കാർബോണിൽ ഗ്രൂപ്പ്

വിക്കിപീഡിയ, ഒരു സ്വതന്ത്ര വിജ്ഞാനകോശം.
Jump to navigation Jump to search
കാർബോണിൽ ഗ്രൂപ്പ് (C=O) അടങ്ങിയ സംയുക്തം

ഓക്സിജനുമായി ദ്വിബന്ധനത്താൽ ബന്ധിക്കപ്പെട്ട കാർബൺ അടങ്ങിയ ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പാണു കാർബോണിൽ ഗ്രൂപ്പ്. കാർബോണിൽ ഗ്രൂപ്പ് അടങ്ങിയ സംയുക്തങ്ങളെ കാർബോണിൽ സംയുക്തങ്ങളെന്നു വിളിക്കുന്നു.

കാർബൺ എന്ന പദത്തെ ലിഗാൻഡിലെ കാർബൺ മോണോക്സൈഡിനെയോ ഓർഗാനോമെറ്റാലിക് കോംപ്ലക്സിനെയോ (ലോഹ കാർബോണിൽ, ഉദാ. നിക്കൽ കാർബോണിൽ) അർത്ഥമാക്കാം

ഈ ലേഖനത്തിന്റെ ബാക്കി ഭാഗം കാർബോണിലിന്റെ ഓർഗാനിക് കെമിസ്ട്രി നിർവചനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണ്.

കാർബോണിൽ സംയുക്തങ്ങൾ[തിരുത്തുക]

ഒരു കാർബൺ ഗ്രൂപ്പ് ഇനിപ്പറയുന്ന തരത്തിലുള്ള സംയുക്തങ്ങളുടെ സവിശേഷതകൾ പ്രകടമാക്കുന്നു:

സംയുക്തം ആൽഡിഹൈഡ് കീറ്റോൺ കാർബോക്‌സിലിക് ആസിഡ് കാർബോക്സിലേറ്റ് എസ്റ്റർ അമൈഡ്
Structure Aldehyde Ketone Carboxylic acid Ester Amide
General formula RCHO RCOR' RCOOH RCOOR' RCONR'R''
സംയുക്തം ഈനോൺ അസൈൽ ഹാലൈഡ് ആസിഡ് അൻ‌ഹൈഡ്രൈഡ് ഇമൈഡ്
Structure Enone Acyl chloride Acid anhydride Imide
General formula RC(O)C(R')CR''R''' RCOX (RCO)2O RC(O)N(R')C(O)R''


കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ്

യൂറിയ, കാർബാമേറ്റുകൾ എന്നിവ മറ്റ് ഓർഗാനിക് കാർബണൈലുകൾക്ക് ഉദാഹരണമാണ്. കാർബൺ ഡയോക്സൈഡ്, കാർബോണിൽ സൾഫൈഡ് എന്നിവ ഇനോർഗാനിക് കാർബോണിൽ സംയുക്തത്തിന് ഉദാഹരണങ്ങളാണ്.

കേന്ദ്ര മെഥിലിൻ യൂണിറ്റിൽ അസിഡിക് പ്രോട്ടോണുകളുള്ള 1,3-ഡൈകാർബോണിൽ അടങ്ങിയ സംയുക്തങ്ങൾ കാർബോണിൽ സംയുക്തങ്ങളുടെ ഒരു പ്രത്യേക വിഭാഗമാണ്. മെൽ‌ഡ്രം ആസിഡ്, ഡൈഈതൈൽ മലോണേറ്റ്, അസറ്റൈൽഅസെറ്റോൺ എന്നിവയാണ് ഇത്തരം സംയുക്തങ്ങൾക്കുദാഹരണങ്ങൾ

പ്രതിപ്രവർത്തന സവിശേഷത[തിരുത്തുക]

കാർബോണിൽ റെസൊണൻസ് കെമിസ്ട്രി[തിരുത്തുക]

