समन्वय पिंजरा
समन्वय पिंजरे विलयन में त्रि-आयामी आदेशित संरचनाएं हैं जो मेजबान-अतिथि रसायन शास्त्र में मेजबान के रूप में कार्य करती हैं। वे कार्बधात्विक पूर्ववर्ती से विलयन में स्व-एकत्रित होते हैं, और प्रायः सहसंयोजक बंधनों के अतिरिक्त केवल गैर-सहसंयोजक आदान प्रदान पर विश्वास करते हैं। अपनी बहुपयोगी ज्यामिति के कारण ऐसे सुपरमॉलेक्यूलर स्व-समन्वायोजन में समन्वित बंध उपयोगी होते हैं।[1] यद्यपि, समन्वय बंधों को गैर-सहसंयोजक कहने पर विवाद है, क्योंकि वे प्रायः मजबूत बंधन होते हैं और सहसंयोजक चरक होते हैं। समन्वय परिसरों का उपयोग संश्लेषण के लिए नैनो-प्रयोगशालाओं के रूप में और दिलचस्प मध्यवर्ती को अलग करने के लिए किया जा सकता है।यद्यपि, समन्वय बंधों को असहसंयोजक कहने पर विवाद है, क्योंकि वे प्रायः मजबूत बंधन होते हैं और सहसंयोजक होते हैं।[2] एक समन्वय पिंजरे और एक अतिथि का संयोजन एक प्रकार का समावेशन यौगिक है। समन्वय परिसरों को संश्लेषण के लिए "नैनो-प्रयोगशालाओं" के रूप में प्रयोग किया जा सकता है, और दिलचस्प मध्यवर्ती को अलग करने के लिए। एक समन्वय पिंजरे के अंदर एक अतिथि का समावेशन परिसर दिलचस्प रसायन शास्त्र भी दर्शाता है; प्रायः, अतिथि के आधार पर पिंजरे के गुण बदल जाते हैं।समन्वय परिसर आणविक अंश हैं, इसलिए वे क्लैथ्रेट्और धातु-कार्बनिक ढांचे से अलग हैं।
इतिहास
रसायनज्ञ लंबे समय से प्रकृति में रासायनिक प्रक्रियाओं की नकल करने में रुचि रखते हैं। समन्वय पिंजड़े जल्दी से एक चर्चित विषय बन गए क्योंकि वे स्व-संयोजन द्वारा बनाए जा सकते हैं, प्रकृति में रसायन विज्ञान का एक उपकरण[3]1985 में डोनाल्ड क्रैम द्वारा अतिथि को सम्मिलित करने में सक्षम एक बंद-सतह अणु की अवधारणा का वर्णन किया गया था।[4] प्रारंभिक पिंजरों को नीचे-ऊपर से संश्लेषित किया गया था। मकोतो फुजिता ने स्व एकत्रित पिंजरों को पेश किया, जिन्हें तैयार करना कम कठिन है। ये पिंजरे वर्ग p के संघनन से उत्पन्न होते हैं।ये पिंजरे पॉलीपोडल लिगैंड् का उपयोग करते हुए वर्ग समतलीय परिसर के संघनन से उत्पन्न होते हैं।[5]
समन्वायोजन के लिए दृष्टिकोण
समन्वय पिंजरों को बनाने के लिए पाँच मुख्य पद्धतियाँ हैं।[6]दिशात्मक बंधक में, जिसे किनारा दिशात्मक स्व एकत्रीकरण भी कहा जाता है, बहुकोणीय आकृति को लिगैंड से धातु पूर्ववर्ती के स्टोइकोमेट्रिक अनुपात का उपयोग करके आकार दिया जाता है।[3]सममिति अन्योन्यक्रिया विधि में नग्न धातु आयनों को बहुशाखाओं वाले चेलटिंग लिगंड के साथ संयोजित करना सम्मिलित है। इसका परिणाम अत्यधिक सममित पिंजरों में होता है।[3]आणविक पैनलिंग विधि, जिसे चेहरा निर्देशित विधि भी कहा जाता है, यह फुजिता द्वारा विकसित विधि थी।
यहाँ, कठोर लिगैंड् 'पैनल' के रूप में कार्य करते हैं और समन्वय परिसर उन्हें एक साथ जोड़कर आकार बनाते हैं।[3]बाईं ओर की आकृति में, पीले त्रिकोण पैनल लिगेंड का प्रतिनिधित्व करते हैं, और नीले बिंदु धातु के परिसर हैं।परिसर के लिगेंड ही अंतिम ज्यामिति को लागू करने में मदद करते हैं।
