Borepin
بورپین بوران پر مشتمل ہیٹروسائکلز کی ایک کلاس ہے جو مین گروپ کیمسٹری میں استعمال ہوتی ہے۔ وہ ایک سات رکنی غیر سیچوریٹڈ انگوٹی پر مشتمل ہوتے ہیں جس میں ایک ٹرائکوآرڈینیٹ بورون ہوتا ہے۔ سادہ بورپین سائکلو ہیپٹٹریین کے ینالاگ ہوتے ہیں، جو کہ ایک سات رکنی رنگ ہے جس میں تین کاربن کاربن ڈبل بانڈ ہوتے ہیں، جن میں سے ہر ایک کل 6π الیکٹرانوں کے لیے 2π الیکٹرانوں کا تعاون کرتا ہے۔ دیگر سات رکنی نظاموں جیسے سائلیپینز اور فاسفیپینز کے برعکس، بوران میں ایک خالی پی-آربیٹل ہوتا ہے جو سائکلوہیپٹٹریین کے π اور π * آربیٹلز کے ساتھ تعامل کر سکتا ہے۔ یہ ٹروپیلیم کیشن کی طرح ایک آئسو الیکٹرانک حالت کی طرف جاتا ہے، جو بورپین کو خوشبودار کرتا ہے جبکہ اسے لیوس ایسڈ کے طور پر کام کرنے کی بھی اجازت دیتا ہے۔ روایتی خوشبویات جیسے بینزین یا یہاں تک کہ سائکلوہیپٹیٹرین کے مقابلے میں بورپین کی خوشبو نسبتا کمزور ہے، جس کی وجہ سے کئی سالوں میں بہت سے فیوزڈ، π-کنججٹڈ بورپین سسٹم کی ترکیب ہوئی ہے۔ سادہ اور پیچیدہ بورپین کا حال ہی میں ان کے اعلی فلوروسینس اور نامیاتی روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس (او ایل ای ڈی) اور فوٹو وولٹک خلیوں جیسی ٹیکنالوجیز میں ممکنہ استعمال کی وجہ سے بڑے پیمانے پر مطالعہ کیا گیا ہے۔ ترکیب سب سے پہلے مصنوعی طریقہ کی اطلاع دی گئی ایک مستحکم بورپین کی پہلی ترکیب کی اطلاع 1960 میں وین ٹیملین، بریگر اور اونچ نے دی تھی۔ ترکیب کا آغاز o، o '-dibromobibenzyl کے لیتھیایشن سے ہوا۔ اس کے بعد اس کا رد عمل ٹرائبیوٹیل بوریٹ کے ساتھ کیا گیا تاکہ فیوزڈ بورنک ایسڈ کی انگوٹی پیدا ہو۔ اس پروڈکٹ کو برومو-متبادل پروڈکٹ حاصل کرنے کے لیے این-بروموسوکینیمائڈ (این بی ایس) کے ساتھ رد عمل کیا گیا۔ آخر میں، انہوں نے اوپر دیکھا گیا بورپین رنگ سسٹم حاصل کرنے کے لیے ایک ڈی ہائیڈرو ہیلوجنیشن انجام دیا۔ اس طرح کا ایک طریقہ جس میں ٹن-بورون کا تبادلہ شامل ہے عام طور پر فیوزڈ بورپین سسٹم کی جدید ترکیب میں استعمال ہوتا ہے۔ مصنوعی پیش رفت آئش اور گال نے 1975 میں پہلے غیر مربوط بورپین کو الگ کیا۔ بائیں طرف کا ہیپٹافینائل بورابائسیکلوہیپٹاڈین ایک سپرفیشیل سگمیٹروپک ریارنگمنٹ سے گزرا، جو بیچ میں انٹرمیڈیٹ کی طرف جاتا ہے۔ اس انٹرمیڈیٹ کو بعد میں دائیں طرف ہیپٹا فینائلبورپین حاصل کرنے کے لیے ڈزروٹیٹری رنگ اوپننگ سے گزرنا پڑا۔ الگ تھلگ بورپین کو رنگ پر موجود تمام ساتوں پوزیشنوں سے جڑے بڑے فینائل گروپوں کے ذریعے حرکی طور پر مستحکم کیا جاتا ہے، جو اسے ہوا میں نمی کے ساتھ ہونے والے رد عمل سے بچاتا ہے۔ تاہم، زیادہ تر بورپین کی طرح، اس مرکب نے آکسیجن کے ساتھ رد عمل ظاہر کیا، جو فلوروسینٹ سبز سے جامنی رنگ میں بدل گیا۔ حال ہی میں کم سے کم متبادل بورپین کے لیے ایک طریقہ ایش اور ڈرون نے تیار کیا تھا۔ انہوں نے 1,2-ڈائبروموسائیکلوپینٹین سے آگے بڑھ کر بورون ہیٹروسائیکل کی تیاری کے لیے وین ڈیر کرک طریقہ کار کا مظاہرہ کیا۔ اس کے بعد، انہوں نے 7 رکنی ٹن کمپلیکس بنانے کے لیے رنگ کلوزر کا آغاز کیا۔ آخر کار، انہوں نے دائیں طرف سائیکلکلک بورپین کو برداشت کرنے کے لیے ٹن-بورون ایکسچینج ری ایکشن مکمل کیا۔ پچھلے مصنوعی طریقوں سے بہت زیادہ متبادل اور بڑے بورپین مرکبات جیسے ہیپٹافینائل بورپین حاصل ہوئے۔ ان راستوں نے، بہت مستحکم کمپلیکس پیدا کرتے ہوئے، بورپین رنگ کی خصوصیات کا تجزیہ کرنا مشکل بنا دیا۔ کم سے کم متبادل نے ایش جیسے سائنسدانوں کو بورپین سسٹم کے اندر خوشبو اور رنگ کرنٹس کی موجودگی کی تصدیق کرنے کی اجازت دی۔ جیسے جیسے زیادہ جدید طریقے سامنے آئے، ٹن-بورون تبادلے کا رد عمل زیادہ عام ہو گیا ہے کیونکہ ٹن سات رکنی رنگ میں پلیس ہولڈر کے طور پر کام کر سکتا ہے، جو بوریل ہالائڈز کے ساتھ آسانی سے رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ آئسومیرائزیشن ایک حتمی نوٹ کے طور پر، 2018 میں برونشویگ گروپ نے بورپین کے ویلینس آئسومر کی ترکیب کی، جو ذیل میں دکھایا گیا ہے۔ یہ سائیکلکلک، بوران پر مشتمل ہیٹروسائکل کو پیری سائیکلک، فوٹو کیمیکل رد عمل کا استعمال کرتے ہوئے اس کے بورپین آئسومر میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ رد عمل اگرچہ بوران ایٹم کی براہ راست فعالیت اس کے خالی پی-آربیٹل کی وجہ سے ممکن ہے، لیکن زیادہ تر سادہ بورپین ہوا اور نمی کے ساتھ اتنے زیادہ رد عمل ظاہر کرتے ہیں کہ انہیں الگ نہیں کیا جا سکتا۔ لہذا، بورپین کو دو عام طریقوں سے مستحکم کیا گیا ہے: بوران کے مرکز سے جڑے ہوئے بھاری، حرکی طور پر مستحکم لگینڈ اور اضافی خوشبودار π-نظام جو خالی بوران p-آربیٹل میں الیکٹران کی کثافت کا عطیہ کر سکتے ہیں۔ لیوس ایسڈ بیس ایڈکٹس بورپین ان کی لیوس تیزابیت کی وجہ سے دلچسپی کے حامل ہیں۔ ڈینسٹی فنکشنل تھیوری (ڈی ایف ٹی) کے حساب سے پتہ چلتا ہے کہ بورپین کا ہومو زیادہ تر سات رکنی رنگ کے کاربن موئٹیز کے ساتھ ہوتا ہے، جبکہ ایل یو ایم او بوران ایٹم کے ارد گرد مرکوز ہوتا ہے۔ HOMO/LUMO کی تقسیم کی ایک مثال نیچے دی گئی شکل میں دیکھی جا سکتی ہے۔ ایش جیسے کیمسٹ 1990 کی دہائی میں اس علم کو بورپین کو ایک مرکب کے طور پر فعال کرنے کے لیے استعمال کرنے میں کامیاب ہوئے، جس کی وجہ سے بہت سے لیوس ایسڈ بیس ایڈکٹس کی تشکیل ہوئی۔ کیمسٹوں کے ذریعہ استعمال ہونے والا سب سے عام بورپین پیش خیمہ ایک بورپین-ہیلائڈ کمپلیکس ہے کیونکہ ہالائڈز ایک اچھا چھوڑنے والا گروپ ہے۔ بورپین ہائیڈرائڈ کمپلیکس کو اس کے عدم استحکام کی وجہ سے الگ نہیں کیا جا سکا ہے، جبکہ دائیں طرف بوران ڈوپڈ اسپائرو سائیکل بوران کے آکٹٹ کو مطمئن کرتا ہے، جس سے بوران اور نائٹروجن کے درمیان زویٹریئن بنتا ہے۔ بورپین کیٹیشن، اینائنز، اور ریڈیکلز زویٹریئنز کے تصور کا استعمال کرتے ہوئے، گلیارڈ اور دیگر۔ ال۔ حال ہی میں این-ہیٹروسائکلک کاربینز (این ایچ سیز) اور سائیکلک (الکائل) (امینو) کاربینز (سی اے اے سی ایس) کا استعمال کرتے ہوئے کیٹیشنک بورپین کی حالت کو ترکیب اور خصوصیت دینے کے قابل تھا۔ این ایچ سیز اور سی اے اے سیز کے عطیہ شدہ عطیہ کی وجہ سے، بورون کے پاس صرف دو کوولینٹ بانڈز ہوتے ہیں، جو اسے باضابطہ مثبت چارج دیتے ہیں۔ حال ہی میں، 2022 میں Gilliard et. ال۔ وہ الگ تھلگ بورپین ریڈیکلز کی پہلی مثال بنانے اور ان کی خصوصیت کے لیے اپنے کیٹیانک بورپینز سے اسی طرح کے اصولوں کو لاگو کرنے کے قابل تھے۔ یہ ریڈیکلز ایک بورپین آئن کی پہلی مثال تک کم ہونے کے قابل بھی تھے جہاں بوران-کاربن مرکز کے درمیان متعدد بندھن ہوتا ہے۔ ریڈیکل کی نسل کاربینی کاربن کی مضبوط π-قبول کرنے کی صلاحیت سے آتی ہے۔ الیکٹران کی کثافت بوران کے مرکز کے ساتھ کاربن ایٹم کے ساتھ قدرے بیک بانڈز کا اشتراک کرتی ہے، جس کی وجہ سے واحد الیکٹران ریڈیکل پرجاتیوں کا جنم ہوتا ہے۔ فریم ورک ہیرا پھیری سپیکٹروسکوپک ڈیٹا، ڈی ایف ٹی حساب، اور تھرمو کیمیکل ڈیٹا سے پتہ چلتا ہے کہ ٹروپیلیم کیشن کے مقابلے میں بورپین کمزور خوشبودار ہے۔ خوشبو میں یہ کمی بوران کے مرکز میں رد عمل اور عدم استحکام کا باعث بنتی ہے کیونکہ بوران کے پی-آربیٹل میں الیکٹران کی کثافت کم ہوتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، کیمسٹوں نے بورپین کے خوشبودار کردار کو بڑھانے کے طریقے تلاش کیے۔ وہ آزمایا ہوا اور درست طریقہ جس کے ذریعے کیمسٹ بورپین کو مستحکم کرتے ہیں وہ فینائل-بورپین رنگ فیوژن (اینیولیشن) ہے۔ دو فیوزڈ فینائل رنگز کا اضافہ 6π بورپین سسٹم کو 14π فیوزڈ سسٹم میں بڑھا دیتا ہے۔ فینائل بجتوں کے فیوژن کے ساتھ پیدا ہونے والی ایک پیچیدگی ان کی پوزیشننگ ہے۔ جب ڈبینزو [b، f] بورپین کی ترکیب کی جاتی ہے (b بوران ایٹم کے ساتھ کاربن ہے) تو وہ بوروسیکلوہیپٹیٹرین رنگ کے امتزاج کے لیے بالکل سیدھے ہوتے ہیں۔ تاہم، اگر فینائلز کو [c، e] انداز میں رکھا جاتا ہے (نیچے دیکھیں) تو اس کے نتیجے میں بننے والا مرکب ڈبینزو [b، f] بورپینز سے تقریبا 34 کیلوری/مول سے کم مستحکم ہوتا ہے، جو توانائی کا کافی بڑا فرق ہے۔ شولمین اور ڈش کی طرف سے بیان کردہ ان نتائج کو بورپین فریم ورک میں ترمیم کرنے کے لیے کئی بار استعمال کیا گیا ہے۔ کچھ عام مثالوں میں بورن ڈوپڈ پولی سائیکلک ایرومیٹک ہائیڈرو کاربن (پی اے ایچ) بنانے والے بجتوں کی تعداد میں اضافہ، فریم ورک میں اضافی آر گروپس جیسے الکینز اور لانگ چین الکینز کا اضافہ، اور یہاں تک کہ الیکٹران سے بھرپور ہیٹروآٹم جیسے نائٹروجن یا سلفر کو متعارف کرانا شامل ہے تاکہ بورپینز کو مزید مستحکم کیا جا سکے۔ ان مرکبات کی کچھ مثالیں نیچے دی گئی تصویر میں دیکھی جا سکتی ہیں: 2000 کی دہائی سے بورپین اسٹیبلائزیشن اور فنکشنلائزیشن کی تیز رفتار ترقی نے پیچیدہ اور ورسٹائل مالیکیولز کے مطالعے کو جنم دیا ہے۔ بہت سے دوسرے اہم گروپ مرکبات کی طرح، بورپین 1900 کی دہائی کے وسط سے میدان میں موجود ہیں لیکن ابھی تک غیر فعال ہیں جب تک کہ زیادہ جدید طریقے ان کا استعمال نہ کر سکیں۔ فوٹو فزیکل خصوصیات فلوروسینس/فاسفورسینس ایک بورپین میں فلوروسینس کی پہلی رپورٹیں 1975 میں آئش اور گال نے شائع کی تھیں اور بتایا تھا کہ جب جانچ کی گئی تو کس طرح ہیپٹافینیلبورپین فلوروسینٹ سبز تھا۔ چھوٹے فوٹو فزیکل مظاہر کئی سالوں تک ریکارڈ کیے گئے، یہاں تک کہ پیئرس گروپ نے 2009 میں نیلے رنگ کے فلوروسینٹ بورپین پرجاتیوں کی پہلی مثال شائع کی۔ انہوں نے دریافت کیا کہ π-نظام کو بڑھا کر (یعنی۔ مزید فیوزڈ فینائل رنگز کا اضافہ کرتے ہوئے) وہ ڈرامائی طور پر اپنے مرکبات کی طول موج کو تقریبا 250 نینو میٹر (این ایم) سے 450 این ایم تک منتقل کر سکتے ہیں۔ اس تبدیلی کے پیچھے استدلال یہ ہے کہ خوشبودار نظام میں بوران کی موجودگی HOMO اور LUMO کے درمیان توانائی کے فرق کو کم کرتی ہے، جس کے نتیجے میں جذب اور فلوروسینس کی شدت میں تبدیلی آتی ہے۔ اسی طرح کے نتائج کیروسو، ٹوور اور سیگلر نے 2010 میں رپورٹ کیے تھے جب انہوں نے الیکٹرو کیمیکل ریڈوکس رد عمل کے ذریعے بورپین چلائے تھے اور 2016 میں میسرسمتھ، سیگلر اور ٹوور نے بورپین کی متغیر خوشبو کے اثرات کی جانچ کرتے ہوئے۔ ان نتائج کے پیچھے ابتدائی جوش و خروش الیکٹرانک مواد جیسے نامیاتی روشنی خارج کرنے والے ڈایڈس (او ایل ای ڈی) میں استعمال کی صلاحیت تھی۔ اگر مستحکم بورپین کمپلیکس کے علاوہ فلوروسینس "سوئچ" کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے، تو ممکنہ طور پر کسی بھی رنگ کی روشن فلوروسینٹ لائٹس حاصل کرنا نسبتا آسان اور سستا ہوگا۔ ریڈوکس کیمسٹری کی ایک اور صلاحیت سیمی کنڈکٹر کے طور پر بوران پر مشتمل پولی سائیکلک خوشبودار ہائیڈرو کاربن کا استعمال ہے۔ بورپین کے نچلے حصے میں واقع ایل یو ایم او کی وجہ سے، یہ الیکٹران ٹرانسپورٹ میں حصہ لینے کے لیے الیکٹران قبول کنندہ کے طور پر کام کر سکتا ہے۔ ویگنر گروپ کے ساتھ ساتھ ٹوسکانو اور ساتھی کارکنوں نے ان کمپلیکس کے ممکنہ استعمال کو کمپیوٹیشنل اور تجرباتی طور پر دکھایا۔ ایک اور نوٹ پر، سائنس دانوں نے بورپین کو ممکنہ اینین سینسر کے طور پر استعمال کرنے کی کوشش کی ہے۔ ماضی میں، فلورائڈ، سائنائڈ اور یہاں تک کہ امونیا جیسے آئنوں کا پتہ لگانے کے لیے ٹرائی کوآرڈینیٹ بورینز کا استعمال کیا جاتا رہا ہے۔ اڈاچی اور اوہشیتا جیسے سائنسدانوں نے یہ مظاہرہ کیا ہے کہ فلورائڈ (ایف-) کے ہم آہنگی پر فلوروسینس میں کئی شدت سے اضافہ ہوتا ہے۔ اس مثال کے برعکس، ان کے ایک بورپین اینالاگ میں سیانائڈ کو ٹیٹرا تھینو اینتھریسینس میں شامل کرنے پر، اڈاچی اور اوہشیتا نے فلوروسینس کا نقصان دیکھا۔ تاہم، ٹھنڈا ہونے پر، محلول میں ایک نمایاں فاسفورسنس تھا۔ فلوروسینس صرف بیرونی ہم آہنگی تک محدود نہیں ہے۔ بورپین کے دائرے میں نائٹروجن کے داخل ہونے پر، Li et. ال۔ وہ سالواٹوکرومک اثرات کا مشاہدہ کرنے کے قابل تھے۔ ہیکسینز، ٹولوین، ٹیٹرا ہائیڈروفوران (ٹی ایچ ایف)، ڈائکلورومیتھین (ڈی سی ایم) اور ایسیٹونیٹریل (ایم ای سی این) میں بورپین کے اضافے کے بعد، رنگ میں سخت تبدیلیاں دیکھی گئیں۔ حوالہ جات بورون ہیٹروسائکلز سات رکنی حلقے