आइसोसाइनाइड

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General resonance structure of an isocyanide

एक आइसोसाइनाइड (जिसे आइसोनिट्राइल या कार्बाइलमाइन भी कहा जाता है) कार्यात्मक समूह के साथ एक कार्बनिक यौगिक है -N+≡C−. यह संबंधित Nitrile (-C≡N) का समावयवी है, इसलिए उपसर्ग isocyano है।[1] कार्बनिक अंश नाइट्रोजन परमाणु के माध्यम से आइसोसायनाइड समूह से जुड़ा है, कार्बन के माध्यम से नहीं। उनका उपयोग अन्य यौगिकों के संश्लेषण के लिए बिल्डिंग ब्लॉक्स के रूप में किया जाता है।[2]


गुण

संरचना और बंधन

मिथाइल आइसोसायनाइड में आइसोसाइनाइड्स में सीएन दूरी 115.8 बजे है। सी-एन-सी कोण 180 डिग्री के करीब हैं।[3] कार्बन मोनोआक्साइड के समान, आइसोसाइनाइड्स को दो अनुनाद (रसायन विज्ञान) द्वारा वर्णित किया गया है, एक नाइट्रोजन और कार्बन के बीच एक ट्रिपल बंधन के साथ और एक के बीच एक दोहरे बंधन के साथ। नाइट्रोजन की π अकेली जोड़ी संरचना को स्थिर करती है और आइसोसायनाइड्स की रैखिकता के लिए जिम्मेदार है, हालांकि आइसोसाइनाइड्स की प्रतिक्रियाशीलता कम से कम एक औपचारिक अर्थ में कुछ कार्बेन चरित्र को दर्शाती है। इस प्रकार, दोनों अनुनाद संरचनाएं उपयोगी प्रतिनिधित्व हैं।[4]वे बहुलकीकरण के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं।[4]


स्पेक्ट्रोस्कोपी

आइसोसायनाइड्स 2165-2110 सेमी की सीमा में अपने आईआर स्पेक्ट्रा में एक मजबूत अवशोषण प्रदर्शित करते हैं-1.[5]

आइसोसाइनाइड के बारे में इलेक्ट्रॉनिक समरूपता 14एन न्यूक्लियस का परिणाम स्लो क्वाड्रुपोलर आराम (एनएमआर)एनएमआर) होता है ताकि 13सी-14एन परमाणु स्पिन प्रोटॉन एनएमआर#स्पिन-स्पिन कपलिंग देखे जा सकते हैं, सीए के युग्मन स्थिरांक के साथ। आइसोसाइनाइड के लिए 5 हर्ट्ज 13C न्यूक्लियस और 5–14 Hz के लिए 13सी केंद्रक जिससे आइसोसाइनाइड समूह जुड़ा हुआ है।[5]


गंध

उनकी अप्रिय गंध पौराणिक है। लाइक से उद्धृत करने के लिए, Es besitzt einen penetranten, höchst unangenehmen Geruch; das Oeffnen eines Gefässes mit Cyanallyl reicht hin, die Luft eines Zimmers mehrere Tage lang zu verpesten, ... (इसमें एक मर्मज्ञ, बेहद अप्रिय गंध है; एलिल [आइसो] साइनाइड का एक फ्लास्क खोलना हवा को खराब करने के लिए पर्याप्त है एक कमरे में कई दिनों तक)। ध्यान दें कि लीके के दिनों में, आइसोसाइनाइड और नाइट्राइल के बीच के अंतर को पूरी तरह से नहीं समझा गया था।

िवार कार्ल ुगी कहते हैं कि आइसोसायनाइड्स के रसायन विज्ञान के विकास में वाष्पशील आइसोनिट्रिल्स की विशिष्ट गंध के माध्यम से शायद बहुत कम देरी हुई है, जिसे हॉफमैन और गौटियर द्वारा 'अत्यधिक विशिष्ट, लगभग प्रबल', 'भयानक' और 'अत्यंत अति विशिष्ट' के रूप में वर्णित किया गया है। परेशान करने वाला'। यह सच है कि इस क्षेत्र के कई संभावित श्रमिकों को गंध से दूर कर दिया गया है, लेकिन यह इस तथ्य से बहुत अधिक है कि आइसोनिट्राइल्स को निशानों में भी पाया जा सकता है, और यह कि आइसोनिट्रिल्स के गठन के लिए जाने वाले अधिकांश मार्गों की खोज की गई थी इन यौगिकों की गंध।[6] संभावित गैर-घातक हथियारों के रूप में आइसोसायनाइड्स की जांच की गई है।[7] कुछ आइसोसायनाइड्स माल्ट, प्राकृतिक रबर, क्रेओसोट, चेरी या पुरानी लकड़ी जैसी कम आक्रामक गंध देते हैं।[8]गैर-वाष्पशील डेरिवेटिव जैसे टोसिलमिथाइल आइसोसायनाइड में गंध नहीं होती है।[9]