कमजोर कड़ी विधि में, एक हेमिलाबाइल लिगैंड का उपयोग किया जाता है: एक कमजोर धातु-विषम परमाणु बंधन 'कमजोर कड़ी' है। परिसर का निर्माण स्पेसर् और लिगैंड् के साथ-साथ धातु के केलेशन के बीच अनुकूल π-π आदान प्रदान द्वारा संचालित होता है।पिंजरे की संरचना से समझौता किए बिना,समन्वय में उपयोग की जाने वाली धातुएं अंतिम संरचना में आगे प्रदर्शन करने के लिए उपलब्ध होनी चाहिए। प्रारंभिक संरचना को 'संघनित' कहा जाता है। संघनित संरचना में, कमजोर M-X बंध को एक उच्च बाध्यकारी आत्मीयता के साथ सहायक लिगैंड को पेश करके चुनिंदा रूप से प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जिससे एक खुले पिंजरे की संरचना बन सकती है।[7]दाईं ओर की आकृति में, M धातु है, नारंगी दीर्घवृत्त लिगेंड हैं, और A सहायक लिगैंड है। द्वीधात्विक संरचना ब्लॉक विधि के लिए, दो टुकड़ों की आवश्यकता होती है:. द्विधातु इमारती ब्लॉक विधि के लिए, दो टुकड़ों की आवश्यकता होती है: धातु डिमर और इसके अलिंकिंग लिगेंड, और लिंकिंग लिगेंड। गैर-लिंकिंग लिगैंड् को अपेक्षाकृत गैर-अक्षम होना चाहिए,और बहुत भारी नहीं होना चाहिए; उदाहरण के लिए, ये अच्छी तरह से काम करते हैं। लिंकिंग लिगेंड या तो भूमध्यवर्ती या अक्षीय होते हैं:भूमध्यवर्ती लिगेंड छोटे पॉलीकार्बोक्सिलेटो आयन होते हैं, और अक्षीय लिंकर् प्रायः कठोर सुगंधित संरचनाएं होती हैं। इच्छा के आधार पर अक्षीय और भूमध्यरेखीय लिगेंड को अलग-अलग या संयोजन में प्रयोग किया जा सकता है।[1]
वर्गीकरण
समन्वय पिंजरों की कई किस्में उपस्थित हैं।
इमारत ब्लॉकों के रूप में उपयोग किए जाने वाले अग्रभाग एवं तीक्ष्णता सेतुबद्ध लिगैंड्, समन्वय पिंजरे या तो होमोलेप्टिक या हेटरोलेप्टिक होते हैं। ये यही है, जो या तो एक प्रकार के लिगैंड या कई प्रकारों से इकट्ठे हुए होते है। सामान्य समन्वय पिंजरों को प्रायः MxLy सूत्र के साथ समन्वय परिसरों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। हेटरोलेप्टिक परिसर प्रायःअधिक जटिल ज्यामिति बनाते हैं, जैसा कि निम्नलिखित पिंजरों के साथ दिखाया गया है: [M16(Lp-Ph)24]32 और [M12(μ-Lp-Ph)12(μ3-Lmes)पूर्व पिंजरे को धातु (M) और लिगैंड (L) के 2:3 अनुपात से एकत्रित किया जाता है, जहां धातु तांबा, जस्ता या कैडमियम हो सकती है। यह पिंजरा समलायी है और हेक्साडेकान्यूक्लियर फ्रेमवर्क में एकत्रित होता है। दूसरा पिंजरा MBF4, लिगैंड Lp-Ph और लिगैंड L के 4:1:4 अनुपात से एकत्रित किया जाता है। यह पिंजरा विज़ातीयलयन है और एक डोडेकान्यूक्लियर क्यूबोक्टोहेड्रल संरचना में एकत्रित होता है। इस आकृति के चार त्रिकोणीय चेहरों पर L का आधिपत्य है, जो त्रि सेतुबद्ध लिगैंड के रूप में कार्य करता है।बारह शेष किनारों को किनारे के लिगेंड, Lp-Phके साथ फैलाया गया है।[8]लिगेंड समन्वय पिंजरों के निर्माण खंड हैं, और ये लिगेंड की पसंद और अनुपात अंतिम संरचना निर्धारित करते हैं। उनकी अत्यधिक सममित प्रकृति के कारण, समन्वय पिंजरों को प्रायः उनकी ज्यामिति द्वारा भी संदर्भित किया जाता है। उच्च-सममिति पिंजरों की ज्यामिति प्रायः प्लेटोनिक या आर्किमिडीयन ठोस की होती है; कभी-कभी पिंजरों को आकस्मिक रूप से उनकी ज्यामिति द्वारा संदर्भित किया जाता है।|[3][9][3]
समन्वय पिंजरों की नामित श्रेणियों में से कुछ अधिक सामान्य हैं।
कैविटा और पिंजरे
कैविटांड पिंजरों को कटोरे के आकार के कार्बनिक अणुओं को जोड़कर बनाया जाता है जिन्हें कैविटांड कहा जाता है। दो "कटोरे" कार्बधात्विक परिसर से जुड़े हुए हैं।[2]
