ऑर्गेनोमेटेलिक्स क्या हैं?

ऑर्गेनोमेटेलिक्स रसायन विज्ञान की एक शाखा है जो प्रत्यक्ष धातु-से-कार्बन बांड (हाउस एंड हाउस, 2016) वाले रासायनिक यौगिकों का अध्ययन करती है। इन यौगिकों को ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिकों के रूप में जाना जाता है। ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिकों में, एक या अधिक कार्बन परमाणु सीधे धातु परमाणु से जुड़े होते हैं (गार्डनर, सीचर्न, और कोलाकोट, 2020)। ये धातुएँ आमतौर पर संक्रमण धातु समूह से होती हैं, जैसे लोहा, निकल, तांबा, जस्ता, पैलेडियम और प्लैटिनम। ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिकों के उदाहरणों में ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक और गिलमैन अभिकर्मक (एशेनहर्स्ट, 2022) शामिल हैं।

ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान औद्योगिक प्रक्रियाओं और अकादमिक अनुसंधान में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, और इसमें उत्प्रेरक, कार्बनिक संश्लेषण, सामग्री विज्ञान और जैव-अकार्बनिक रसायन विज्ञान जैसे क्षेत्रों में कई अनुप्रयोग हैं। ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिकों के बारे में कुछ मुख्य बिंदु हैं:

1. लाइगैंडों: ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिकों में कार्बन परमाणु अक्सर कार्बनिक समूहों का हिस्सा होते हैं जिन्हें लिगैंड के रूप में जाना जाता है। ये लिगेंड सरल अणु जैसे एल्काइल, एरिल, एल्कोक्साइड या अधिक जटिल संरचनाएं जैसे साइक्लोपेंटैडिएनिल या पोर्फिरिन हो सकते हैं।
2. समन्वय संख्या: ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिकों में विभिन्न समन्वय संख्याएं हो सकती हैं, जो धातु केंद्र से बंधे लिगेंड की संख्या का प्रतिनिधित्व करती हैं।
3. लिगैंड विनिमय प्रतिक्रियाएं: ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिक लिगैंड विनिमय प्रतिक्रियाओं से गुजर सकते हैं, जहां एक लिगैंड की जगह दूसरा लिगैंड ले लेता है (एबट, डौगन, और ज़ू, 2011)।
4. रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं: ऑर्गेनोमेटैलिक यौगिक रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं, जिसमें धातु केंद्र अपनी ऑक्सीकरण अवस्था को बदलता है, जिससे यौगिक की प्रतिक्रियाशीलता प्रभावित होती है।
5. सजातीय उत्प्रेरक: कई ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिक कार्बनिक प्रतिक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं, जो संक्रमण धातु परिसरों की मदद से एक कार्बनिक अणु को दूसरे में बदलने की सुविधा प्रदान करते हैं।
6. संक्रमण धातु परिसर: ऑर्गेनोमेटैलिक यौगिकों में अक्सर आंशिक रूप से भरे हुए डी-ऑर्बिटल्स के साथ संक्रमण धातुएं शामिल होती हैं, जो उन्हें लिगैंड के साथ कई बॉन्डिंग इंटरैक्शन बनाने में सक्षम बनाती हैं।

ऑर्गेनोमेटेलिक्स के अध्ययन ने आधुनिक रसायन विज्ञान में प्रगति में महत्वपूर्ण योगदान दिया है और रासायनिक संश्लेषण और औद्योगिक प्रक्रियाओं में नए और कुशल तरीकों के विकास को बढ़ावा दिया है।

यह कौन सी औद्योगिक भूमिका निभाता है?

ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिकों के अद्वितीय गुणों और प्रतिक्रियाशीलता के कारण ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान विभिन्न औद्योगिक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, ऑर्गेनोमेटेलिक कॉम्प्लेक्स में विभिन्न समन्वय संख्याएं हो सकती हैं, जो धातु केंद्र से जुड़े लिगेंड की संख्या का प्रतिनिधित्व करती हैं। यह विविधता विभिन्न स्टेरिक और इलेक्ट्रॉनिक गुणों (गार्डनर, सीचर्न, और कोलाकोट, 2020) के साथ परिसरों के डिजाइन की अनुमति देती है। यहां उद्योग में ऑर्गेनोमेटैलिक्स के कुछ विशिष्ट अनुप्रयोग दिए गए हैं:

कटैलिसीस: ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिकों का व्यापक रूप से औद्योगिक प्रक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है। वे आम तौर पर सजातीय उत्प्रेरण पर लागू होते हैं, जहां ट्रिगर अभिकारकों के समान चरण में होता है। संक्रमण धातु कॉम्प्लेक्स रासायनिक प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देने के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं, जिससे उच्च प्रतिक्रिया दर, बढ़ी हुई चयनात्मकता और हल्की प्रतिक्रिया की स्थिति पैदा होती है। ऑर्गेनोमेटैलिक्स पर आधारित उत्प्रेरक प्रक्रियाएं फार्मास्यूटिकल्स, बढ़िया रसायन, पेट्रोकेमिकल्स और पॉलिमर (गार्डनर, सीचर्न, और कोलाकोट, 2020) का उत्पादन करती हैं।

Hydroformylation: ऑर्गेनोमेटेलिक कॉम्प्लेक्स, विशेष रूप से कोबाल्ट और रोडियम, ओलेफिन के हाइड्रोफॉर्माइलेशन (ऑक्सो प्रक्रिया) में आवश्यक उत्प्रेरक हैं। यह प्रतिक्रिया एल्केन्स को एल्डिहाइड में परिवर्तित करती है, जो अल्कोहल, एसिड और प्लास्टिक जैसे विभिन्न रसायनों के उत्पादन में महत्वपूर्ण मध्यवर्ती हैं।

