કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર. અલ્કેનેસ

લેક્ચર નંબર 1

જોડાણો

1. માળખાકીય આઇસોમેરિઝમ.

લેક્ચર નંબર 1

ઓર્ગેનિકનું વર્ગીકરણ અને નામકરણ
જોડાણો

1. કાર્બનિક સંયોજનોનું વર્ગીકરણ.
2. કાર્બનિક સંયોજનોનું નામકરણ.
3. માળખાકીય આઇસોમેરિઝમ.

1. કાર્બનિક સંયોજનોનું વર્ગીકરણ.

કાર્બનિક સંયોજનોને બે મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ અનુસાર વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે: માળખું
કાર્બન હાડપિંજર અને કાર્યાત્મક જૂથો.

કાર્બન હાડપિંજરની રચનાના આધારે, એસાયક્લિક, કાર્બોસાયક્લિક અને
હેટરોસાયકલિક સંયોજનો.

એસાયક્લિક સંયોજનો- કાર્બન અણુઓની ખુલ્લી સાંકળ ધરાવે છે.

કાર્બોસાયકલિક સંયોજનો- કાર્બનની બંધ સાંકળ ધરાવે છે
અણુઓ અને એલિસાયકલિક અને સુગંધિત વિભાજિત થાય છે. TO એલિસાયક્લિકસિવાયના તમામ કાર્બોસાયકલિક સંયોજનોનો સમાવેશ થાય છે
સુગંધિત સુગંધિતસંયોજનોમાં સાયક્લોહેક્સેટ્રીન હોય છે
ટુકડો (બેન્ઝીન રીંગ).

હેટરોસાયકલિક સંયોજનો — કાર્બન અણુઓ સાથે, એક ધરાવતા ચક્ર ધરાવે છે
અથવા ઘણા હેટરોએટોમ્સ.

કાર્યાત્મક જૂથોની પ્રકૃતિ દ્વારા, કાર્બનિક
જોડાણો વિભાજિત કરવામાં આવે છે વર્ગો .

કોષ્ટક 1. કાર્બનિકના મુખ્ય વર્ગો
જોડાણો

2. કાર્બનિક નામકરણ
જોડાણો

હાલમાં, તે સામાન્ય રીતે કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રમાં સ્વીકારવામાં આવે છે વ્યવસ્થિત નામકરણ, વિકસિત ઇન્ટરનેશનલ યુનિયન ઓફ પ્યોર એન્ડ એપ્લાઇડ કેમિસ્ટ્રી
(IUPAC). તેની સાથે, ત્યાં પણ સાચવેલ છે
વપરાય છે તુચ્છઅને તર્કસંગતનામકરણ

તુચ્છ નામકરણ સમાવે છે
ઐતિહાસિક રીતે સ્થાપિત નામોમાંથી જે રચના અને બંધારણને પ્રતિબિંબિત કરતા નથી
પદાર્થો તેઓ રેન્ડમ છે અને પદાર્થના કુદરતી સ્ત્રોતને પ્રતિબિંબિત કરે છે
(લેક્ટિક એસિડ, યુરિયા, કેફીન), લાક્ષણિક ગુણધર્મો (ગ્લિસરીન, વિસ્ફોટક
એસિડ), તૈયારીની પદ્ધતિ (પાયરુવિક એસિડ, સલ્ફ્યુરિક એસ્ટર), નામ
શોધક (મિચલર્સ કેટોન, ચિચીબેબિન હાઇડ્રોકાર્બન), એપ્લિકેશનનો વિસ્તાર
(એસ્કોર્બિક એસિડ). તુચ્છ નામોનો ફાયદો એ છે કે તેઓ
સંક્ષિપ્તતા, તેથી તેમાંથી કેટલાકનો ઉપયોગ નિયમો દ્વારા માન્ય છે
IUPAC.

વ્યવસ્થિત નામકરણ વૈજ્ઞાનિક છે અને રચના, રાસાયણિક અને અવકાશી માળખું પ્રતિબિંબિત કરે છે
જોડાણો સંયોજનનું નામ સંયોજન શબ્દ, સંયોજનનો ઉપયોગ કરીને વ્યક્ત કરવામાં આવે છે
જેના ભાગો પદાર્થના પરમાણુની રચનાના અમુક ઘટકોને પ્રતિબિંબિત કરે છે. IN
IUPAC નામકરણ નિયમો સિદ્ધાંતો પર આધારિત છે બદલી
નામકરણ, જે મુજબ સંયોજનોના પરમાણુઓ તરીકે ગણવામાં આવે છે
હાઇડ્રોકાર્બનના ડેરિવેટિવ્ઝ જેમાં હાઇડ્રોજન પરમાણુ અન્ય અણુઓ દ્વારા બદલવામાં આવે છે અથવા
અણુઓના જૂથો. સંયોજન પરમાણુમાં નામ બનાવતી વખતે, નીચેનાને અલગ પાડવામાં આવે છે:
માળખાકીય તત્વો.

પેરેંટલ માળખું- મુખ્ય સર્કિટ
કાર્બો- અને હેટરોસાયકલમાં કાર્બન સાંકળ અથવા ચક્રીય માળખું.

હાઇડ્રોકાર્બન રેડિકલ- બાકી
ફ્રી વેલેન્સ સાથે હાઇડ્રોકાર્બનનું ફોર્મ્યુલા હોદ્દો (કોષ્ટક જુઓ
2).

લાક્ષણિકતા જૂથ –
પેરેન્ટ સ્ટ્રક્ચર સાથે સંકળાયેલ અથવા તેમાં સમાવિષ્ટ કાર્યાત્મક જૂથ
રચના (કોષ્ટક 3 જુઓ).

ક્રમિક રીતે નામનું સંકલન કરતી વખતે
નીચેના નિયમોનું પાલન કરો.

1. ઉચ્ચતમ લાક્ષણિકતા નક્કી કરો
   જૂથ કરો અને પ્રત્યયમાં તેનું હોદ્દો સૂચવો (કોષ્ટક 3 જુઓ).
2. દ્વારા પિતૃ માળખું નક્કી કરો
   અગ્રતાના ઉતરતા ક્રમમાં નીચેના માપદંડો: a) સર્વોચ્ચ સમાવે છે
   લાક્ષણિક જૂથ; b) મહત્તમ સંખ્યામાં લાક્ષણિકતા ધરાવે છે
   જૂથો; c) બહુવિધ બોન્ડ્સની મહત્તમ સંખ્યા ધરાવે છે; ડી) મહત્તમ છે
   લંબાઈ મૂળ રચના નામના મૂળમાં અનુસાર દર્શાવેલ છે
   સાંકળ લંબાઈ અથવા ચક્ર કદ: C 1 – “મેથ”, C 2 – “eth”, C 3 – “prop”, C 4 – “but”, C 5 અને આગળ - ગ્રીક અંકોના મૂળ.
3. સંતૃપ્તિની ડિગ્રી નક્કી કરો અને પ્રતિબિંબિત કરો
   તે પ્રત્યયમાં છે: “an” – બહુવિધ બોન્ડ નહીં, “en” – ડબલ બોન્ડ, “in” –
   ટ્રિપલ બોન્ડ.
4. બાકીના અવેજીઓ સ્થાપિત કરો
   (હાઈડ્રોકાર્બન રેડિકલ અને નાના લાક્ષણિક જૂથો) અને યાદી
   તેમના નામો મૂળાક્ષરોના ક્રમમાં ઉપસર્ગ છે.
5. ગુણાકાર ઉપસર્ગ સેટ કરો - "ડી",
   "ત્રણ", "ટેટ્રા", સમાન સંખ્યા દર્શાવે છે માળખાકીય તત્વો(એટ
   મૂળાક્ષરોના ક્રમમાં સૂચિબદ્ધ અવેજીઓ ધ્યાનમાં લેવામાં આવતા નથી).
6. મૂળ રચનાને નંબર આપો
   જેથી સર્વોચ્ચ લાક્ષણિકતા જૂથમાં સૌથી નાનો ઓર્ડિનલ હોય
   સંખ્યા લોકન્ટ્સ (સંખ્યાઓ) પેરેંટ સ્ટ્રક્ચરના નામ પહેલાં, પહેલાં મૂકવામાં આવે છે
   ઉપસર્ગ અને પ્રત્યય પહેલા.