विषाक्तता

जबकि कुछ आइसोसाइनाइड्स (जैसे, साइक्लोहेक्सिल आइसोसाइनाइड) जहरीले होते हैं, अन्य स्तनधारियों के लिए कोई सराहनीय विषाक्तता नहीं दिखाते हैं। एथिल आइसोसाइनाइड का जिक्र करते हुए, बायर में 1960 के दशक में विष विज्ञान संबंधी अध्ययनों से पता चला है कि 500-5000 मिलीग्राम/किग्रा की मौखिक और चमड़े के नीचे की खुराक चूहों द्वारा सहन की जा सकती है।[6]


संश्लेषण

आइसोसायनाइड्स के लिए कई मार्ग विकसित किए गए हैं।[2]


फॉर्मामाइड्स से

आमतौर पर, आइसोसायनाइड्स को फॉर्मामाइड्स की निर्जलीकरण प्रतिक्रिया द्वारा संश्लेषित किया जाता है। फॉर्मामाइड को टोलुएनसल्फोनील क्लोराइड, फास्फोरस ऑक्सीक्लोराइड, एक विषैली गैस, डिफॉसजीन, या बर्गेस अभिकर्मक के साथ पाइरीडीन या ट्राइथाइलमाइन जैसे आधार की उपस्थिति में निर्जलित किया जा सकता है।[10][11][12][13]

RNHC(O)H + ArSO2Cl + 2 C5H5N → RNC + [C5H5NH]+[ArSO3]− + [C5H5NH]+Cl−

फॉर्मामाइड अग्रदूत, बदले में, एमाइन से फॉर्मिक एसिड या फॉर्मिल एसिटाइल एनहाइड्राइड के साथ फॉर्मिलेशन द्वारा तैयार किए जाते हैं।[14]या एलकेन्स (और कार्बोकेशन के अन्य स्रोतों) और हाइड्रोजन साइनाइड की रिटर प्रतिक्रिया से।[15]


डाइक्लोरोकार्बिन से

कार्बाइलमाइन प्रतिक्रिया में (हॉफमैन आइसोसाइनाइड संश्लेषण के रूप में भी जाना जाता है) क्षार आधार क्लोरोफार्म के साथ डाइक्लोरोकार्बिन का उत्पादन करने के लिए प्रतिक्रिया करता है। कार्बाइन तब प्राथमिक अमाइन को आइसोसाइनाइड में परिवर्तित करता है। चरण हस्तांतरण उत्प्रेरक बेंजाइलट्राइथाइलमोनियम क्लोराइड की उत्प्रेरक मात्रा की उपस्थिति में टर्ट-ब्यूटाइलमाइन | टर्ट-ब्यूटाइलमाइन से टर्ट-ब्यूटाइल आइसोसाइनाइड का उदाहरण उदाहरण है।[16]

Me3CNH2 + CHCl3 + 3 NaOH → Me3CNC + 3 NaCl + 3 H2O

चूंकि यह केवल प्राथमिक अमाइन के लिए प्रभावी है, इस प्रतिक्रिया को उनकी उपस्थिति के लिए रासायनिक परीक्षण के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

सिल्वर साइनाइड मार्ग

ऐतिहासिक अभिरुचि का लेकिन अक्सर व्यावहारिक मूल्य का नहीं, पहला आइसोसाइनाइड, एलिल आइसोसाइनाइड, एलिल आयोडाइड और सिल्वर साइनाइड की प्रतिक्रिया से तैयार किया गया था।[17]

आरआई + एजीसीएन → आरएनसी + एजीआई

अन्य तरीके

आइसोसायनाइड्स का एक अन्य मार्ग 2-स्थिति में ऑक्साज़ोल्स और बेंज़ोक्साज़ोल्स के अवक्षेपण पर जोर देता है।[8] परिणामी ऑर्गेनोलिथियम यौगिक 2-आइसोसायनोफेनोलेट के साथ रासायनिक संतुलन में मौजूद है, जिसे एक एसिड क्लोराइड जैसे इलेक्ट्रोफाइल द्वारा कैप्चर किया जा सकता है।

400x400पीएक्स

प्रतिक्रियाएं

आइसोसायनाइड्स में विविध प्रतिक्रियाशीलता होती है।[2]

आइसोसायनाइड्स मजबूत आधार के लिए स्थिर होते हैं (वे अक्सर मजबूत बुनियादी परिस्थितियों में बने होते हैं), लेकिन वे एसिड के प्रति संवेदनशील होते हैं। जलीय एसिड की उपस्थिति में, आइसोसायनाइड्स संबंधित फॉर्मामाइड्स को हाइड्रोलाइज करते हैं:

RNC + H2O → RC(O)NH2

इस प्रतिक्रिया का उपयोग गंधयुक्त आइसोसाइनाइड मिश्रण को नष्ट करने के लिए किया जाता है। कुछ आइसोसायनाइड्स लुईस और ब्रोंस्टेड एसिड की उपस्थिति में पोलीमराइज़ कर सकते हैं।[18] आइसोसायनाइड्स कार्बनिक संश्लेषण में रुचि के कई बहुघटक प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं, जिनमें से दो हैं: यूगी प्रतिक्रिया और पैसेरिनी प्रतिक्रिया।