शब्द में अक्षरों के उच्चारण का अदल-बदल: ओलेफिन मेटाथिसिस एक शक्तिशाली प्रतिक्रिया है जो ओलेफिनिक यौगिकों में कार्बन-कार्बन दोहरे बंधनों को पुनर्व्यवस्थित करती है। इस प्रक्रिया में रूथेनियम, मोलिब्डेनम और टंगस्टन जैसी धातुओं पर आधारित ऑर्गेनोमेटेलिक उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है, जिसका अनुप्रयोग विशेष रसायनों, फार्मास्यूटिकल्स और कार्यात्मक सामग्रियों (गार्डनर, सीचर्न, और कोलाकोट, 2020) के उत्पादन में होता है।

पॉलीमेराईजेशन: ऑर्गेनोमेटेलिक उत्प्रेरक विभिन्न पोलीमराइजेशन प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ज़िग्लर-नट्टा उत्प्रेरक, टाइटेनियम या ज़िरकोनियम पर आधारित ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिकों से मिलकर, पॉलीइथाइलीन और पॉलीप्रोपाइलीन का उत्पादन करते हैं। ये उत्प्रेरक पॉलिमर माइक्रोस्ट्रक्चर पर नियंत्रण सक्षम करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप विशिष्ट गुणों वाली सामग्री प्राप्त होती है।

फार्मास्यूटिकल्स: ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिक फार्मास्युटिकल अनुसंधान और विकास पर लागू होते हैं। औषधीय रसायन विज्ञान में दवा वितरण को बढ़ाने, चिकित्सीय गुणों में सुधार करने और विशिष्ट जैविक मार्गों को लक्षित करने के लिए ऑर्गेनोमेटेलिक कॉम्प्लेक्स शामिल हैं।

कार्बनिक संश्लेषण: ऑर्गेनोमेटेलिक प्रतिक्रियाएं जटिल कार्बनिक अणुओं को संश्लेषित करती हैं। क्रॉस-युग्मन प्रतिक्रियाओं (उदाहरण के लिए, सुजुकी, हेक और सोनोगाशिरा प्रतिक्रियाएं) जैसी प्रक्रियाएं जटिल आणविक संरचनाओं का निर्माण करते हुए, कार्बन-कार्बन और कार्बन-हेटरोएटोम बांड बनाने के लिए ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिकों का उपयोग करती हैं।

पर्यावरणीय अनुप्रयोग: ऑर्गेनोमेटेलिक्स पर्यावरणीय उपचार में शामिल हैं, जैसे अपशिष्ट जल उपचार, वायु शोधन और प्रदूषण नियंत्रण। ऑर्गेनोमेटेलिक्स औद्योगिक अपशिष्टों और निकास गैसों से हानिकारक प्रदूषकों को हटाता है। ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिक काफी कम विषाक्त पर्यावरणीय प्रभाव डालते हैं (जेनकिंस, क्रेग, फ्रांसेस्कोनी, और हैरिंगटन, 2006)।

मेटल-ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क (एमओएफ): एमओएफ कार्बनिक लिगेंड द्वारा जुड़े धातु आयनों से बने छिद्रपूर्ण पदार्थ हैं। इन सामग्रियों का गैस भंडारण, गैस पृथक्करण और उत्प्रेरण में अनुप्रयोग होता है। विशिष्ट अनुप्रयोगों (गार्डनर, सीचर्न, और कोलाकोट, 2020) के लिए अनुरूप गुणों के साथ एमओएफ को डिजाइन और संश्लेषित करने में ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान महत्वपूर्ण है।

कुल मिलाकर, ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिकों की बहुमुखी प्रतिभा और प्रतिक्रियाशीलता उन्हें कई औद्योगिक प्रक्रियाओं में अपरिहार्य बनाती है, जो आधुनिक प्रौद्योगिकी, सामग्री और फार्मास्यूटिकल्स की प्रगति में योगदान करती है। इस क्षेत्र में निरंतर अनुसंधान से संभवतः अधिक दक्षता और स्थिरता के साथ नए उत्प्रेरक और प्रक्रियाओं की खोज हो सकेगी।

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सूत्रों का कहना है:

• एबॉट, जेकेसी, डौगन, बीए, और ज़ू, ज़ेड, (2011)। ऑर्गेनोमेटैलिक यौगिकों का संश्लेषण, आधुनिक अकार्बनिक सिंथेटिक रसायन विज्ञान.एल्सेवियर.
• एशेनहर्स्ट, जे. (2022)। ऑर्गेनोमेटेलिक क्या है? मास्टर ऑर्गेनिक केमिस्ट्री. https://www.masterorganicchemistry.com/2015/10/28/whats-an-organometallic/
• गार्डनर, बीएम, सीचर्न, सीजे, और कोलाकोट, टीजे, (2020)। ऑर्गेनोमेटैलिक रसायन विज्ञान में औद्योगिक मील के पत्थर, उद्योग में ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान: एक व्यावहारिक दृष्टिकोण, (1^st, ईडी।)। विली-वीसीएच।
• हाउस, जेई, और हाउस, केए, (2016)। ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिक, वर्णनात्मक अकार्बनिक रसायन विज्ञान, (तीसरा संस्करण)। अकादमिक प्रेस.  
• जेनकिंस, आरओ, क्रेग, पीजे, फ्रांसेस्कोनी, केए, और हैरिंगटन, सीएफ (2006)। ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिकों के पर्यावरणीय और जैविक पहलू, व्यापक ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान III: बुनियादी बातों से अनुप्रयोगों तक, 12, 603-661. https://doi.org/10.1016/B0-08-045047-4/00178-3