કોષ્ટક 2. આલ્કેન અને આલ્કિલના નામ
IUPAC પદ્ધતિસરના નામકરણ દ્વારા અપનાવવામાં આવેલા રેડિકલ.

આલ્કેન	નામ	આલ્કિલ રેડિકલ	નામ
સીએચ 4	મિથેન	CH 3 -	મિથાઈલ
સીએચ 3 સીએચ 3	ઇથેન	સીએચ 3 સીએચ 2 —	ઇથિલ
સીએચ 3 સીએચ 2 સીએચ 3	પ્રોપેન	સીએચ 3 સીએચ 2 સીએચ 2 —	હું મારફતે કાપી
			આઇસોપ્રોપીલ
સીએચ 3 સીએચ 2 સીએચ 2 સીએચ 3	n-બ્યુટેન	સીએચ 3 સીએચ 2 સીએચ 2 સીએચ 2 —	n-બ્યુટીલ
			સેકન્ડ-બ્યુટીલ
	આઇસોબ્યુટેન		આઇસોબ્યુટીલ
			ટર્ટ-બ્યુટીલ
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3	n-પેન્ટેન	સીએચ 3 સીએચ 2 સીએચ 2 સીએચ 2 સીએચ 2 —	n-પેન્ટિલ
	આઇસોપેન્ટેન		આઇસોપેન્ટાઇલ
	નેઓપેન્ટેન		નિયોપેન્ટાઇલ

કોષ્ટક 3. લાક્ષણિકતાના નામ
જૂથો(વરિષ્ઠતાના ઉતરતા ક્રમમાં સૂચિબદ્ધ).

* કાર્બન અણુ,
કૌંસમાં બંધ, પિતૃ બંધારણનો ભાગ છે.

** Alkoxy જૂથો અને બધા
જેઓ તેમને અનુસરે છે તેઓ ઉપસર્ગ દ્વારા મૂળાક્ષરોમાં સૂચિબદ્ધ છે અને કોઈ ક્રમમાં નથી
વરિષ્ઠતા

તર્કસંગત (આમૂલ-કાર્યકારી)
નામકરણ સરળ મોનો- અને નામ આપવા માટે વપરાય છે
બાયફંક્શનલ સંયોજનો અને કુદરતી સંયોજનોના કેટલાક વર્ગો. આધાર
નામો નામ બનાવે છે આ વર્ગનાજોડાણો અથવા સભ્યોમાંથી એક
અવેજી સૂચવતી હોમોલોગસ શ્રેણી. સ્થાનિક તરીકે, એક નિયમ તરીકે,
ગ્રીક અક્ષરોનો ઉપયોગ થાય છે.

3. માળખાકીય આઇસોમેરિઝમ.

આઇસોમર્સ- આ એવા પદાર્થો છે જે સમાન રચના અને પરમાણુ ધરાવે છે
સમૂહ, પરંતુ વિવિધ ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો. આઇસોમર્સના ગુણધર્મોમાં તફાવત
તેમના રાસાયણિક અથવા અવકાશી બંધારણમાં તફાવતને કારણે.

હેઠળ રાસાયણિક માળખુંજોડાણોની પ્રકૃતિ અને ક્રમ સમજો
પરમાણુમાં અણુઓ વચ્ચે. આઇસોમર્સ જેમના પરમાણુઓ રાસાયણિકમાં ભિન્ન હોય છે
રચના કહેવાય છે માળખાકીય આઇસોમર્સ.

માળખાકીય આઇસોમર્સ અલગ હોઈ શકે છે:

• કાર્બન હાડપિંજરની રચના દ્વારા

• બહુવિધ બોન્ડની સ્થિતિ દ્વારા અને
  કાર્યાત્મક જૂથો

• કાર્યાત્મક જૂથોના પ્રકાર દ્વારા

હાલમાં, 10 મિલિયનથી વધુ કાર્બનિક સંયોજનો જાણીતા છે. આટલી મોટી સંખ્યામાં સંયોજનોને કડક વર્ગીકરણ અને સમાન આંતરરાષ્ટ્રીય નામકરણ નિયમોની જરૂર છે. વિવિધ ડેટાબેઝ બનાવવા માટે કોમ્પ્યુટર ટેકનોલોજીના ઉપયોગના સંદર્ભમાં આ મુદ્દાને વિશેષ ધ્યાન આપવામાં આવે છે.

1.1. વર્ગીકરણ

કાર્બનિક સંયોજનોની રચના માળખાકીય સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીને વર્ણવવામાં આવે છે.

માળખાકીય સૂત્ર એ રાસાયણિક પ્રતીકોનો ઉપયોગ કરીને પરમાણુમાં અણુઓના બંધન ક્રમનું નિરૂપણ છે.

ની ઘટના આઇસોમેરિઝમએટલે કે, સમાન રચનાના સંયોજનોનું અસ્તિત્વ, પરંતુ વિવિધ રાસાયણિક બંધારણ, કહેવાય છે માળખાકીયઆઇસોમર્સ (આઇસોમર્સ ઇમારતો).મોટાભાગના અકાર્બનિક સંયોજનોની સૌથી મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતા છે સંયોજનમોલેક્યુલર ફોર્મ્યુલા દ્વારા વ્યક્ત, દા.ત. હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ HC1, સલ્ફ્યુરિક એસિડ H 2 SO 4. કાર્બનિક સંયોજનો, રચના અને અનુક્રમે, પરમાણુ સૂત્રઅસ્પષ્ટ લાક્ષણિકતાઓ નથી, કારણ કે ઘણા વાસ્તવમાં અસ્તિત્વમાં રહેલા સંયોજનો સમાન રચનાને અનુરૂપ હોઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સમાન પરમાણુ સૂત્ર C ધરાવતા માળખાકીય આઇસોમર્સ બ્યુટેન અને આઇસોબ્યુટેન 4 N 10, અણુઓના બંધનના ક્રમમાં ભિન્ન છે અને વિવિધ ભૌતિક રાસાયણિક લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે.

પ્રથમ વર્ગીકરણ માપદંડ કાર્બન હાડપિંજર (સ્કીમ 1.1) ની રચનાને ધ્યાનમાં લેતા જૂથોમાં કાર્બનિક સંયોજનોનું વિભાજન છે.

સ્કીમ 1.1.કાર્બન હાડપિંજરની રચના અનુસાર કાર્બનિક સંયોજનોનું વર્ગીકરણ

એસાયક્લિક સંયોજનો કાર્બન અણુઓની ખુલ્લી સાંકળવાળા સંયોજનો છે.

