیم مرکبات (جسے آئل فیلڈ کی بول چال میں کواٹرنیری امینز کہا جاتا ہے) کواٹرنیری امونیم کیٹیشن کے سالٹ ہیں۔ پولی کواٹس مختلف قسم کی انجینیئرڈ پولیمر شکلیں ہیں جو ایک بڑے مالیکیول کے اندر متعدد کواٹ مالیکیول فراہم کرتی ہیں۔ کواٹس کا استعمال صارفین کی ایپلی کیشنز میں کیا جاتا ہے جن میں اینٹی مائکروبیلز (جیسے ڈٹرجنٹ اور جراثیم کش)، تانے بانے کو نرم کرنے والے، اور ہیئر کنڈیشنر شامل ہیں۔ ایک اینٹی مائکروبیل کے طور پر، وہ ڈھکے ہوئے وائرس (جیسے سارس-کوو-2) کو غیر فعال کرنے کے قابل ہیں۔ کواٹ بلیچ پر مبنی جراثیم کش ادویات کے مقابلے سطحوں پر نرم ہوتے ہیں، اور عام طور پر کپڑے سے محفوظ ہوتے ہیں۔ ترکیب کواٹرنیری امونیم مرکبات ترتیری امین کے الکیلیشن کے ذریعے تیار کیے جاتے ہیں۔ اجناس کے کواٹ نمکیات کی صنعتی پیداوار میں عام طور پر فیٹی نائٹریلز کی ہائیڈروجنائزیشن شامل ہوتی ہے، جو بنیادی یا ثانوی امین پیدا کر سکتی ہے۔ ان امینوں کو پھر میتھائل کلورائد کے ساتھ ٹریٹ کیا جاتا ہے۔ الکائل ہالائڈز کے ذریعہ الکائل امینوں کی کواٹرنیزیشن کو وسیع پیمانے پر دستاویزی شکل دی گئی ہے۔ پرانے ادب میں اسے اکثر مین شٹکن رد عمل کہا جاتا ہے، تاہم جدید کیمسٹ عام طور پر اسے محض کواٹرنیزیشن کہتے ہیں۔ رد عمل کو غیر مساوی الکل زنجیر کی لمبائی کے ساتھ ایک مرکب تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر جب کیٹیانک سرفکٹینٹ بناتے ہیں تو امین پر موجود الکل گروپوں میں سے ایک عام طور پر دوسروں کے مقابلے میں لمبا ہوتا ہے۔ ایک عام ترکیب بینزالکونیم کلورائڈ کے لیے لمبی زنجیر والی الکیلڈیمیتھیلامائن اور بینزائل کلورائڈ سے ہوتی ہے: CH3 (CH2) _ \mathit {n} N (CH3) 2 {} + ClCH2C6H5-> {} [CH3 (CH2) _ \mathit {n} N (CH3) 2CH2C6H5] + Cl-رد عمل چوتھائی امونیم کیٹیشن یہاں تک کہ مضبوط الیکٹروفائلوں، آکسیڈنٹس اور ایسڈ کی طرف بھی غیر فعال ہوتے ہیں۔ وہ زیادہ تر نیوکلیوفائلز کی طرف بھی مستحکم ہوتے ہیں۔ مؤخر الذکر اعلی درجہ حرارت پر بھی ہائیڈروکسائڈ نمکیات جیسے ٹیٹرامیٹیلامونیم ہائیڈروکسائڈ اور ٹیٹرابیوٹیلامونیم ہائیڈروکسائڈ کے استحکام سے ظاہر ہوتا ہے۔ 160 ڈگری سیلسیس پر 6M NaOH میں Me4NOH کی نصف زندگی> 61 گھنٹے ہے۔ ان کی لچک کی وجہ سے، بہت سے غیر معمولی آئنوں کو چوتھائی امونیم نمکیات کے طور پر الگ کیا گیا ہے۔ مثالوں میں ٹیٹرامیتھیل امونیم پینٹافلووراکسینٹ شامل ہے، جس میں انتہائی رد عمل والا پینٹافلووراکسینٹ () آئن ہوتا ہے۔ پرمینگنیٹ کو نامیاتی سالوینٹس میں گھلنشیل کیا جا سکتا ہے، جب اسے نمک کے طور پر استعمال کیا جائے۔ غیر معمولی طور پر مضبوط اڈوں کے ساتھ، کواٹ کیٹیشن انحطاط پذیر ہوتے ہیں۔ وہ سوملیٹ-ہاؤزر کی دوبارہ ترتیب اور سٹیونز کی دوبارہ ترتیب کے ساتھ ساتھ سخت حالات میں یا تھیولیٹس جیسے مضبوط نیوکلیوفائلز کی موجودگی میں ڈیلکیلیشن سے گزرتے ہیں۔ N−C−C−H اکائیوں پر مشتمل کواٹرنیری امونیم کیٹیشن بھی ہوفمین کے خاتمے اور ایمڈے انحطاط سے گزر سکتے ہیں۔ مثال Tetramethylamonium ion:، بھی ظاہر کیا جاتا ہے (Me = methyl گروپ) Tetraethylamonium ion:، بھی ظاہر کیا جاتا ہے (Et = ethyl گروپ) Tetrapropylamonium ion:، بھی ظاہر کیا جاتا ہے (PR = پروپائل گروپ) Tetrabutylamonium ion:، بھی ظاہر کیا جاتا ہے (Bu = بیوٹائل گروپ) ایپلی کیشنز کواٹرنیری امونیم نمک کو جراثیم کش، سرفکٹینٹس، تانے بانے کے سافٹینرز، اور اینٹیسٹیٹک ایجنٹوں کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے (مثال کے طور پر۔ شیمپو میں)۔ مائع کپڑے کے نرم کرنے والوں میں، کلورائد نمک اکثر استعمال ہوتے ہیں۔ ڈرائر اینٹی کلنگ سٹرپس میں، سلفیٹ نمک اکثر استعمال ہوتے ہیں۔ پرانے ایلومینیم الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز اور سپرمیسیڈل جیلوں میں چوتھائی امونیم نمکیات بھی ہوتے ہیں۔ کواٹس کا استعمال مانع حمل فارمولیشن، ویٹرنری مصنوعات، تشخیصی جانچ، ویکسین کی تیاری، اور ناک کی فارمولیشن میں بھی کیا جاتا ہے۔ کچھ سائنس دانوں نے لوگوں پر کواٹ جراثیم کش ادویات کے حفاظتی پروفائل کی تفہیم کی سطح کے بارے میں خدشات کا اظہار کیا ہے۔ اگست 2020 تک، ریاستہائے متحدہ کی ماحولیاتی تحفظ کی ایجنسی نے تجویز کیا کہ نصف جراثیم کش ادویات کوویڈ 19 کے خلاف موثر ہیں جن میں سے ایک کواٹ ہوتا ہے، اور اکثر واحد جزو کے طور پر ایک کواٹ ہوتا ہے۔ سالمونیلا اور ای کولی O157: کواٹس کے سامنے آنے والے H7 نے اینٹی بائیوٹکس کے خلاف کراس مزاحمت تیار کی ہے۔ تشویش کا ایک موضوع فطرت اور انجینئرڈ ماحول میں ایک بڑی مائکروبیل کمیونٹی میں اینٹی بائیوٹک مزاحمت پر کووڈ-19 وبائی مرض سے متعلق کواٹس کے بڑھتے ہوئے استعمال کا ممکنہ اثر ہے۔ ادویات کواٹرنیری امونیم مرکبات میں اینٹی مائکروبیل سرگرمی ہوتی ہے۔ کواٹرنیری امونیم مرکبات، خاص طور پر جو لمبی الکائل زنجیروں پر مشتمل ہوتے ہیں، اینٹی مائکروبیلز اور جراثیم کش کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ مثالوں میں بینزالکونیم کلورائڈ، بینزیتھونیم کلورائڈ، میتھائل بینزیتھونیم کلورائڈ، سیٹالکونیم کلورائڈ، سیٹیلپیریڈینیم کلورائڈ، سیٹریمونیم، سیٹریمائڈ، ڈوفینیئم کلورائڈ، ٹیٹرایتھیلمونیم برومائڈ، ڈائیڈسییلڈیمیٹھیلامونیم کلورائڈ اور ڈومیفین برومائڈ شامل ہیں۔ فنگی، امیباس، اور ڈھکے ہوئے وائرس (جیسے سارس-کوو-2) کے خلاف بھی اچھا ہے، خیال کیا جاتا ہے کہ زیادہ تر چوتھائی امونیم مرکبات سیل جھلی یا وائرل لفافے میں خلل ڈال کر کام کرتے ہیں۔ (کچھ کیو اے سی، جیسے ڈیکولینیم اور اسی طرح کے بیس-کیو اے سی، عمل کے مختلف طریقے کا ثبوت دکھاتے ہیں۔) چوتھائی امونیم مرکبات اینڈوسپورس اور غیر لفافے والے وائرس کے علاوہ مختلف قسم کے حیاتیات کے لیے مہلک ہیں، دونوں میں حملہ کرنے کے لیے کوئی قابل رسائی جھلی کوٹ نہیں ہے۔ اینڈوسپور کے مسئلے کو کیمیکلز شامل کر کے حل کرنا ممکن ہے جو انہیں اگنے پر مجبور کرتے ہیں۔ بائیو فلمز میں گرام نیگیٹیو بیکٹیریا، مائیکوبیکٹیریا اور بیکٹیریا کے خلاف ان کی افادیت کم ہو گئی ہے کیونکہ ان میں اضافی پرتیں ہوتی ہیں جن میں گھسنے یا خلل ڈالنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ کچھ بیکٹیریا جیسے کہ ایم آر ایس اے نے مزاحمتی جین، کیو اے سی اے/بی اور کیو اے سی سی/ڈی حاصل کر لیے ہیں، جو کیشن کو خلیے سے باہر نکالتے ہیں۔ فیز ٹرانسفر اتپریرک نامیاتی کیمسٹری میں، چوتھائی امونیم نمک کو فیز ٹرانسفر اتپریرک (پی ٹی سی) کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے اتپریرک غیر متزلزل سالوینٹس میں تحلیل ہونے والے ریجینٹس کے درمیان رد عمل کو تیز کرتے ہیں۔ انتہائی رد عمل والا ریجینٹ ڈائکلوروکاربین پی ٹی سی کے ذریعے کلوروفارم اور آبی سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ کے رد عمل سے پیدا ہوتا ہے۔ تانے بانے کے نرم کرنے والے اور ہیئر کنڈیشنر 1950 کی دہائی میں، ڈسٹیرلڈیمیٹھیل امونیم کلورائڈ (ڈی ایچ ٹی ڈی ایم اے سی)، کو تانے بانے کے نرم کرنے والے کے طور پر متعارف کرایا گیا تھا۔ یہ مرکب بند کر دیا گیا تھا کیونکہ کیشن بہت آہستہ آہستہ بائیوڈیگریڈ ہوتا ہے۔ عصری کپڑے کے نرم کرنے والے کواٹرنیری امونیم کیٹیشن کے نمکیات پر مبنی ہوتے ہیں جہاں فیٹی ایسڈ کو ایسٹر لنکیجز کے ذریعے کواٹرنیری سینٹر سے جوڑا جاتا ہے۔ ان کو عام طور پر بیٹین ایسٹر یا ایسٹر کواٹس کہا جاتا ہے اور وہ انحطاط کا شکار ہوتے ہیں، مثال کے طور پر، ہائیڈرولیسس کے ذریعے۔ خاص طور پر، کیٹیشن میں ایک یا دو لمبی الکل زنجیر ہوتی ہیں جو ایتھوکسلیٹیڈ امونیم نمک سے منسلک فیٹی ایسڈ سے حاصل ہوتی ہیں۔ دیگر کیٹیشنک مرکبات امیڈازولیم، گوانیڈینیم، متبادل امین نمکیات، یا چوتھائی الکوکسی امونیم نمکیات سے حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ اینٹی اسٹیٹک خصوصیات جو چوتھائی امونیم نمک کو کپڑے کے نرم کرنے والے کے طور پر مفید بناتی ہیں، انہیں ہیئر کنڈیشنر اور شیمپو میں بھی مفید بناتی ہیں۔ اس خیال کا آغاز ہینکل نے 1984 کے پیٹنٹ کے ساتھ کیا تھا۔ مثالوں میں سیٹریمونیم کلورائڈ اور بینٹریمونیم کلورائڈ شامل ہیں۔ پودوں کی نشوونما کو روکنے والے سائکوسل (کلورمیکیٹ کلورائڈ) گبریلنز کی پیداوار کو روک کر پودوں کی اونچائی کو کم کرتا ہے، جو خلیوں کی لمبائی کے لیے ذمہ دار بنیادی پلانٹ ہارمون ہیں۔ لہذا، ان کے اثرات بنیادی طور پر تنے، پیٹیئل اور پھول کے تنے کے بافتوں پر ہوتے ہیں۔ پتوں کی توسیع میں کمی کے کم اثرات دیکھے جاتے ہیں، جس کے نتیجے میں گہرے سبز رنگ کے پتوں کی موٹائی ہوتی ہے۔ قدرتی موجودگی فطرت میں کئی چوتھائی امونیم مشتقات موجود ہیں۔ نمایاں مثالوں میں گلائسین بیٹائن، کولین، کارنیٹین شامل ہیں۔ بیوٹیروبیٹین، ہومرائن، اور ٹرائگونیلائن۔ گلائسین بیٹائن، ایک اوسمولائٹ، خلیوں میں اوسموٹک دباؤ کو مستحکم کرتا ہے۔ کولین نیورو ٹرانسمیٹر ایسیٹیلکولین کا پیش خیمہ ہے۔ کولین لیستھین کا ایک جزو بھی ہے، جو بہت سے پودوں اور جانوروں کے اعضاء میں موجود ہوتا ہے۔ یہ فاسفولیپیڈز میں پایا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، فاسفیٹائڈیل کولائنز، جو حیاتیاتی جھلیوں کا ایک اہم جزو ہے، جانوروں اور پودوں کے بافتوں میں چربی والے مادوں کے لیستھین گروپ کے رکن ہیں۔ کارنیٹین فیٹی ایسڈ کے بیٹا آکسیڈیشن میں حصہ لیتا ہے۔ صحت کے اثرات کواٹرنیری امونیم مرکبات صحت کے متعدد اثرات ظاہر کر سکتے ہیں، جن میں ہلکی جلد اور سانس کی جلن سے لے کر جلد اور معدے کی دیوار پر شدید کاسٹک جلنا (حراستی پر منحصر)، معدے کی علامات (مثال کے طور پر، متلی اور الٹی)، کوما، آتشزدگی، ہائپوٹینشن اور موت شامل ہیں۔ ان کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ کیمیائی گروپ ہیں جو انافلیکٹک رد عمل کے لیے ذمہ دار ہیں جو سرجری میں جنرل اینستھیزیا کے دوران نیورومسکلر بلاکنگ ڈرگس کے استعمال سے ہوتے ہیں۔ کواٹرنیم-15 ہاتھوں کے الرجک کانٹیکٹ ڈرمیٹائٹس کی واحد سب سے زیادہ پائی جانے والی وجہ ہے (959 معاملات میں 16.5%)۔ لیبارٹری کے جانوروں میں ممکنہ تولیدی اثرات کواٹرنیری امونیم پر مبنی جراثیم کش (ویرکس اور کواٹریسائڈ) کو عارضی طور پر پیدائشی نقائص میں چھلانگ اور پنجرے میں بند لیب چوہوں میں زرخیزی کے مسائل کی سب سے ممکنہ وجہ کے طور پر شناخت کیا گیا۔ جراثیم کشوں میں کواٹ اجزاء میں الکائل ڈائیمیتھائل بینزائل امونیم کلورائڈ (اے ڈی بی اے سی) اور ڈائیڈسیل ڈائیمیتھائل امونیم کلورائڈ (ڈی ڈی اے سی) شامل ہیں۔ نرسوں میں عارضی طور پر اسی طرح کے ربط کی نشاندہی کی گئی تھی۔ یہ مطالعات یو ایس انوائرمنٹل پروٹیکشن ایجنسی (یو ایس ای پی اے) اور ای یو کمیشن کے ذریعے جائزہ لیے گئے پہلے کے ٹاکسیکولوجی ڈیٹا سے متصادم ہیں۔ کواٹرنیری امونیم مرکبات کی مقدار کا تعین مشکل ہو سکتا ہے۔ کچھ طریقوں میں ٹیٹرا فینائل بورٹ کے ساتھ ٹھوس نمکیات کی بارش شامل ہے۔ ایک اور طریقہ، ایک ایپٹن ٹائٹریشن، میں آئنک ڈائی کی موجودگی میں واٹر کلوروفارم کے درمیان تقسیم کرنا شامل ہے۔ ای ایس آئی-ایم ایس اور این ایم آر سپیکٹروسکوپی کے ذریعے انفرادی کیٹیشن کا پتہ لگایا جا سکتا ہے۔ یہ بھی دیکھیں امونیم بینزیلٹریمیتھایلامونیم فلورائڈ امینیم حوالہ جات مزید پڑھنا بیرونی روابط جراثیم کش خوراک کی حفاظت