ഓക്സിജൻ കാർബണിനേക്കാൾ കൂടുതൽ ഇലക്ട്രോനെഗറ്റീവ് ആയതിനാൽ, കാർബൺ സംയുക്തങ്ങൾക്ക് പലപ്പോഴും റെസൊണൻസ് ഘടനകളുണ്ട്, അത് അവയുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ ക്ഷമതയെ ബാധിക്കുന്നു. ഈ ആപേക്ഷിക ഇലക്ട്രോനെഗറ്റീവിറ്റി കാർബണിൽ നിന്ന് ഇലക്ട്രോൺ സാന്ദ്രതയെ അകറ്റുന്നു. ഇത് ബോണ്ടിന്റെ ധ്രുവത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് കാർബണിനെ ഒരു ഇലക്ട്രോഫൈൽ ആക്കുന്നു (അതായത് അല്പം പോസിറ്റീവ്). കാർബണിനെ ന്യൂക്ലിയോഫിലുകൾ (ഉദാ: സയനൈഡ് അയോൺ പോലെ നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത അയോണുകൾ ) അല്ലെങ്കിൽ മറ്റൊരു തന്മാത്രയുടെ നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജുള്ള ഭാഗം (ഉദാ. അമോണിയ തന്മാത്രയിലെ നൈട്രജന്റെ ഏക ജോഡി ഇലക്ട്രോണുകൾ) ആക്രമിക്കാം. പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ സമയം കാർബോണിൽ ഗ്രൂപ്പിലെ ഓക്സിജൻ-കാർബൺ ദ്വിബന്ധനം തകരുന്നു. അപ്പോൾ അവിടെ അഡീഷൻ രാസപ്രവർത്തനത്തം നടക്കുന്നു. ഈ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ സങ്കലന-വിലോപന രാസപ്രവർത്തനം എന്നോ (ജല തന്മാത്ര പലപ്പോഴും നഷ്ടപ്പെടുന്നതിനാൽ) കണ്ടൻസേഷൻ രാസപ്രവർത്തനം എന്നോ . [1] ഇലക്ട്രോനെഗറ്റീവ് ഓക്സിജനും ഒരു ഇലക്ട്രോഫിലുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും; ഉദാഹരണത്തിന് ഒരു അസിഡിക് ലായനിയിൽ അല്ലെങ്കിൽ ലൂയിസ് അമ്ലത്തിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ഒരു പ്രോട്ടോൺ ഒരു ഓക്സോകാർബേനിയം അയോൺ ഉണ്ടാക്കുന്നു. 

ഒരു കാർബോണിൽ സംയുക്തം

കാർബോണിൽ സംയുക്തങ്ങളിലെ ഓക്സിന്റെ ധ്രുവത നിമിത്തം മീഥേനിലേതു പോലുള്ള sp3 C-H ബന്ധങ്ങളേക്കാൾ അമ്ല സ്വഭാവം അതതു ആൽഫാ ഹൈഡ്രജനു കൈവരാൻ കാരണമാകുന്നു (ഏതാണ്ട് 10 30 തവണ കൂടുതൽ അസിഡിറ്റി) . ഉദാഹരണത്തിന്, അസെറ്റാൽഡിഹൈഡിന്റെയും അസെറ്റോണിന്റെയും pKa മൂല്യങ്ങൾ 16.7 ഉം 19 ആണെന്നാലും, [2] മീഥെയ്നിന്റെ pKa മൂല്യം ഏകദേശം 50 ആണ് [3]. കാരണം ഒരു കാർബോണിൽ ഒരു ഈനോളിനൊപ്പം ടാട്ടോമെറിക് റെസൊണൻസിലാണ്. ശക്തിയേറിയ ക്ഷാരവുമായുള്ള ഈനോളിന്റെ ഡീപ്രോട്ടോണീകരണം ഈനോളേറ്റ് എന്ന സംയുക്തം രൂപപ്പെടാൻ കാരണമാകുന്നു. ഈനോളേറ്റ് ശക്തിയേറിയ ന്യൂക്ലിയോഫൈൽ ആയതിനാൽ അതിനു കാർബോണിൽ പോലുള്ള ഇലക്ട്രോഫൈലുകളെ ആൽക്കൈലീകരണം ചെയ്യുവാൻ സാധിക്കുന്നു


നൈട്രജൻ-കാർബൺ, കാർബൺ-ഓക്സിജൻ ബോണ്ടുകൾ തമ്മിലുള്ള ഉയർന്ന റെസോണെൻസ് സ്റ്റെബിലൈസേഷൻ കാരണം കാർബൺ കപ്ലിംഗുകളിൽ അമൈഡുകൾ ഏറ്റവും സ്ഥിരതയുള്ളവയാണ്. 