એલિફેટિક (ગ્રીકમાંથી.a લીફર- ચરબી) હાઇડ્રોકાર્બન - એસાયક્લિક સંયોજનોના સૌથી સરળ પ્રતિનિધિઓ - ફક્ત કાર્બન અને હાઇડ્રોજન પરમાણુ ધરાવે છે અને હોઈ શકે છે સંતૃપ્ત(આલ્કેનેસ) અને અસંતૃપ્ત(એલ્કેન્સ, આલ્કેડીનેસ, આલ્કાઇન્સ). તેમના માળખાકીય સૂત્રો ઘણીવાર સંક્ષિપ્ત (સંકુચિત) સ્વરૂપમાં લખવામાં આવે છે, ઉદાહરણમાં બતાવ્યા પ્રમાણે n-પેન્ટેન અને 2,3-ડાયમેથાઈલબ્યુટેન. આ કિસ્સામાં, સિંગલ બોન્ડ્સનું હોદ્દો અવગણવામાં આવે છે, અને સમાન જૂથોને કૌંસમાં મૂકવામાં આવે છે અને આ જૂથોની સંખ્યા સૂચવવામાં આવે છે.

કાર્બન સાંકળ હોઈ શકે છે શાખા વિનાનું(ઉદાહરણ તરીકે, n-પેન્ટેનમાં) અને ડાળીઓવાળું(દા.ત. 2,3-ડાઈમેથાઈલબ્યુટેન અને આઈસોપ્રીનમાં).

ચક્રીય સંયોજનો એ અણુઓની બંધ સાંકળવાળા સંયોજનો છે.

ચક્ર બનાવે છે તે અણુઓની પ્રકૃતિના આધારે, કાર્બોસાયક્લિક અને હેટરોસાયક્લિક સંયોજનો અલગ પડે છે.

કાર્બોસાયકલિક સંયોજનો ચક્રમાં માત્ર કાર્બન અણુઓ ધરાવે છે અને વિભાજિત કરવામાં આવે છે સુગંધિતઅને એલિસાયક્લિક(ચક્રીય બિન-સુગંધિત). ચક્રમાં કાર્બન અણુઓની સંખ્યા અલગ અલગ હોઈ શકે છે.

30 કે તેથી વધુ કાર્બન અણુઓ ધરાવતા મોટા ચક્ર (મેક્રોસાયકલ્સ) જાણીતા છે. ચક્રીય રચનાઓ દર્શાવવા માટે અનુકૂળહાડપિંજરના સૂત્રો,

જેમાં કાર્બન અને હાઇડ્રોજન પરમાણુના ચિહ્નો છોડી દેવામાં આવ્યા છે, પરંતુ અન્ય તત્વો (N, O, S, વગેરે) ના પ્રતીકો દર્શાવવામાં આવ્યા છે. આવા માં

સુગંધિત હાઇડ્રોકાર્બન (એરેન્સ) ના સ્થાપક બેન્ઝીન છે. નેપ્થાલિન, એન્થ્રેસીન અને ફેનેન્થ્રેન એ પોલિસાયક્લિક એરેન્સ છે. તેમાં ફ્યુઝ્ડ બેન્ઝીન રિંગ્સ હોય છે.

હેટરોસાયકલિક સંયોજનો ચક્રમાં, કાર્બન અણુઓ ઉપરાંત, અન્ય તત્વોના એક અથવા વધુ અણુઓ - હેટરોએટોમ્સ (ગ્રીકમાંથી. વિષમ- અન્ય, અન્ય): નાઇટ્રોજન, ઓક્સિજન, સલ્ફર, વગેરે.

કાર્બનિક સંયોજનોની વિશાળ વિવિધતાને સામાન્ય રીતે હાઇડ્રોકાર્બન અથવા તેમના ડેરિવેટિવ્ઝ તરીકે ગણી શકાય, જે હાઇડ્રોકાર્બનની રચનામાં કાર્યાત્મક જૂથોને રજૂ કરીને મેળવવામાં આવે છે.

કાર્યાત્મક જૂથ એ હીટેરોએટમ અથવા બિન-હાઇડ્રોકાર્બન અણુઓનો સમૂહ છે જે નક્કી કરે છે કે સંયોજન ચોક્કસ વર્ગનું છે અને તેના રાસાયણિક ગુણધર્મો માટે જવાબદાર છે.

બીજું, વધુ નોંધપાત્ર વર્ગીકરણ માપદંડ એ કાર્યાત્મક જૂથોની પ્રકૃતિના આધારે વર્ગોમાં કાર્બનિક સંયોજનોનું વિભાજન છે. સામાન્ય સૂત્રો અને સૌથી મહત્વપૂર્ણ વર્ગોના નામ કોષ્ટકમાં આપવામાં આવ્યા છે. 1.1.

એક વિધેયાત્મક જૂથ સાથેના સંયોજનોને મોનોફંક્શનલ (ઉદાહરણ તરીકે, ઇથેનોલ) કહેવામાં આવે છે, જેમાં ઘણા સમાન કાર્યાત્મક જૂથો - બહુવિધ કાર્યાત્મક (ઉદાહરણ તરીકે,

કોષ્ટક 1.1.કાર્બનિક સંયોજનોના સૌથી મહત્વપૂર્ણ વર્ગો

* ડબલ અને ટ્રિપલ બોન્ડને કેટલીકવાર કાર્યાત્મક જૂથો તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

** નામ ક્યારેક વપરાય છે થીઓથર્સતેનો ઉપયોગ ન કરવો જોઈએ

સલ્ફર ધરાવતા એસ્ટરનો સંદર્ભ આપે છે (જુઓ 6.4.2).

ગ્લિસરોલ), વિવિધ કાર્યાત્મક જૂથો સાથે - હેટરોફંક્શનલ (ઉદાહરણ તરીકે, કોલામાઇન).

દરેક વર્ગના સંયોજનો બને છે હોમોલોગસ શ્રેણીએટલે કે, સમાન પ્રકારની રચના સાથે સંબંધિત સંયોજનોનું જૂથ, જેમાંથી દરેક અનુગામી સભ્ય અગાઉના એક કરતાં હોમોલોગસ તફાવત CH દ્વારા અલગ પડે છે. 2 હાઇડ્રોકાર્બન રેડિકલના ભાગ રૂપે. ઉદાહરણ તરીકે, સૌથી નજીકના હોમોલોગ્સ એથેન સી છે 2 H 6 અને પ્રોપેન C z H 8, મિથેનોલ

CH 3 OH અને ઇથેનોલ CH 3 CH 2 OH, પ્રોપેન CH 3 CH 2 COOH અને બ્યુટેન CH 3 સીએચ 2 સીએચ 2 COOH એસિડ. હોમોલોગ સમાન છે રાસાયણિક ગુણધર્મોઅને કુદરતી રીતે બદલાતી ભૌતિક ગુણધર્મો.

1.2. નામકરણ

નામકરણ એ નિયમોની સિસ્ટમ છે જે તમને દરેક વ્યક્તિગત સંયોજનને અસ્પષ્ટ નામ આપવા દે છે. દવા માટે, નામકરણના સામાન્ય નિયમોનું જ્ઞાન ખાસ કરીને મહત્વનું છે મહાન મૂલ્ય, કારણ કે અસંખ્ય દવાઓના નામ તેમના પર આધારિત છે.

તે હાલમાં સામાન્ય રીતે સ્વીકારવામાં આવે છે IUPAC પદ્ધતિસરનું નામકરણ(IUPAC - ઈન્ટરનેશનલ યુનિયન ઓફ પ્યોર એન્ડ એપ્લાઈડ કેમિસ્ટ્રી)*.

