Dodecahedrane
ڈوڈیکاہیڈران ایک کیمیائی مرکب ہے، فارمولا کے ساتھ ایک ہائیڈرو کاربن، جس کے کاربن ایٹم ایک باقاعدہ ڈوڈیکاہیڈرون کے عمودی (کونوں) کے طور پر ترتیب دیے جاتے ہیں۔ ہر کاربن تین پڑوسی کاربن ایٹموں اور ایک ہائیڈروجن ایٹم سے جڑا ہوتا ہے۔ یہ مرکب تین ممکنہ پلاٹونک ہائیڈرو کاربن میں سے ایک ہے، دیگر دو کیوبین اور ٹیٹراہیڈرین ہیں۔ ڈوڈیکاہیڈرین فطرت میں نہیں ہوتا ہے اور اس کا کوئی خاص استعمال نہیں ہے۔ اس کی ترکیب لیو پاکیٹ نے 1982 میں کی تھی، بنیادی طور پر "ڈوڈیکاہیڈرل فریم ورک کی جمالیاتی طور پر خوشگوار ہم آہنگی" کے لیے۔ کئی سالوں تک، ڈوڈیکاہیڈرین مکمل آئکوساہیڈرل سمیٹری کے ساتھ سب سے آسان حقیقی کاربن پر مبنی مالیکیول تھا۔ 1985 میں دریافت ہونے والی بکمنسٹر فلرین () میں بھی ایک جیسی ہم آہنگی ہے، لیکن اس میں تین گنا زیادہ کاربن اور مجموعی طور پر 50 فیصد زیادہ ایٹم ہیں۔ 2000 میں C20 فلرین کی ترکیب، برومینیٹڈ ڈوڈیکاہیڈرین سے، دوسری جگہ پر گر سکتی ہے۔ ساخت ہر کاربن ایٹم میں سی-سی بانڈز کے درمیان کا زاویہ 108° ہوتا ہے، جو کہ باقاعدہ پنٹاگون کے ملحقہ اطراف کے درمیان کا زاویہ ہوتا ہے۔ یہ قدر ایک باقاعدہ ٹیٹرا ہیڈرون کے 109.5 ° مرکزی زاویے کے بالکل قریب ہے-ایک ایٹم پر بانڈز کے درمیان مثالی زاویے جس میں (sp3 ہائبرڈائزیشن) ہے۔ نتیجے کے طور پر، کم سے کم زاویہ تناؤ ہوتا ہے۔ تاہم، ڈھانچے کے ہر کنارے کے ساتھ چاند گرہن کی تشکیل کے نتیجے میں مالیکیول میں ٹورسنل تناؤ کی نمایاں سطح ہوتی ہے۔ اس مالیکیول میں کامل آئکوساہیڈرل (آئی ایچ) سمیٹری ہے، جیسا کہ اس کے پروٹون این ایم آر سپیکٹرم سے ظاہر ہوتا ہے جس میں تمام ہائیڈروجن ایٹم 3.38 پی پی ایم کی واحد کیمیائی شفٹ پر ظاہر ہوتے ہیں۔ بکمنسٹر فلرین کے برعکس، ڈوڈیکاہیڈرین میں کوئی ڈی لوکلائزڈ الیکٹران نہیں ہوتے ہیں اور اس لیے اس میں خوشبو نہیں ہوتی ہے۔ 30 سال سے زیادہ عرصے تک، کئی تحقیقی گروپوں نے فعال طور پر ڈوڈیکاہڈرین کی مکمل ترکیب کی پیروی کی۔ 1978 میں شائع ہونے والے ایک جائزے کے مضمون میں اس وقت تک موجود مختلف حکمت عملیوں کو بیان کیا گیا۔ پہلی کوشش 1964 میں آر بی نے شروع کی تھی۔ مرکب ٹرائکوینیسین کی ترکیب کے ساتھ لکڑی کی طرف جس کے بارے میں خیال کیا جاتا تھا کہ وہ آسانی سے ڈوڈیکاہیڈرین میں ڈائمرائز کرنے کے قابل ہے۔ دیگر گروہ بھی دوڑ میں تھے، مثال کے طور پر فلپ ایٹن اور پال وان راگو شلیئر۔ اوہائیو اسٹیٹ یونیورسٹی میں لیو پیکیٹ کا گروپ سب سے پہلے کامیاب ہوا، ایک پیچیدہ 29 مراحل والے راستے سے جو زیادہ تر ڈوڈیکاہڈرل کنکال کو ایک وقت میں ایک انگوٹھی بناتا ہے، اور آخر کار آخری سوراخ کو بند کر دیتا ہے۔ 1987 میں، ہورسٹ پرنزباخ کے گروپ نے زیادہ ورسٹائل متبادل ترکیب کا راستہ تلاش کیا۔ ان کا نقطہ نظر آئسومیرائزیشن پیگوڈین پر مبنی تھا، جو آئسوڈرین سے ابتدائی مواد یعنی اے اے کے طور پر حاصل کیا گیا تھا۔ [6 + 6] فوٹو سائیکلوڈیشن کے ذریعے۔ شلیئر نے ایڈمنٹین کی ترکیب میں بھی اسی طرح کے نقطہ نظر کی پیروی کی تھی۔ اس خیال کے بعد، پرنزباخ ٹیم اور شلیئر گروپ کی مشترکہ کوششیں کامیاب ہوئیں لیکن تبادلوں کے لیے صرف 8 فیصد پیداوار حاصل کی۔ اگلی دہائی میں گروپ نے اس راستے کو بہت بہتر بنایا، تاکہ ڈوڈیکاہیڈرین کو کثیر گرام مقدار میں حاصل کیا جا سکے۔ نئے راستے نے منتخب متبادلات اور غیر سیر شدہ کاربن-کاربن بانڈز کے ساتھ مشتقات حاصل کرنا بھی آسان بنا دیا۔ دو اہم پیش رفت σ-bishomoaromaticity کی دریافت اور انتہائی برومینیٹڈ ڈوڈیکاہیڈرین پرجاتیوں سے C20 فلرین کی تشکیل تھی۔ ترکیب اصل راستہ پیکیٹ کی 1982 کی نامیاتی ترکیب خام مال سائکلوپینٹاڈین (2 مساوی 10 کاربن ایٹم)، ڈائیمیتھائل ایسیٹیلینڈیکاربوکسیلیٹ (4 کاربن ایٹم) اور ایلائلٹریمیتھائلسلین (2 مساوی، 6 کاربن ایٹم) کے ساتھ تقریبا 29 اقدامات کرتی ہے۔ طریقہ کار کے پہلے مرحلے میں سائکلوپینٹاڈین 1 کے دو مالیکیولز کو عنصر سوڈیم (سائکلوپینٹاڈینائل کمپلیکس کی تشکیل) اور آیوڈین سے ڈائی ہائیڈرو فلولین 2 کے ساتھ تعامل کے ذریعے جوڑا جاتا ہے۔ اگلا ایک ٹینڈم ڈائلس-ایلڈر رد عمل ہے جس میں ڈائیمیتھائل ایسیٹیلینڈیکاربوکسیلیٹ 3 کے ساتھ مطلوبہ ترتیب پینٹاڈین-ایسیٹیلین-پینٹاڈین ہے جیسا کہ سمیٹریکل ایڈکٹ 4 میں ہے۔ غیر متناسب پینٹاڈین-پینٹاڈین-ایسیٹیلین مرکب (4b) کی مساوی مقدار بنتی ہے اور اسے خارج کر دیا جاتا ہے۔ {|align = "مرکز" کلاس = "ویکیٹیبل" سٹائل = "فونٹ سائز: چھوٹا" | |valign = اوپر | |-| ڈوڈیکاہیڈرین کی ترکیب حصہ I | |Dodecahedrane ترکیب حصہ II |-| ترتیب کے اگلے مرحلے میں آیوڈین کو عارضی طور پر 4 کے ڈائیسیڈ سے ڈائیلیکٹون 5 کے آئیوڈولیکٹونائزیشن کے ذریعے متعارف کرایا جاتا ہے۔ ایسٹر گروپ کو میتھانول کے ذریعے ہیلو ہائیڈرین 6 میں الگ کیا جاتا ہے، الکحل گروپوں کو جونز آکسیڈیشن کے ذریعے 7 میں کیٹون گروپوں میں تبدیل کیا جاتا ہے اور آیوڈین گروپوں کو 8 میں زنک-تانبے کے جوڑے کے ذریعے کم کیا جاتا ہے۔ {|align = "مرکز" کلاس = "ویکیٹیبل" سٹائل = "فونٹ سائز: چھوٹا" | |valign = اوپر | |-| ڈوڈیکاہیڈرین ترکیب حصہ III | |Dodecahedrane ترکیب حصہ IV |-|} آخری 6 کاربن ایٹموں کو الیلٹریمیتھائلسلین 9 اور این-بیوٹیلیتھیم سے پیدا ہونے والے کاربنیئن 10 کے کیٹون گروپوں میں نیوکلیوفیلک اضافے میں داخل کیا جاتا ہے۔ اگلے مرحلے میں ونائل سائلن 11 ایسیٹک ایسڈ میں پیراسیٹک ایسڈ کے ساتھ ڈلاکٹون 12 کے بنیادی متبادل میں رد عمل ظاہر کرتا ہے جس کے بعد فاسفورس پینٹاکسائڈ کے ساتھ ڈائیکٹون 13 میں انٹرا مالیکیولر فریڈیل کرافٹ الکیلیشن ہوتا ہے۔ یہ مالیکیول تمام مطلوبہ 20 کاربن ایٹموں پر مشتمل ہے اور متناسب بھی ہے جو باقی 5 کاربن-کاربن بانڈز کی تعمیر میں سہولت فراہم کرتا ہے۔ 13 سے 14 میں دوہرے بندھنوں کی کمی کاربن پر پیلیڈیم کے ساتھ ہائیڈروجنائزیشن کے ساتھ اور سوڈیم بورو ہائیڈرائڈ کے ذریعے 15 میں کیٹون گروپوں کی الکحل گروپوں میں کمی کے ساتھ مکمل کی جاتی ہے۔ نیوکلیوفیلک الیفاٹک متبادل کے ذریعے 17 میں ہائیڈروکسیل کی کلورین کے ذریعے تبدیلی ڈائیلیکٹون 16 (ٹاسیل کلورائڈ) کے ذریعے ہوتی ہے۔ پہلا سی-سی بانڈ بنانے والا رد عمل ایک قسم کی برچ الکیلیشن (لتیم، امونیا) ہے جس میں فوری رد عمل پروڈکٹ کلورومیتھائل فینائل ایتھر کے ساتھ پھنس جاتا ہے، دوسرے کلورین ایٹم کو 17 میں آسانی سے کم کر دیا جاتا ہے۔ یہ عارضی ضمیمہ بعد کے مرحلے میں ناپسندیدہ انولائزیشن کو روک دے گا۔ نو تشکیل شدہ کیٹون گروپ پھر 19 پر فوٹو کیمیکل نورش رد عمل کے ذریعے ایک اور سی-سی بانڈ بناتا ہے جس کے الکحل گروپ کو TsOH سے الکین 20 کے ساتھ ختم کرنے پر آمادہ کیا جاتا ہے۔ {|align = "مرکز" کلاس = "ویکیٹیبل" سٹائل = "فونٹ سائز: چھوٹا" | |valign = اوپر | |-| ڈوڈیکاہیڈرین ترکیب حصہ V | |Dodecahedrane ترکیب حصہ VI |-|} دوہرا بند ہائیڈرازین اور ترتیب وار ڈائیسوبوٹی لالیومینم ہائیڈرائڈ میں کمی کے ساتھ کم ہوتا ہے اور 21 کا پیریڈینیم کلوروکرومیٹ آکسیڈیشن ایلڈیہائیڈ 22 بناتا ہے۔ دوسرا نورش رد عمل پھر الکحل 23 میں ایک اور سی-سی بانڈ کا اضافہ کرتا ہے اور اس کے مقصد کو پورا کرنے کے بعد فینوکسی دم کو کئی مراحل میں ہٹا دیا جاتا ہے: ڈائل 24 میں برچ کی کمی، پیریڈینیم کلوروکرومیٹ کے ساتھ کیٹوالڈیہائیڈ 25 میں آکسیکرن اور کیٹون 26 میں ریورس کلیسن سنکشیپن۔ تیسرا نورش رد عمل الکحل 27 اور دوسرا پانی کی کمی 28 اور دوسرا کمی 29 پیدا کرتا ہے جس مقام پر ترکیب مکمل طور پر فعال گروپوں کے بغیر رہ جاتی ہے۔ گمشدہ سی-سی بانڈ کو 250 ڈگری سیلسیس سے ڈوڈیکاہیڈرین 30 پر کاربن پر پیلیڈیم کے ساتھ ہائیڈروجن پریشرائزڈ ڈی ہائیڈروجنیشن کے ذریعے رکھا جاتا ہے۔ پیگوڈین روٹ پرنزباخ کے پیگوڈین سے ڈوڈیکاہیڈرین تک کے بہتر راستے میں، پیرنٹ پیگوڈین سے ڈوڈیکاہیڈرین کی اصل کم پیداوار والی آئسومیرائزیشن کو ایک طویل لیکن زیادہ پیداوار والی ترتیب سے تبدیل کیا جاتا ہے-جو اس کے باوجود اب بھی پیگوڈین مشتقات پر بہت زیادہ انحصار کرتا ہے۔ نیچے دی گئی اسکیم میں، اصل سے انحراف مرکب 16 کے بعد ہوتا ہے۔ مشتقات مختلف قسم کے ڈوڈیکاہیڈرین مشتقات کی ترکیب کی گئی ہے اور ادب میں رپورٹ کیا گیا ہے۔ فلورائن ایٹموں کے ذریعہ تمام 20 ہائیڈروجنوں کے متبادل سے نسبتا غیر مستحکم پرفلووروڈیکاہیڈرین C20F20 حاصل ہوتا ہے، جو ملیگرام مقدار میں حاصل کیا گیا تھا۔ دیگر جزوی طور پر کلورین شدہ مشتقات کے درمیان، تقریبا 140 ڈگری سیلسیس پر دباؤ کے تحت اور پانچ دن تک شدید روشنی میں مائع کلورین میں تحلیل ہونے والے رد عمل کے ذریعے، اینالاگس پرکلوروڈیکیہیڈرین C20Cl20 کی ٹریس مقدار حاصل کی گئی۔ بھاری ہیلوجینز کے ذریعہ مکمل تبدیلی ان کے بڑے سائز کی وجہ سے تیزی سے مشکل معلوم ہوتی ہے۔ ہائیڈروجن کے آدھے یا زیادہ ایٹموں کو ہائیڈروکسیل گروپوں کے ذریعے پولیول حاصل کرنے کے لیے تبدیل کیا جا سکتا ہے، لیکن انتہائی مرکب C20 (OH) 20 2006 تک مبہم رہا۔ امینو-ڈوڈیکاہیڈرینز جو کہ امینٹاڈین سے موازنہ کر سکتے ہیں تیار کیے گئے ہیں، لیکن زیادہ زہریلے اور کمزور اینٹی وائرل اثرات کے ساتھ تھے۔ اینلیٹیڈ ڈوڈیکاہیڈرین ڈھانچے تجویز کیے گئے ہیں۔ انکیپسولیشن مالیکیولز جن کا فریم ورک ایک بند پنجرا بناتا ہے، جیسے ڈوڈیکاہیڈرین اور بکمنسٹر فلرین، اندر کی کھوکھلی جگہ میں ایٹموں اور چھوٹے مالیکیولز کو گھیر سکتے ہیں۔ وہ اندراج کیجنگ کمپاؤنڈ سے کیمیائی طور پر بند نہیں ہوتے ہیں، بلکہ محض میکانکی طور پر اس میں پھنس جاتے ہیں۔ کراس، سانڈرز اور پرنزباخ کمپاؤنڈ کی ایک فلم میں ہی + آئنوں کو گولی مار کر ڈوڈیکاہڈرین میں ہیلیم ایٹموں کو سمیٹنے میں کامیاب ہوئے۔ انہوں نے ہی @کی مائیکروگرام مقدار حاصل کی ("@" انکوپیسولیشن کے لیے معیاری اشارہ ہے)، جسے انہوں نے کافی مستحکم مادہ کے طور پر بیان کیا۔ اس مالیکیول کو "دنیا کا سب سے چھوٹا ہیلیم غبارہ" قرار دیا گیا ہے۔ حوالہ جات بیرونی روابط ڈوڈیکاہیڈرین اور کنین اسمبلیوں کے SynArchive.com 2D اور 3D ماڈلز پر پیکیٹ کی ڈوڈیکاہیڈرین ترکیب پیکیٹ کے مقالے پولی سائیکلک نان ایرومیٹک ہائیڈرو کاربن کا مکمل متن 1980 کی دہائی میں دریافت ہونے والے کل ترکیب سائکلوپینٹین مادہ