ऑर्गेनोमेटेलिक उत्प्रेरण
ऑर्गेनोमेटेलिक उत्प्रेरण संक्रमण-धातु संकुलों का उपयोग करके प्राथमिक चरणों के चक्रों के माध्यम से अभिक्रियाओं को गति देता है, जिससे उद्योग और संश्लेषण के लिए महत्वपूर्ण चयनात्मक बंध निर्माण संभव होता है।
Definition
ऑर्गेनोमेटेलिक उत्प्रेरण घुलनशील संक्रमण-धातु संकुलों द्वारा रासायनिक अभिक्रियाओं का त्वरण है जो प्राथमिक ऑर्गेनोमेटेलिक चरणों के अनुक्रम के माध्यम से चक्रित होते हैं, प्रत्येक टर्नओवर पर सक्रिय उत्प्रेरक को पुनर्जीवित करते हैं।
Scope
यह विषय ऑर्गेनोमेटेलिक संकुलों द्वारा सजातीय उत्प्रेरण को शामिल करता है: लिगैंड संगति और वियोजन, ऑक्सीडेटिव योग, माइग्रेटरी प्रविष्टि, बीटा-हाइड्राइड विलोपन, और रिडक्टिव विलोपन के प्राथमिक चरण; ये हाइड्रोजनीकरण, हाइड्रोफॉर्मिलेशन, बहुलकीकरण और क्रॉस-कपलिंग के लिए उत्प्रेरक चक्रों में कैसे एकत्रित होते हैं; और चयनात्मकता में लिगैंड के स्टेरिक और इलेक्ट्रॉनिक गुणों की भूमिकाएँ। यह व्यक्तिगत लिगैंडों के वर्णनात्मक रसायन विज्ञान के बजाय तंत्र और चक्र डिजाइन पर केंद्रित है, जिसका अन्यत्र उपचार किया गया है।
Core questions
- एक सजातीय उत्प्रेरक चक्र में कौन से प्राथमिक चरण होते हैं?
- एक धातु हाइड्रोजनीकरण, कार्बोनिलिकरण, या क्रॉस-कपलिंग को कैसे उत्प्रेरित करती है?
- लिगैंड के स्टेरिक और इलेक्ट्रॉनिक गुण गतिविधि और चयनात्मकता को कैसे नियंत्रित करते हैं?
- उत्प्रेरक तंत्र प्रायोगिक रूप से कैसे स्थापित किए जाते हैं?
Key concepts
- उत्प्रेरक चक्र और टर्नओवर
- ऑक्सीडेटिव योग और रिडक्टिव विलोपन
- माइग्रेटरी प्रविष्टि
- बीटा-हाइड्राइड विलोपन
- ट्रांसमेटलेशन
- लिगैंड स्टेरिक और इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव
Key theories
- उत्प्रेरण के प्राथमिक चरण
- उत्प्रेरक चक्र प्रतिवर्ती चरणों के एक छोटे से संग्रह से निर्मित होते हैं—समन्वय, ऑक्सीडेटिव योग, माइग्रेटरी प्रविष्टि, बीटा-हाइड्राइड विलोपन, और रिडक्टिव विलोपन—जिनका अनुक्रम समग्र परिवर्तन को परिभाषित करता है।
- क्रॉस-कपलिंग उत्प्रेरण
- पैलेडियम संकुल एक ऑर्गेनोहैलाइड के ऑक्सीडेटिव योग, पार्टनर के ट्रांसमेटलेशन या प्रविष्टि, और उत्पाद के रिडक्टिव विलोपन द्वारा दो कार्बनिक खंडों के जुड़ने को उत्प्रेरित करते हैं, जैसा कि सुजुकी-मियाउरा अभिक्रिया में होता है।
- चयनात्मकता का लिगैंड नियंत्रण
- सहायक लिगैंडों का स्टेरिक बल्क, बाइट कोण, और इलेक्ट्रॉनिक दाता शक्ति व्यक्तिगत चरणों की दरों को समायोजित करती है, जिससे उपयुक्त रूप से डिज़ाइन किए गए लिगैंडों के साथ कीमो-, रीजियो-, और एनेंटियोसेलेक्टिव उत्प्रेरण संभव होता है।
Mechanisms
एक विशिष्ट क्रॉस-कपलिंग चक्र एक ऑर्गेनोहैलाइड के निम्न-संयोजक धातु में ऑक्सीडेटिव योग के साथ शुरू होता है, कपलिंग पार्टनर के ट्रांसमेटलेशन या प्रविष्टि के माध्यम से आगे बढ़ता है, और उत्पाद के रिडक्टिव विलोपन के साथ समाप्त होता है, जो एक और टर्नओवर के लिए सक्रिय उत्प्रेरक को पुनर्स्थापित करता है।
Clinical relevance
ऑर्गेनोमेटेलिक उत्प्रेरण औद्योगिक हाइड्रोफॉर्मिलेशन, ओलेफिन बहुलकीकरण और एसिटिक-एसिड निर्माण का आधार है, और 2010 के नोबेल पुरस्कार द्वारा मान्यता प्राप्त पैलेडियम-उत्प्रेरित क्रॉस-कपलिंग फार्मास्युटिकल और फाइन-केमिकल संश्लेषण के लिए आवश्यक हैं।
History
ज़िग्लर-नाटा बहुलकीकरण, ऑक्सो (हाइड्रोफॉर्मिलेशन) प्रक्रिया, और विल्किंसन के हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक जैसी बीसवीं सदी के मध्य की सफलताओं के बाद सजातीय ऑर्गेनोमेटेलिक उत्प्रेरण तेजी से आगे बढ़ा। हेक, नेगिशी और सुजुकी द्वारा पैलेडियम-उत्प्रेरित क्रॉस-कपलिंग का विकास, जिसे 2010 के नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया, ने इस क्षेत्र को आधुनिक संश्लेषण के लिए केंद्रीय बना दिया।
Key figures
- Geoffrey Wilkinson
- Richard Heck
- Akira Suzuki
- Karl Ziegler
Related topics
Seminal works
- miyaura1979
- hartwig2010
- crabtree2014
Frequently asked questions
- एक उत्प्रेरक सजातीय क्यों होता है न कि विषमजातीय?
- एक सजातीय उत्प्रेरक अभिकारकों के समान चरण में घुला होता है, आमतौर पर एक एकल सुपरिभाषित आणविक संकुल, जो सटीक यांत्रिक अध्ययन और लिगैंड ट्यूनिंग की अनुमति देता है, इसके विपरीत विषमजातीय उत्प्रेरक एक अलग ठोस चरण की सतह पर काम करते हैं।
- पैलेडियम क्रॉस-कपलिंग में इतना व्यापक रूप से क्यों उपयोग किया जाता है?
- पैलेडियम आसानी से अपनी शून्य और दो ऑक्सीकरण अवस्थाओं के बीच चक्रित होता है, कार्बन-हैलोजन बंधों में सुगम ऑक्सीडेटिव योग और स्वच्छ रिडक्टिव विलोपन से गुजरता है, और कई कार्यात्मक समूहों को सहन करता है, जिससे यह कार्बन-कार्बन बंध निर्माण के लिए आवश्यक चरणों के लिए अच्छी तरह से अनुकूल होता है।