જો કે, તેઓ હજુ પણ સાચવેલ છે અને વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે (ખાસ કરીને દવામાં) તુચ્છ(સામાન્ય) અને અર્ધ-તુચ્છ નામો પદાર્થની રચના જાણીતી થઈ તે પહેલાં જ વપરાય છે. આ નામો કુદરતી સ્ત્રોતો અને ઉત્પાદનની પદ્ધતિઓ, ખાસ કરીને નોંધપાત્ર ગુણધર્મો અને એપ્લિકેશનોને પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, લેક્ટોઝ (દૂધની ખાંડ) દૂધમાંથી અલગ કરવામાં આવે છે (લેટમાંથી. લેક્ટમ- દૂધ), પામિટીક એસિડ - પામ તેલમાંથી, પાયરુવિક એસિડ દ્રાક્ષના એસિડના પાયરોલિસિસ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે, ગ્લિસરિન નામ તેના મીઠા સ્વાદને પ્રતિબિંબિત કરે છે (ગ્રીકમાંથી. glykys- મીઠી).

કુદરતી સંયોજનોમાં ખાસ કરીને ઘણીવાર તુચ્છ નામો હોય છે - એમિનો એસિડ, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, આલ્કલોઇડ્સ, સ્ટેરોઇડ્સ. IUPAC નિયમો દ્વારા કેટલાક સ્થાપિત તુચ્છ અને અર્ધ-તુચ્છ નામોના ઉપયોગની મંજૂરી છે. આવા નામોમાં, ઉદાહરણ તરીકે, "ગ્લિસરોલ" અને ઘણા જાણીતા સુગંધિત હાઇડ્રોકાર્બન અને તેમના ડેરિવેટિવ્ઝના નામો શામેલ છે.

* રસાયણશાસ્ત્ર માટે નામકરણના IUPAC નિયમો. ટી. 2. - કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર/ટ્રાન્સ. અંગ્રેજીમાંથી - એમ.: વિનીટી, 1979. - 896 પૃ.; ખલેબનિકોવ એ.એફ., નોવિકોવ એમ.એસ.કાર્બનિક સંયોજનોનું આધુનિક નામકરણ, અથવા કાર્બનિક પદાર્થોને યોગ્ય રીતે કેવી રીતે નામ આપવું. - સેન્ટ પીટર્સબર્ગ: એનપીઓ "પ્રોફેશનલ", 2004. - 431 પૃષ્ઠ.

અવ્યવસ્થિત બેન્ઝીન ડેરિવેટિવ્ઝના તુચ્છ નામોમાં, રિંગમાં અવેજીઓની સંબંધિત સ્થિતિ ઉપસર્ગ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. ઓર્થો- (ઓ-)- નજીકના જૂથો માટે, મેટા- (m-)- એક કાર્બન અણુ દ્વારા અને પેરા- (n-)- સામે. ઉદાહરણ તરીકે:

વ્યવસ્થિત IUPAC નામકરણનો ઉપયોગ કરવા માટે, તમારે નીચેના નામકરણ શબ્દોની સામગ્રી જાણવાની જરૂર છે:

કાર્બનિક આમૂલ;

પેરેંટલ માળખું;

લાક્ષણિકતા જૂથ;

નાયબ;

લોકાંત.

ઓર્ગેનિક રેડિકલ* - પરમાણુનો બાકીનો ભાગ કે જેમાંથી એક અથવા વધુ હાઇડ્રોજન અણુઓ દૂર કરવામાં આવે છે, એક અથવા વધુ વેલેન્સ મુક્ત રહે છે.

એલિફેટિક શ્રેણીના હાઇડ્રોકાર્બન રેડિકલનું સામાન્ય નામ છે - આલ્કિલ(વી સામાન્ય સૂત્રોઆર દ્વારા સૂચિત), સુગંધિત રેડિકલ - એરલ્સ(અર). આલ્કેન્સના પ્રથમ બે પ્રતિનિધિઓ - મિથેન અને ઇથેન - મોનોવેલેન્ટ રેડિકલ્સ મિથાઈલ CH 3 - અને એથિલ CH 3 CH 2 - બનાવે છે. મોનોવેલેન્ટ રેડિકલના નામો સામાન્ય રીતે પ્રત્યયને બદલીને રચાય છે -એન પ્રત્યય -il.

માત્ર એક કાર્બન અણુ (એટલે ​​કે ટર્મિનલ) સાથે બંધાયેલ કાર્બન અણુ કહેવાય છે પ્રાથમિકબે સાથે - ગૌણત્રણ સાથે - તૃતીયચાર સાથે - ચતુર્થાંશ.

* આ શબ્દને "ફ્રી રેડિકલ" શબ્દ સાથે ભેળસેળ ન કરવી જોઈએ, જે અણુ અથવા અણુઓનાં જૂથને જોડી વગરના ઇલેક્ટ્રોન સાથે દર્શાવે છે.

દરેક અનુગામી હોમોલોગ, કાર્બન અણુઓની અસમાનતાને કારણે, ઘણા રેડિકલ બનાવે છે. પ્રોપેનના ટર્મિનલ કાર્બન અણુમાંથી હાઇડ્રોજન અણુને દૂર કરવાથી રેડિકલ ઉત્પન્ન થાય છે. n-પ્રોપીલ (સામાન્ય પ્રોપાઇલ), અને ગૌણ કાર્બન અણુમાંથી - આઇસોપ્રોપીલ રેડિકલ. બ્યુટેન અને આઇસોબ્યુટેન દરેક બે રેડિકલ બનાવે છે. પત્ર n-(જે અવગણવામાં આવી શકે છે) રેડિકલના નામ પહેલાં દર્શાવે છે કે ફ્રી વેલેન્સ અનબ્રાન્ચેડ ચેઇનના અંતે છે. ઉપસર્ગ બીજું- (ગૌણ) એટલે કે મુક્ત સંયોજકતા ગૌણ કાર્બન અણુ અને ઉપસર્ગ પર છે tert- (તૃતીય) - તૃતીય પર.

પેરેંટલ માળખું - રાસાયણિક માળખું જે કહેવાય સંયોજનનો આધાર બનાવે છે. એસાયક્લિક સંયોજનોમાં, પિતૃ માળખું ગણવામાં આવે છે કાર્બન અણુઓની મુખ્ય સાંકળ,કાર્બોસાયકલિક અને હેટરોસાયકલિક સંયોજનોમાં - ચક્ર

લાક્ષણિકતા જૂથ - પેરેન્ટ સ્ટ્રક્ચર સાથે સંકળાયેલ અથવા આંશિક રીતે સમાવિષ્ટ કાર્યાત્મક જૂથ.

ડેપ્યુટી- કોઈપણ અણુ અથવા અણુઓનો સમૂહ જે કાર્બનિક સંયોજનમાં હાઇડ્રોજન અણુને બદલે છે.

લોકાંત(lat માંથી. લોકસ- સ્થાન) એક નંબર અથવા અક્ષર જે અવેજી અથવા બહુવિધ બોન્ડની સ્થિતિ દર્શાવે છે.

બે પ્રકારના નામકરણનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે: અવેજી અને આમૂલ-કાર્યકારી.

1.2.1. અવેજી નામકરણ

અવેજી નામકરણ અનુસાર નામની સામાન્ય રચના ડાયાગ્રામ 1.2 માં રજૂ કરવામાં આવી છે.