സോഡിം ബോറോഹൈഡ്രൈഡ്, ലിഥിയം അലൂമിനിയം ഹൈഡ്രൈഡ് പോലുള്ള ഹൈഡ്രൈഡ് അഭികർമ്മകങ്ങൾ, ബേക്കേഴ്സ് യീസ്റ്റ്, ഉത്പ്രേരിത ഹൈഡ്രോജനീകരണം എന്നീ രീതികളവലംബിച്ചുകൊണ്ട് കാർബോണിൽ സംയുക്തങ്ങളെ നിരോക്സീകരിക്കാൻ സാധിക്കും. ഇത്തരം നിരോക്സീകരണ രീതികളിലൂടെ ആൽക്കഹോളുകൾ രൂപവത്കരിക്കപ്പെടുന്നു. ഇത്തരം പ്രവർത്തനത്തിലൂടെ കീറ്റോണുകൾ ദ്വിതീയ ആൽക്കഹോളുകളും ആൽഡിഹൈഡുകൾ, എസ്റ്റർ, കാർബോക്സിലിക് അമ്ലം എന്നിവ പ്രാഥമിക ആൽക്കഹോളുകളും നല്കുന്നു.

കാർബോണിൽ ആൽക്കൈലീകരണം[തിരുത്തുക]

ഓർഗാനോലിഥിയം അഭികർമ്മകങ്ങൾ, ഗ്രിഗാർഡ് അഭികർമ്മകങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ അസറ്റിലൈഡുകൾ പോലുള്ള ഓർഗാനോമെറ്റാലിക് സംയുക്തങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ന്യൂക്ലിയോഫിലിക് സങ്കലന പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ കാർബോണിലുകൾ ആൽക്കൈലേറ്റ് ചെയ്യാവുന്നതാണ്. ആൽ‌ഡോൾ‌ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിലേതുപോലെ ഈനോളൈറ്റുകൾക്കും കാർബോണിൽ സംയുക്തങ്ങളെ ആൽക്കൈലീകരണം ചെയ്യാം.

കാർബോണിലിലെ രാസപരമായ വരണാത്മകത[തിരുത്തുക]

ഒരു തന്മാത്രയിലെ ഒന്നിലധികം കാർബോണൈൽ തരങ്ങളടങ്ങിയിരിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, അതിലെ ഏറ്റവും കൂടുതൽ ഇലക്ട്രോഫിലിക് കാർബോണിൽ കാർബൺ ആദ്യം പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു. അസൈൽ ക്ലോറൈഡുകളും കാർബോക്‌സിലിക് അൻഹൈഡ്രൈഡുകളും അതിവേഗം പ്രതികരിക്കും, തുടർന്ന് ആൽഡിഹൈഡുകളും കെറ്റോണുകളും . എസ്റ്ററുകൾ രാസപ്രവർത്തനത്തിലേർപ്പെടാൻ സമയം എടുക്കുന്നു. അമൈഡിലെ നൈട്രജൻ കാർബോണിൽ ഗ്രൂപ്പുമായി റെസൊണെൻസിലായതിനാൽ അതു കാർബോണിൽ ഗ്രൂപ്പുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നില്ല. ഒരു റിയാക്റ്റന്റിൽ‌ ഒന്നിലധികം കാർ‌ബോണൈൽ‌ ഗ്രൂപ്പുകൾ‌ അടങ്ങിയിരിക്കുമ്പോൾ‌ ഈ പ്രതിപ്രവർത്തന വ്യത്യാസം രാസപരമായ വരണാത്മകതയ്ക്കു വിധേയത്വം പുലർത്തുന്നു. 1979 ൽ കിഷി എന്ന വ്യക്തി മൊനെൻസിൻ സംശ്ലേഷണം ചെയ്തപ്പോൾ അവസാന ഭാഗത്തു നല്കിയ രാസപ്രവർത്തന സമവാക്യം ഇതിനൊരു ഉദാഹരണമായി കാണാം. [4]