कैविट और पिंजरे के लिए कुशलता से स्व एकत्रीकरण करने के लिए,निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा किया जाना चाहिए: कैविट और मचान कठोर होना चाहिए, आने वाले धातु परिसर को सीस ज्यामिति द्वारा लागू करना चाहिए, और संरचना में पर्याप्त पूर्वसंगठन होना चाहिए जैसे कि एंट्रोपिक बाधा द्वारा पिंजरा बनाने पर काबू पाया जा सकता है।[2]कैविट और पिंजरों को एकत्रित करने के लिए प्रयोग किए जाने वाले परिसर एक η2 लिगैंड के साथ वर्ग समतलीय हैं; यह अंतिम ज्यामिति को लागू करने में सहयता करता है। सिस ज्यामिति के बिना, केवल छोटे ओलिगोमर् ही बनेंगे। स्व-एकत्रीकरण के लिए भी लिगैंड आदान प्रदान की आवश्यकता होती है; BF4- और PF6- जैसे दुर्बल रूप से बंधे हुए आयन एकत्रीकरण को बढ़ावा देते हैं क्योंकि वे परिसर को छोड़ देते हैं ताकि यह बची हुई संरचना पर नाइट्राइल के साथ बंध सके।
मेटालोप्रिज्म
मेटालोप्रिज्म एक अन्य सामान्य प्रकार का समन्वय पिंजरा है। उन्हें कॉलम-जैसे लिगेंड से जुड़े समतलीय मॉड्यूल से इकट्ठा किया जा सकता है।
एक निदर्शी संश्लेषण [(η6-p-cymene)6Ru6(μ3-tpt-κN)2(μ-C6HRO4- κO)3]6 के साथ 2,4,6-त्रि(प्यरीडीने-4-yl ) के लिंकर का उपयोग करके प्रारम्भ होता है। -1,3,5-ट्राईज़ीन (टीपीटी)। मेटलप्रिज्म के हाइड्रोफोबिक गुहा में विभिन्न अतिथि अणुओं को समझाया गया है। मेहमानों के कुछ उदाहरण जैवयुग्मित व्युत्पन्न , धातु परिसर और नाइट्रोएरोमैटिक् हैं।।[10]
केप्लरेट्
केप्लेरेट् पिंजरे हैं जो A4X3 स्टोइकोमेट्री के साथ किनारा - सकर्मक {Cu2} MOF के समान हैं। वास्तव में, उन्हें धातु-जैविक पॉलीहेड्रा के रूप में माना जा सकता है। ये पिंजरे पहले बताए गए प्रकारों से बहुत अलग हैं क्योंकि वे बहुत बड़े हैं, और उनमें कई छिद्र हैं। बड़े व्यास वाले परिसर वांछनीय हो सकते हैं क्योंकि लक्षित अतिथि अणु अधिक बड़े और जटिल होते जा रहे हैं। इन पिंजरों में प्याज की तरह कई गोले होते हैं।न्यूक्लियर {Cu2} एसीटेट प्रजाति जैसी द्वितीयक निर्माण इकाइयां इमारती ब्लॉक् के रूप में उपयोग की जाती हैं।[9]
ऊपर के पिंजरे में, बाहरी खोल एक क्यूबक्टोहेड्रॉन है; इसकी संरचना m-BTEB लिगैंड से दो आसन्न बेंजोएट मोअर्स से आती है। तीसरा बेंजोएट आंतरिक खोल से जुड़ा हुआ है। आंतरिक क्षेत्र में {Cu2} इकाइयां कई अलग-अलग झुकावों को अनुकूलित करती हैं। आंतरिक क्षेत्र में अस्थिर परिसर नैनोमीटर पैमाने पर बड़े लक्षित मेहमानों को बांधने की अनुमति देते हैं।[9]इस आकार का एक परिसर बनाना संभव जो अभी भी घुलनशील है, और एक चुनौती है।
पारस्परिक प्रभाव
समन्वय पिंजरों का उपयोग अतिथि-अतिथि और मेजबान-अतिथि बातचीत और अभिक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए किया जाता है।
कुछ उदाहरणों में, समतलीय एरोमैटिक अणु मेटालोप्रिज्म के अंदर शिथिल हो जाते हैं, जैसा कि यूवी-दृश्य स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा देखा जा सकता है। धातु-धातु परस्पर क्रियाओं को भी देखा जा सकता है।[11] मिश्रित संयोजक प्रजातियां भी समन्वय पिंजरों के अंदर फंस गई हैं।[11]
संदर्भ
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