સ્કીમ 1.2.અવેજી નામકરણ અનુસાર સંયોજનના નામનું સામાન્ય બાંધકામ

કાર્બનિક સંયોજનનું નામ એ એક જટિલ શબ્દ છે જેમાં મૂળ રચના (મૂળ) અને વિવિધ પ્રકારના અવેજીઓ (ઉપસર્ગ અને પ્રત્યયના સ્વરૂપમાં) ના નામનો સમાવેશ થાય છે, જે તેમની પ્રકૃતિ, સ્થાન અને સંખ્યાને પ્રતિબિંબિત કરે છે. તેથી આ નામકરણનું નામ - અવેજી

અવેજીને બે પ્રકારમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે:

હાઇડ્રોકાર્બન રેડિકલ અને લાક્ષણિક જૂથો, માત્ર ઉપસર્ગ દ્વારા નિયુક્ત (કોષ્ટક 1.2);

અગ્રતાના આધારે ઉપસર્ગ અને પ્રત્યય બંને દ્વારા નિયુક્ત લાક્ષણિક જૂથો (કોષ્ટક 1.3).

અવેજી નામકરણનો ઉપયોગ કરીને કાર્બનિક સંયોજનના નામનું સંકલન કરવા માટે, નીચે આપેલા નિયમોના ક્રમનો ઉપયોગ કરો.

કોષ્ટક 1.2.કેટલાક લાક્ષણિક જૂથો માત્ર ઉપસર્ગ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે

કોષ્ટક 1.3.સૌથી મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતા જૂથોને નિયુક્ત કરવા માટે વપરાતા ઉપસર્ગ અને પ્રત્યય

* રંગમાં ચિહ્નિત થયેલ કાર્બન અણુ પિતૃ બંધારણમાં સમાવવામાં આવેલ છે.

** મોટા ભાગના ફિનોલ્સના નામ તુચ્છ હોય છે.

નિયમ 1. વરિષ્ઠ લાક્ષણિકતા જૂથની પસંદગી. બધા ઉપલબ્ધ અવેજીઓ ઓળખવામાં આવે છે. લાક્ષણિક જૂથોમાં, વરિષ્ઠ જૂથ (જો હાજર હોય તો) વરિષ્ઠતા સ્કેલનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે (કોષ્ટક 1.3 જુઓ).

નિયમ 2. મૂળ રચનાનું નિર્ધારણ. કાર્બન અણુઓની મુખ્ય સાંકળનો ઉપયોગ એસાયક્લિક સંયોજનોમાં પેરેન્ટ સ્ટ્રક્ચર તરીકે થાય છે, અને કાર્બોસાયક્લિક અને હેટરોસાયક્લિક સંયોજનોમાં મુખ્ય ચક્રીય માળખું.

એસાયક્લિક સંયોજનોમાં કાર્બન અણુઓની મુખ્ય સાંકળ નીચે આપેલા માપદંડો અનુસાર પસંદ કરવામાં આવે છે, અને દરેક અનુગામી માપદંડનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે જો અગાઉના એક અસ્પષ્ટ પરિણામ તરફ દોરી ન જાય:

ઉપસર્ગ અને પ્રત્યય બંને દ્વારા સૂચિત લાક્ષણિકતા જૂથોની મહત્તમ સંખ્યા;

બહુવિધ જોડાણોની મહત્તમ સંખ્યા;

કાર્બન અણુઓની મહત્તમ સાંકળ લંબાઈ;

માત્ર ઉપસર્ગ દ્વારા સૂચિત લાક્ષણિકતા જૂથોની મહત્તમ સંખ્યા.

નિયમ 3. પિતૃ રચનાની સંખ્યા. પિતૃ રચનાને ક્રમાંકિત કરવામાં આવે છે જેથી સર્વોચ્ચ લાક્ષણિકતાવાળા જૂથને સૌથી નાનો લોકન્ટ મળે. જો નંબરિંગની પસંદગી અસ્પષ્ટ હોય, તો પછી સૌથી નાના લોકન્ટનો નિયમ લાગુ કરવામાં આવે છે, એટલે કે, તેમને નંબર આપવામાં આવે છે જેથી અવેજીમાં સૌથી નાની સંખ્યાઓ પ્રાપ્ત થાય.

નિયમ 4. વરિષ્ઠ લાક્ષણિકતા જૂથ સાથે પિતૃ રચનાના બ્લોકનું નામ. પિતૃ રચનાના નામે, સંતૃપ્તિની ડિગ્રી પ્રત્યયો દ્વારા પ્રતિબિંબિત થાય છે: -એન સંતૃપ્ત કાર્બન હાડપિંજરના કિસ્સામાં, -en - જો ત્યાં ડબલ છે અને -માં - ટ્રિપલ બોન્ડ. વરિષ્ઠ લાક્ષણિકતા જૂથને દર્શાવતો પ્રત્યય પિતૃ રચનાના નામમાં ઉમેરવામાં આવે છે.

નિયમ 5. અવેજીના નામ (વરિષ્ઠ લાક્ષણિકતા જૂથ સિવાય). તેઓ મૂળાક્ષરોના ક્રમમાં ઉપસર્ગ દ્વારા નિયુક્ત, અવેજીને નામો આપે છે. દરેક અવેજીની સ્થિતિ અને દરેક બહુવિધ બોન્ડ કાર્બન પરમાણુની સંખ્યાને અનુરૂપ સંખ્યાઓ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે કે જેમાં અવેજીકરણ બંધાયેલ છે (એક બહુવિધ બોન્ડ માટે, માત્ર સૌથી ઓછી સંખ્યા સૂચવવામાં આવે છે).

રશિયન પરિભાષામાં, સંખ્યાઓ ઉપસર્ગ પહેલાં અને પ્રત્યય પછી મૂકવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, 2-એમિનોથેનોલ H 2 NCH 2 CH 2 OH, બ્યુટાડીએન-1,3

CH 2 = CH-CH = CH 2, propanol-1 CH 3 CH 2 CH 2 OH.

આ નિયમોને સમજાવવા માટે, નીચે પ્રમાણે સંખ્યાબંધ સંયોજનોના નામો બાંધવાના ઉદાહરણો છે. સામાન્ય યોજના 1.2. દરેક કિસ્સામાં, માળખાકીય સુવિધાઓ અને તેઓ જે રીતે નામમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે તે નોંધવામાં આવે છે.

સ્કીમ 1.3.ફ્લોરોટેન માટે વ્યવસ્થિત નામનું નિર્માણ

2-બ્રોમો-1,1,1-ટ્રાઇફ્લુરો-2-ક્લોરોઇથેન (ઇન્હેલેશનલ એનેસ્થેટિક)

જો એક સંયોજનમાં એક જ કાર્બન અણુ પર ઘણા સમાન અવેજીઓ હોય, તો અનુરૂપ ગુણાકાર ઉપસર્ગ (સ્કીમ 1.3) ના ઉમેરા સાથે, લોકન્ટને અવેજીમાં ઘણી વખત પુનરાવર્તિત કરવામાં આવે છે. અવેજીઓ ગુણાકાર ઉપસર્ગ (માં આ ઉદાહરણમાં - ત્રણ-) મૂળાક્ષરોનો ક્રમ ધ્યાનમાં લેવામાં આવતો નથી. સ્કીમ 1.4.સિટ્રાલ માટે વ્યવસ્થિત નામનું બાંધકામ

પ્રત્યય પછી -અલ, સંયોજન માટે -ઓઈક એસિડ, તમારે લાક્ષણિક જૂથોની સ્થિતિ સૂચવવાની જરૂર નથી, કારણ કે તેઓ હંમેશા સાંકળની શરૂઆતમાં હોય છે (સ્કીમ 1.4). ડબલ બોન્ડ પ્રત્યય દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે -ડાઇને પેરેંટ સ્ટ્રક્ચરના નામે સંબંધિત લોકન્ટ સાથે.