आइसोसायनाइड्स cycloaddition प्रतिक्रियाओं में भी भाग लेते हैं, जैसे [4 + 1] टेट्राज़िन के साथ साइक्लो एडिशन।[19] आइसोसाइनाइड के प्रतिस्थापन की डिग्री के आधार पर, यह प्रतिक्रिया आइसोसाइनाइड्स को कार्बोनिल्स में परिवर्तित करती है या स्थिर साइक्लोडडक्ट्स देती है।[20] वे नेफ आइसोसाइनाइड प्रतिक्रिया में एसील क्लोराइड के सी-सीएल बॉन्ड में भी सम्मिलन से गुजरते हैं, एक प्रक्रिया जिसे ठोस माना जाता है और उनके कार्बेन चरित्र को दिखाता है।

आइसोसाइनाइड्स को पैलेडियम उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं में एक उपयोगी अभिकर्मक के रूप में भी दिखाया गया है, जिसमें इस पद्धति का उपयोग करके विभिन्न प्रकार के यौगिक बनते हैं।[21] आइसोसायनाइड्स की α स्थिति में पर्याप्त अम्लता होती है। उदाहरण के लिए, बेंज़िल आइसोसाइनाइड में pK होता हैa 27.4 का। इसकी तुलना में, बेंज़िल साइनाइड में pK होता हैa 21.9 का।[22] गैस चरण में, CH3NC की तुलना में 1.8 किलो कैलोरी/मोल कम अम्लीय है CH3CN.[23] आइसोसाइनाइड्स का क्लोरीनीकरण आइसोसाइनाइड डाइक्लोराइड्स देता है।

समन्वय रसायन विज्ञान में लिगेंड

Main article: Transition metal isocyanide complexes
टेक्नटियम सेस्टामिबी एक वाणिज्यिक आइसोसाइनाइड कॉम्प्लेक्स है जिसका उपयोग इमेजिंग के लिए दवा में किया जाता है।

आइसोसाइनाइड्स अधिकांश संक्रमण धातुओं के साथ समन्वय परिसर बनाते हैं।[24] वे कार्बन मोनोऑक्साइड के इलेक्ट्रॉन-समृद्ध एनालॉग्स के रूप में व्यवहार करते हैं। उदाहरण के लिए टर्ट-ब्यूटाइल आइसोसायनाइड बनता है Fe2(tBuNC)9, जो इसके अनुरूप है Fe2(CO)9.[25] हालांकि संरचनात्मक रूप से समान, समरूप कार्बोनिल्स कई तरीकों से भिन्न होते हैं, मुख्य रूप से क्योंकि t-BuNC CO की तुलना में एक बेहतर दाता लिगैंड है। इस प्रकार, Fe(tBuNC)5 आसानी से प्रोटोनेटेड होता है, जबकि इसका समकक्ष Fe(CO)5 क्या नहीं है।[26]


स्वाभाविक रूप से आइसोसाइनाइड्स

केवल कुछ प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले यौगिक आइसोसाइनाइड की कार्यक्षमता प्रदर्शित करते हैं। पहली बार 1957 में एक चिह्नित पेंसिल मोल्ड के अर्क में खोजा गया था। यौगिक ज़ैंथोसिलिन बाद में एंटीबायोटिक के रूप में इस्तेमाल किया गया था। तब से कई अन्य आइसोसाइनाइड्स को अलग किया गया है। अधिकांश समुद्री आइसोसायनाइड्स टेरपेनॉइड हैं, जबकि कुछ स्थलीय आइसोसाइनाइड्स α-aminoacids से उत्पन्न होते हैं।[27]

ज़ैंथोसिलिन एक दुर्लभ प्राकृतिक उत्पाद है जिसमें एक आइसोसाइनाइड समूह (वास्तव में दो) होता है।

नामकरण

आईयूपीएसी आइसोसाइनाइड्स के व्यवस्थित नामकरण के लिए उपसर्ग आइसोसाइनो का उपयोग करता है: आइसोसाइनोमेथेन, आइसोसायनोमीथेन, आइसोसाइनोप्रोपेन इत्यादि।

कभी-कभी इस्तेमाल किया जाने वाला पुराना शब्द कार्बिलमाइन व्यवस्थित नामकरण के साथ संघर्ष करता है। एक अमीन में हमेशा तीन एकल बंधन होते हैं,[28] जबकि एक आइसोसाइनाइड में केवल एक एकल और एक बहु बंधन होता है।

Isodiazomethane कार्यात्मक समूह में एक आइसोसायनो मौएटिटी से जुड़ा एक एमिनो समूह होता है। नामकरण के लिए प्राथमिकता तालिका के आधार पर isonitrile के प्रत्यय या isocyano के उपसर्ग का उपयोग किया जाता है।

संदर्भ

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  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 Patil, Pravin; Ahmadian-Moghaddam, Maryam; Dömling, Alexander (2020-09-29). "Isocyanide 2.0". Green Chemistry (in English). 22 (20): 6902–6911. doi:10.1039/D0GC02722G. ISSN 1463-9270.
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