Monensin total synthesis Kishi 1979 JACS final stage aldol coupling.png

ഇടതു ഭാഗത്തെ അഭികാരകത്തിൽ രണ്ടു ഇലക്ട്രോഫിക് സ്ഥാനങ്ങൾ ഉണ്ട്. അവ നീല നിറത്തിൽ സൂചിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള ആൽഡിഹൈഡും, പച്ച നിറത്തിൽ സൂചിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള എസ്റ്ററും ആണ്. കൂടുതൽ ഇലക്ട്രോഫിലിക് ആയ ആൽഡിഹൈഡ് മാത്രമേ തന്മാത്രയുടെ മറ്റേ ഭാഗത്തുള്ള മീഥൈൽ കെറ്റോണിന്റെ ഈനോളേറ്റുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുകയുള്ളൂ. ഇവിടെ മീഥൈൽ എസ്റ്റർ രാസപ്രവർത്തനത്തിനു വിധേയമാകാതെയിരിക്കുന്നു. ഇത്തരത്തിൽ രാസപ്രവർത്തനത്തിൽ കണ്ടുവരുന്ന വരണാത്മകതയെ രാസവരണാത്മകതയെന്നു (കീമോസെലക്റ്റിവിറ്റി) എന്നു വിളിക്കാം. ഇവിടെ ഇലക്ട്രോണിക പ്രഭാവം, സ്റ്റെറിക് പ്രഭാവം, താപഗതിക-ഗതിക രാസപ്രവർത്തന നിയന്ത്രണം എന്നിവയും വരണാത്മകയെ ബാധിക്കുന്നുണ്ട്.

കാർബോണിൽ ഗ്രൂപ്പുകളുടെ സവിശേഷ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ[തിരുത്തുക]

മറ്റ് പ്രധാന രാസപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

  • കാർബോണിൽ ആൽഫ-പ്രതിസ്ഥാപന രാസപ്രവർത്തനം
  • വിറ്റിഗ് രാസപ്രവർത്തനം. ഇവിടെ ഒരു ആൽക്കീൻ സൃഷ്ടിക്കാൻ ഒരു ഫോസ്ഫോണിയം യ്ലിഡ് ഉപയോഗിക്കുന്നു.
  • വുൾഫ്-കിഷ്നർ നിരോക്സീകരണം. ഇവിടെ കാർബോണിലിനെ ഹൈഡ്രാസോണായും, പിന്നീടു പൂരിത ആൽക്കെയ്നുമായും പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.
  • കാർബോണിലിനെ ഒരു പൂരിത ആൽക്കെയ്നാക്കി മാറ്റുന്ന ക്ലെമൻസൺ നിരോക്സീകരണം
  • കാർബോണിലിനെ ഒരു പൂരിത ആൽക്കെയ്നാക്കി മാറ്റുന്ന മോസിംഗോ നിരോക്സീകരണം
  • തിയോഅസെറ്റലുകളിലേക്കുള്ള പരിവർത്തനം
  • അമോണിയ, പ്രൈമറി അമിനുകൾ എന്നിവയുമായുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം imines ആയി മാറുന്നതിൽ
  • ഹൈഡ്രോക്സൈലാമൈനുകളുമായുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം ഓക്സിമുകളായി മാറുന്നു
  • സയനോഹൈഡ്രിനുകൾ രൂപപ്പെടുന്നതിന് സയനൈഡ് അയോണുമായി നടക്കുന്ന പ്രതിപ്രവർത്തനം
  • ടെബ്ബെയുടെ റിയാക്ടറുമായും ഫോസ്ഫോണിയം യെലൈഡുകളുമായും പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് ആൽക്കീനുകളായി മാറുന്ന പ്രവർത്തനം.
  • പെർകിൻ പ്രതികരണം, ആൽഡോൾ രാസപ്രവർത്തനത്തിന്റെ വേരിയന്റ്
  • ആൽ‌ഡോൾ കണ്ടൻ‌സേഷൻ, ഒരു എൻ‌ലോലേറ്റും കാർ‌ബോണൈലും തമ്മിലുള്ള പ്രവർത്തനം
  • കാനിസാരോ രാസപ്രവർത്തനം
  • ടിഷ്ചെങ്കോ രാസപ്രവർത്തനം, ഡൈമെറിക് എസ്റ്റർ നൽകുന്ന ആൽഡിഹൈഡുകളുടെ മറ്റൊരു അസമാനുപാത രാസപ്രവർത്തനം
  • കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ന്യൂക്ലിയോഫിലിക് അബ്സ്ട്രാക്ഷൻ ചെയ്യുന്ന രാസപ്രവർത്തനം

സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി[തിരുത്തുക]

  • ഇൻഫ്രാറെഡ് സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി : C = O ഇരട്ട ബോണ്ട് 1600 – 1900 cm −1  (5263 nm മുതൽ 6250 വരെ nm) വരെയുള്ള തരംഗസംഖ്യയുള്ള ഇൻഫ്രാറെഡ് പ്രകാശത്തെ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു. സ്വാംശീകരണത്തിന്റെ കൃത്യമായ സ്ഥാനം തന്മാത്രയുടെ ജ്യാമിതി നിരീക്ഷിച്ചു നന്നായി മനസ്സിലാക്കാം. ഇൻഫ്രാറെഡ് അബ്സോർഷൻ സ്പെക്ട്രത്തിൽ പ്രദർശിപ്പിക്കുമ്പോൾ ഈ ആഗിരണം "കാർബോണൈൽ സ്ട്രെച്ച്" എന്നറിയപ്പെടുന്നു. [5] കൂടാതെ, വെള്ളത്തിലെ, പ്രൊപാനോണിന്റെ അൾട്രാവയലറ്റ്-ദൃശ്യ സ്പെക്ട്രത്തിന് 257nm ൽ കാർബണൈൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. [6]
  • ന്യൂക്ലിയർ മാഗ്നറ്റിക് റെസൊണൻസ് : C=O ഇരട്ട-ബോണ്ട് ചുറ്റുമുള്ള ആറ്റങ്ങളെ ആശ്രയിച്ച് വ്യത്യസ്ത റെസോണെൻസു കാണിക്കുന്നു, (സാധാരണയായി ഒരു ഡൗൺ‌ഫീൽഡ് ഷിഫ്റ്റ്). ഒരു കാർബോണിൽ കാർബണിലെ 13C യുടെ നൂക്ലിയർ മാഗ്നറ്റിക് റെസോണെൻസ് മൂല്യം 160–220 പിപിഎം പരിധിയിലാണ്. 

ഇതും കാണുക[തിരുത്തുക]

അവലംബം[തിരുത്തുക]

 

  1. "an introduction to aldehydes and ketones". www.chemguide.co.uk.
  2. Ouellette, R.J. and Rawn, J.D. "Organic Chemistry" 1st Ed. Prentice-Hall, Inc., 1996: New Jersey. ISBN 0-02-390171-3
  3. Claden, Johnathan; മുതലായവർ. Organic Chemistry. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850346-0.
  4. Nicolaou, Kyriacos Costa; E. J. Sorensen (1996). Classics in Total Synthesis: Targets, Strategies, Methods. Wiley-VCH. pp. 230–232. ISBN 3-527-29231-4.
  5. Mayo D.W., Miller F.A and Hannah R.W “Course Notes On The Interpretation of Infrared and Raman Spectra” 1st Ed. John Wiley & Sons Inc, 2004: New Jersey. ISBN 0-471-24823-1.
  6. "Archived copy" (PDF). മൂലതാളിൽ (PDF) നിന്നും 2015-08-24-ന് ആർക്കൈവ് ചെയ്തത്. ശേഖരിച്ചത് 2015-07-11.CS1 maint: archived copy as title (link)

അധികവായനയ്ക്ക്[തിരുത്തുക]

"https://ml.wikipedia.org/w/index.php?title=കാർബോണിൽ_ഗ്രൂപ്പ്&oldid=3538355" എന്ന താളിൽനിന്ന് ശേഖരിച്ചത്