પ્રત્યય ત્રણ લાક્ષણિકતા જૂથો (સ્કીમ 1.5) માંથી સૌથી મોટાને સૂચવે છે; બાકીના અવેજીઓ, બિન-વરિષ્ઠ લાક્ષણિકતાવાળા જૂથો સહિત, ઉપસર્ગ તરીકે મૂળાક્ષરોમાં સૂચિબદ્ધ છે.

સ્કીમ 1.5.પેનિસિલામાઇનના વ્યવસ્થિત નામનું નિર્માણ

સ્કીમ 1.6.oxaloacetic એસિડ માટે વ્યવસ્થિત નામનું નિર્માણ

oxobutanedioic એસિડ (કાર્બોહાઇડ્રેટ ચયાપચયનું ઉત્પાદન)

ઉપસર્ગનો ગુણાકાર di- સંયોજન પહેલાં -ઓઇક એસિડ બે વરિષ્ઠ લાક્ષણિકતા જૂથોની હાજરી સૂચવે છે (સ્કીમ 1.6). સામે Locant ઓક્સો- અવગણવામાં આવ્યું કારણ કે ઓક્સો જૂથની એક અલગ સ્થિતિ સમાન રચનાને અનુરૂપ છે.

સ્કીમ 1.7.મેન્થોલ માટે વ્યવસ્થિત નામનું નિર્માણ

રિંગમાં નંબરિંગ એ કાર્બન પરમાણુ પર આધારિત છે કે જેની સાથે સૌથી વધુ લાક્ષણિકતા જૂથ (OH) સંકળાયેલું છે (સ્કીમ 1.7), એ હકીકત હોવા છતાં કે રિંગમાંના તમામ અવેજીઓનો સૌથી નાનો સમૂહ 1,2,4- હોઈ શકે છે. 1,2,5 ને બદલે - (વિચારણા હેઠળના ઉદાહરણ તરીકે).

સ્કીમ 1.8.પાયરિડોક્સલના વ્યવસ્થિત નામનું નિર્માણ

આઈઅવેજીઓ: HVDROXYMETHYL, HYDROXY, METHYL આઈ

એલ્ડીહાઇડ જૂથ કે જેના કાર્બન અણુ પેરેંટ સ્ટ્રક્ચર (સ્કીમ 1.8) માં સમાવિષ્ટ નથી તે પ્રત્યય દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે. -કાર્બલ-ડિહાઇડ (કોષ્ટક 1.3 જુઓ). ગ્રુપ -સી.એચ 2 OH ને સંયોજન અવેજી તરીકે ગણવામાં આવે છે અને તેને "હાઈડ્રોક્સિમિથાઈલ" કહેવામાં આવે છે, એટલે કે મિથાઈલ, જેમાં હાઈડ્રોજન અણુ બદલામાં હાઈડ્રોક્સિલ જૂથ દ્વારા બદલવામાં આવે છે. સંયોજન અવેજીનાં અન્ય ઉદાહરણો: ડાયમેથાઇલેમિનો- (સીએચ 3) 2 એન-, ઇથોક્સી- (ઇથિલોક્સી માટે ટૂંકું) સી 2 H 5 O-.

1.2.2. આમૂલ કાર્યાત્મક નામકરણ

આમૂલ કાર્યાત્મક નામકરણનો ઉપયોગ અવેજી નામકરણ કરતાં ઓછો વારંવાર થાય છે. તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે કાર્બનિક સંયોજનોના વર્ગો માટે થાય છે જેમ કે આલ્કોહોલ, એમાઇન્સ, ઇથર્સ, સલ્ફાઇડ્સ અને કેટલાક અન્ય.

એક કાર્યાત્મક જૂથ સાથેના સંયોજનો માટે, સામાન્ય નામમાં હાઇડ્રોકાર્બન રેડિકલનું નામ શામેલ છે, અને કાર્યાત્મક જૂથની હાજરી આ પ્રકારના નામકરણ (કોષ્ટક 1.4) માં અપનાવવામાં આવેલા સંયોજનોના અનુરૂપ વર્ગના નામ દ્વારા પરોક્ષ રીતે પ્રતિબિંબિત થાય છે.

કોષ્ટક 1.4.આમૂલ કાર્યાત્મક નામકરણમાં વપરાતા સંયોજન વર્ગોના નામ*

1.2.3. વ્યવસ્થિત નામ દ્વારા માળખું બનાવવું

વ્યવસ્થિત નામ દ્વારા માળખું દર્શાવવું સામાન્ય રીતે સરળ કાર્ય લાગે છે. પ્રથમ, પિતૃ માળખું લખવામાં આવે છે - એક ખુલ્લી સાંકળ અથવા રિંગ, પછી કાર્બન અણુઓને ક્રમાંકિત કરવામાં આવે છે અને અવેજીમાં મૂકવામાં આવે છે. અંતે, હાઇડ્રોજન પરમાણુ એ શરત સાથે ઉમેરવામાં આવે છે કે દરેક કાર્બન અણુ ટેટ્રાવેલેન્ટ છે.

ઉદાહરણ તરીકે, દવા PAS (પેરા-એમિનોસાલિસિલિક એસિડનું સંક્ષેપ, વ્યવસ્થિત નામ - 4-એમિનો-2-હાઇડ્રોક્સિબેંઝોઇક એસિડ) અને સાઇટ્રિક (2-હાઇડ્રોક્સીપ્રોપેન-1,2,3-ટ્રિકાર્બોક્સિલિક) એસિડની રચનાનું નિર્માણ છે. આપેલ.

4-એમિનો-2-હાઈડ્રોક્સીબેન્ઝોઈક એસિડ

પૂર્વજોની રચના એ ઉચ્ચ લાક્ષણિકતાવાળા ચક્રનું તુચ્છ નામ છે

જૂથ (યુએન):

અવેજીની ગોઠવણી એ C-4 અણુ પર એક જૂથ છે અને C-2 અણુ પર OH જૂથ છે:

2-હાઈડ્રોક્સીપ્રોપેન-1,2,3-ટ્રિકાર્બોક્સિલિક એસિડ

મુખ્ય કાર્બન સાંકળ અને નંબરિંગ:

અવેજીની વ્યવસ્થા ત્રણ COOH જૂથો (-ટ્રિકાર્બોક્સિલિક એસિડ) અને C-2 અણુ પર OH જૂથ છે:

હાઇડ્રોજન અણુઓનો ઉમેરો:

એ નોંધવું જોઈએ કે વ્યવસ્થિત નામમાં સાઇટ્રિક એસિડપેરેન્ટ સ્ટ્રક્ચર તરીકે પસંદ કરેલ છે પ્રોપેનઅને લાંબી સાંકળ નહીં - પેન્ટેનકારણ કે પાંચ-કાર્બન શૃંખલામાં તમામ કાર્બોક્સિલ જૂથોના કાર્બન અણુઓનો સમાવેશ કરવો અશક્ય છે.

