कार्बन युग्मन के लिए रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार

कार्बनिक अणु के संश्लेषण के लिए युग्मन विधियों की खोज

पैलेडियम महत्वपूर्ण उत्प्रेरक है © नोबेल फाउंडेशन
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रसायन विज्ञान के लिए नोबेल पुरस्कार अमेरिकी रिचर्ड एफ हेक और दो जापानी, ईई-इचि नेगीशी और अकीरा सुजुकी को दिया गया था, उनके विकास और कार्बनिक रसायन विज्ञान के लिए एक मौलिक संश्लेषण विधि के विकास के लिए, तथाकथित पैलेडियम-उत्प्रेरित क्रॉस-कपलिंग प्रतिक्रिया। प्रत्यक्ष कनेक्शन द्वारा जटिल हाइड्रोकार्बन यौगिकों का उत्पादन करना संभव बनाता है, पहले की तरह, लेकिन केवल कई प्रतिक्रिया चरणों के माध्यम से।

चाहे वह कैंसर कीमोथेरेपी हो, ऑर्गेनिक लाइट-एमिटिंग डायोड, या एक नया कीटनाशक - इस साल के रसायन विज्ञान में नोबेल विजेता के विकास के बिना, वे या तो अनमोल होंगे या अस्तित्वहीन। केवल पैलेडियम-उत्प्रेरित क्रॉस-कपलिंग के लिए रासायनिक उद्योग एक उपकरण प्रदान करता है जिसे अपेक्षाकृत कम प्रयास और उच्च परिशुद्धता कार्बनिक कार्बन यौगिकों के साथ संश्लेषित किया जा सकता है।

लंबे समय तक, कार्बन यौगिकों का संश्लेषण एक थकाऊ काम था: क्योंकि कार्बन परमाणु बिना ट्यूशन के एक दूसरे के साथ नहीं रहते हैं, उन्हें प्रतिक्रियाशील पदार्थों और असंख्य मध्यवर्ती चरणों की मदद से जटिल रूप से तैयार किया जाना था। न केवल इस प्रक्रिया में लंबा समय लगा, बल्कि अंत में पैदावार अक्सर बहुत कम थी, क्योंकि अधिकांश शुरुआती सामग्रियों ने अवांछित उप-उत्पादों पर प्रतिक्रिया व्यक्त की। केवल 1950 के दशक में, यह बदलना शुरू हुआ।

उत्प्रेरक के रूप में पैलेडियम

सबसे पहले, जर्मन कंपनी वेकर केमी के रसायनज्ञ इस विचार के साथ आए कि संक्रमण धातु पैलेडियम, एथिलीन की प्रतिक्रिया के लिए उत्प्रेरक के रूप में उपयुक्त था, जो सॉल्वैंट्स, प्लास्टिसाइज़र और एसिटिक एसिड के उत्पादन का एक महत्वपूर्ण स्रोत है। रिचर्ड हेक, जो उस समय डेलावेयर के हरक्यूलिस पाउडर कंपनी के लिए काम कर रहे थे, ने इस विचार को लिया और एक उत्प्रेरक के रूप में पैलेडियम के साथ प्रयोग किया।

1968 में, वह पहली बार सफल हुआ, पैलेडियम की मदद से, एक कुंडलाकार कार्बन अणु, ब्रोमोबेंज़ीन, एक अन्य कार्बन यौगिक, एल्केन ओलेफिन के साथ। परिणामस्वरूप स्टाइलिन प्लास्टिक पॉलीस्टायरीन के लिए कच्चा माल है। इस प्रतिक्रिया से, उन्होंने चार साल बाद विकसित किया, जिसका नाम उन्होंने हीक प्रतिक्रिया के नाम पर रखा, जो कि आज कार्बनिक रसायन विज्ञान में उपयोग किए जाने वाले कई आधार हैं। प्रदर्शन

बंधन का उड़ान परिवर्तन

मूल सिद्धांत यह है कि पैलेडियम अंगूठी के आकार के कार्बन अणु के साथ जोड़ती है जिसमें एक हलोजन परमाणु जुड़ा होता है। पैलेडियम क्वासी हैलोजन और अवशिष्ट अणु के बीच धक्का देता है। शॉर्ट-चेन हाइड्रोकार्बन अणु ओलेफिन अब खुद को पैलेडियम से भी जोड़ता है। प्रत्येक मामले में निकटतम कार्बन परमाणुओं के पैलेडियम के बाहरी इलेक्ट्रॉनों को विस्थापित किया जाता है, इस प्रकार एक दूसरे के साथ दो हाइड्रोकार्बन के प्रत्यक्ष बंधन की सुविधा होती है। पैलेडियम और हैलोजन परमाणु अलग और, अंत में, वांछित संयोजन अणु बना हुआ है।

ओलेफिन के बजाय जस्ता और बोरान

1977 में, जापानी रसायनज्ञ ईआई-इचि नेगीशी ने हेक प्रतिक्रिया के आधार पर एक और पैलेडियम-उत्प्रेरित संश्लेषण प्रतिक्रिया, नेगिशी युग्मन विकसित किया। इसमें, उन्होंने ओलेफिन के बजाय एक जस्ता-कार्बन यौगिक का उपयोग किया। एक और दो साल बाद, उनके हमवतन अकीरा सुज़ुकी ने सुगंधित बोरान यौगिकों का उपयोग करके पैलेडियम की मध्यस्थता वाली क्रॉस-प्रतिक्रियाओं को फिर से परिष्कृत किया।

इस सुजुकी कपलिंग ने न केवल प्रतिक्रिया को कम विषाक्त बना दिया, बल्कि यह प्राकृतिक उत्पादों के संश्लेषण के लिए भी विशेष रूप से अनुकूल साबित हुआ। इस प्रकार, इस सिद्धांत पर आधारित महत्वपूर्ण एंटीबायोटिक वैनकोमाइसिन का उत्पादन, लेकिन कृषि में भी फंगल एंटीबायोटिक बोस्केल्ड का उपयोग किया जाता है।

स्वीडिश नोबेल पुरस्कार समिति इन तीन शोधकर्ताओं द्वारा आधुनिक रसायन विज्ञान में सबसे उन्नत उपकरणों में से एक के रूप में विकसित इन प्रतिक्रियात्मक सिद्धांतों को देखती है। समिति ने कहा कि इस रासायनिक उपकरण ने जटिल यौगिकों को बनाने के लिए केमिस्टों की क्षमता में बहुत सुधार किया है और उदाहरण के लिए, कार्बन-आधारित अणुओं को जटिल बनाते हैं जैसा कि वे प्रकृति में हैं।

(नोबेल फाउंडेशन, 06.10.2010 - एनपीओ)