મુક્ત રેડિકલ એ મોલેક્યુલર પ્રજાતિઓ છે, જે બાહ્ય ભ્રમણકક્ષા પર અજોડ ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે અને ઉચ્ચ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા ધરાવે છે. તેમનો અભ્યાસ EPR (સ્પિન ટ્રેપિંગ ટેકનિક), કેમિલ્યુમિનેસેન્સ અને પ્રતિક્રિયાઓના અવરોધકોનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે, જેમાં ચોક્કસ પ્રકારના રેડિકલ સામેલ હોય છે. આપણા શરીરમાં ઉત્પાદિત મુખ્ય રેડિકલ છે ઓક્સિજન રેડિકલ (સુપરઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ), નાઇટ્રોજન મોનોક્સાઇડ, અસંતૃપ્ત ફેટી એસિડના રેડિકલ, ઓક્સિડેટીવ-ઘટાડાની પ્રતિક્રિયાઓમાં રચાયેલા સેમિક્વિનોન્સ (દા.ત. ubiquinol). અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોની ક્રિયા હેઠળ અને અગાઉ દવાઓ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા કેટલાક પદાર્થો સહિત કેટલાક અકુદરતી સંયોજનો (ઝેનોબાયોટિક્સ) ના ચયાપચય દરમિયાન વિવિધ રેડિકલ પણ રચાય છે.

મુક્ત રેડિકલ શું છે?

આકૃતિ 1. મિથેનોલ પરમાણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક માળખું

આકૃતિ 2.મિથેનોલ રેડિકલનું ઇલેક્ટ્રોનિક માળખું

તે જાણીતું છે કે કાર્બનિક અણુઓમાં (આપણું શરીર બનાવે છે તે સહિત) બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન શેલમાં ઇલેક્ટ્રોન જોડીમાં ગોઠવાય છે: દરેક ભ્રમણકક્ષામાં એક જોડી (ફિગ. 1)

મુક્ત રેડિકલ સામાન્ય પરમાણુઓથી અલગ પડે છે કારણ કે તેમની પાસે બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન શેલ (ફિગ. 2 અને 3) પર અજોડ (સિંગલ) ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.

રેડિકલમાં અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન સામાન્ય રીતે ડોટ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલને HO· તરીકે, હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ રેડિકલને HOO તરીકે, સુપરઓક્સાઇડ રેડિકલને ·OO- અથવા O2·- તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવે છે. નીચે ત્રણ ઇથિલ આલ્કોહોલ રેડિકલના સૂત્રો છે: CH3CH2O·; CH3·CHOH; CH3CH2O

તેથી:
ફ્રી રેડિકલ એ એક કણ છે - એક અણુ અથવા પરમાણુ કે જેના બાહ્ય શેલ પર એક અથવા વધુ અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.

આ રેડિકલને રાસાયણિક રીતે સક્રિય બનાવે છે, કારણ કે રેડિકલ કાં તો ગુમ થયેલ ઇલેક્ટ્રોનને આસપાસના પરમાણુઓથી દૂર લઈ જઈને પુનઃપ્રાપ્ત કરવાનો પ્રયાસ કરે છે અથવા તેને અન્ય પરમાણુઓને આપીને "વધારાના" ઈલેક્ટ્રોનથી છૂટકારો મેળવવા માંગે છે.

ઓક્સિજન પરમાણુ (ડાયોક્સીજન), જે તેના બાહ્ય શેલ પર બે જેટલા અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે, તે પોતાની જાતને એક વિશિષ્ટ સ્થિતિમાં શોધે છે. આમ, ડાયોક્સિજન એ ડાયરેડિકલ છે અને અન્ય રેડિકલની જેમ, તેનું પ્રમાણ વધારે છે પ્રતિક્રિયાશીલતા.

આકૃતિ 3.કેટલાક અણુઓ અને રેડિકલનું ઇલેક્ટ્રોનિક માળખું

એ વાત પર ભાર મૂકવો મહત્વપૂર્ણ છે કે જોડાણ વગરના ઇલેક્ટ્રોન અણુ અથવા પરમાણુના બાહ્ય શેલમાં હોવા જોઈએ. ફ્રી રેડિકલની વિભાવનામાં વેરિયેબલ વેલેન્સના ધાતુના આયનોનો સમાવેશ થતો નથી, જેમાંથી અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન આંતરિક શેલમાં સ્થિત છે. આયર્ન, તાંબુ અથવા મેંગેનીઝ (તેમજ આ ધાતુઓના સંકુલ) જેવી ધાતુઓના રેડિકલ અને આયનો બંને ઇલેક્ટ્રોન પેરામેગ્નેટિક રેઝોનન્સ (ઇપીઆર) સિગ્નલો ઉત્પન્ન કરે છે, આ કણોને એકસાથે ઘણીવાર પેરામેગ્નેટિક કેન્દ્રો કહેવામાં આવે છે.

સ્થિર પરમાણુઓમાંથી રેડિકલની રચના આમ ફ્રી વેલેન્સ ઓર્બિટલમાં નવા ઈલેક્ટ્રોનના દેખાવને કારણે અથવા તેનાથી વિપરીત, ઈલેક્ટ્રોન જોડીમાંથી એક ઈલેક્ટ્રોન દૂર કરવાથી થાય છે. આ પ્રક્રિયાઓ સામાન્ય રીતે એક-ઇલેક્ટ્રોન ઓક્સિડેશન અથવા ઘટાડો પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે થાય છે. આવી પ્રતિક્રિયાઓમાં સામાન્ય રીતે પરમાણુ કે જેમાંથી રેડિક્યુલર બને છે તેની સાથે, વેરિયેબલ વેલેન્સનો મેટલ આયનનો સમાવેશ થાય છે, જે એક ઇલેક્ટ્રોનના દાતા અથવા સ્વીકારનાર તરીકે કામ કરે છે (અને એક જ સમયે બે નહીં, જેમ કે બે કાર્બનિક અણુઓ વચ્ચે અથવા વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાઓમાં થાય છે. એક કાર્બનિક પરમાણુ અને ઓક્સિજન). લાક્ષણિક ઉદાહરણજે પ્રતિક્રિયામાં આમૂલ રચના થાય છે તે ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા છે: હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ડાયવેલેન્ટ આયર્ન આયન સાથે:
Fe2+ ​​+ H2O2 => Fe3+ + OH- + ·OH (હાઈડ્રોક્સિલ રેડિકલ)

ઊંચા તાપમાને અથવા અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગના પ્રભાવ હેઠળ, રાસાયણિક બંધન (હોમોલિટીક ક્લીવેજ) ના ભંગાણના પરિણામે રેડિકલ પણ રચાય છે. સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, આવી પ્રતિક્રિયાઓ વ્યવહારીક રીતે સામાન્ય જીવંત કોષોમાં થતી નથી.

રેડિકલનું નામકરણ

પ્રમાણમાં તાજેતરમાં, અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રના નામકરણ પરના પંચે રેડિકલના નામકરણ માટે મૂળભૂત નિયમો ઘડ્યા છે (જુઓ (કોપ્પેનોલ, 1990 #7)) (કોષ્ટક 1).

કોષ્ટક 1. અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રના નામકરણ પરના કમિશનની ભલામણો અનુસાર કેટલાક રેડિકલ અને પરમાણુઓના નામ (1990).

ચાલો આમાંની કેટલીક ભલામણો જોઈએ. સૌ પ્રથમ, આમૂલ શબ્દ પહેલાં "ફ્રી" લખવાની જરૂર નથી. પ્રશ્નમાં રહેલા કણની આમૂલ પ્રકૃતિ અંત "il" દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. આમ, રેડિકલ RO· અને HO· ને અનુક્રમે "આલ્કોક્સિલ" અને "હાઇડ્રોક્સિલ" નામ આપવામાં આવ્યું છે.

"પેરોક્સાઇડ" અને "હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડ" ના ડેરિવેટિવ્ઝનો દુરુપયોગ ન કરવાની ભલામણ નોંધપાત્ર રીતે નવી ગણી શકાય. ઓક્સિજનના બે અણુઓના જૂથને એકસાથે બંધાયેલ છે જેને "ડાયોક્સાઇડ" કહેવામાં આવે છે. તદનુસાર, રેડિકલ ROO· "આલ્કાઇલ્ડિઓક્સિલ" (કોપ્પેનોલ, 1990 #7) કહેવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે. વૈકલ્પિક નામ “alkylperoxyl” પણ જાળવી શકાય છે, પરંતુ આ વધુ ખરાબ છે (Koppenol, 1990 #7). મોલેક્યુલર ઓક્સિજનને "ડાયોક્સિજન" અને ઓઝોનને "ટ્રાયોક્સિજન" કહેવામાં આવે છે.

અંત "il" સાથેનું નામ ખૂબ અનુકૂળ છે, પરંતુ તે કણનો ચાર્જ શું છે તે વિશે કંઈપણ સૂચવતું નથી. તેથી, જરૂરી કેસોમાં, રેડિકલના વ્યવસ્થિત નામનો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે, જ્યાં જૂથના નામ પછી કૌંસમાં ચાર્જ આપવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, રેડિકલ O2·- નું નામ "ડાયોક્સાઇડ (1-)" છે. આ કાર્યમાં, અમે સુપરસ્ક્રિપ્ટમાં રેડિકલ ફોર્મ્યુલા લખતી વખતે ટૂંકા નામનો ઉપયોગ કરીશું, પ્રથમ એક ટપકું મૂકવામાં આવે છે જે આપેલ અણુમાં જોડાણ વિનાના ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી દર્શાવે છે, અને પછી આયનના ચાર્જનું ચિહ્ન. ઉદાહરણ તરીકે "O2·-". માળખાકીય સૂત્રોમાં, બિંદુ એ અણુ પર બરાબર સ્થિત હોવું જોઈએ જ્યાં અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન સ્થાનીકૃત છે. ઉદાહરણ તરીકે, ડાયોક્સિજનમાં બે અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન છે તેના પર ભાર મૂકવા માટે, તમે તેનું સૂત્ર આ રીતે લખી શકો છો: "O2". કોષ્ટક 1 ભલામણ કરેલ આમૂલ નામોની સૂચિ પ્રદાન કરે છે; ચોરસ કૌંસમાં એવા નામો છે જેનો મુખ્યત્વે આ પુસ્તકમાં ઉપયોગ કરવામાં આવશે.

રેડિકલ્સ આપણા શરીરમાં જોવા મળે છે

પ્રાથમિક રેડિકલ અને પ્રતિક્રિયાશીલ અણુઓ

આપણા શરીરમાં બનેલા તમામ રેડિકલ્સને કુદરતી અને વિદેશીમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. બદલામાં, કુદરતી રેડિકલને પ્રાથમિક, ગૌણ અને તૃતીયમાં વિભાજિત કરી શકાય છે (વ્લાદિમીરોવ, 1998 #8). (આકૃતિ 4 માં આકૃતિ જુઓ).

આકૃતિ 4.આપણા શરીરમાં રચાયેલા મુક્ત રેડિકલનું વર્ગીકરણ

પ્રાથમિક રેડિકલને રેડિકલ કહી શકાય, જેની રચના ચોક્કસ એન્ઝાઇમ સિસ્ટમ્સની ભાગીદારી સાથે કરવામાં આવે છે. સૌપ્રથમ, તેમાં કોએનઝાઇમ Q (આપણે રેડિકલને Q· તરીકે દર્શાવીએ છીએ) અને ફ્લેવોપ્રોટીન જેવા ઇલેક્ટ્રોન કેરિયર્સની પ્રતિક્રિયામાં રચાયેલા રેડિકલ (સેમીક્વિનોન્સ)નો સમાવેશ થાય છે. અન્ય બે રેડિકલ, સુપરઓક્સાઇડ (·OO-) અને નાઇટ્રોજન મોનોક્સાઇડ (·NO), પણ શરીર માટે ફાયદાકારક કાર્યો કરે છે, જેની અનુરૂપ વિભાગોમાં વધુ વિગતવાર ચર્ચા કરવામાં આવશે.

પ્રાથમિક આમૂલમાંથી - સુપરઓક્સાઇડ, તેમજ અન્ય પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે, શરીરમાં ખૂબ જ સક્રિય પરમાણુ સંયોજનો રચાય છે: હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ, હાઇપોક્લોરાઇટ અને લિપિડ હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડ્સ (જુઓ. ફિગ. 5). આવા પરમાણુઓ, રેડિકલ સાથે, અંગ્રેજી સાહિત્યમાં "પ્રતિક્રિયાશીલ જાતિઓ" નામ પ્રાપ્ત કરે છે, જે રશિયન સાહિત્યમાં મોટે ભાગે "સક્રિય સ્વરૂપો" તરીકે અનુવાદિત થાય છે. રેડિકલ અને મોલેક્યુલર પ્રોડક્ટ્સ વચ્ચે તફાવત કરવા માટે, અમે પછીના "પ્રતિક્રિયાશીલ પરમાણુઓ" કહેવાની દરખાસ્ત કરીએ છીએ. આમ, નીચેની પરિભાષા પ્રસ્તાવિત છે:

સક્રિય સ્વરૂપો = મુક્ત રેડિકલ + પ્રતિક્રિયાશીલ અણુઓ

હેલીવેલ પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ, નાઇટ્રોજન અને ક્લોરિન (હેલીવેલ, 1998 #9) શબ્દો સૂચવે છે. ફિગમાં આકૃતિ પરથી જોઈ શકાય છે. 5, પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓમાં સુપરઓક્સાઇડ, હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ, હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ અને સિંગલ ઓક્સિજનનો સમાવેશ થાય છે. નાઈટ્રિક ઓક્સાઇડ અને સુપરઓક્સાઇડ સાથે તેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામ - પેરોક્સિનાઈટ્રેટ - ને નાઈટ્રોજનના સક્રિય સ્વરૂપો કહેવાની દરખાસ્ત છે. ક્લોરિનના સક્રિય સ્વરૂપને હાઇપોક્લોરાઇટ કહી શકાય, જે ક્લોરાઇડ આયન સાથે હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડની પ્રતિક્રિયામાં રચાય છે, જે એન્ઝાઇમ માયલોપેરોક્સિડેઝ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છે.

આકૃતિ 5.ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન અને ક્લોરિનની પ્રતિક્રિયાશીલ પ્રજાતિઓ

હાલમાં ઉભરતી પરિભાષામાં, બહુઅસંતૃપ્ત ફેટી એસિડ્સના રેડિકલ અને હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડ્સ માટે સ્થાન શોધવું જરૂરી છે, જે લિપિડ્સની સાંકળ ઓક્સિડેશનની ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ પ્રતિક્રિયામાં રચાય છે. રાસાયણિક દૃષ્ટિકોણથી, આ એક વિજાતીય જૂથ છે. જ્યારે હાઇડ્રોજન અણુને બહુઅસંતૃપ્ત ફેટી એસિડ પરમાણુમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે, ત્યારે એક આલ્કિડ રેડિકલ રચાય છે, જેમાં જોડી વગરનું ઇલેક્ટ્રોન કાર્બન અણુ પર સ્થાનીકૃત થાય છે. આ "કાર્બનના સક્રિય સ્વરૂપ" જેવું છે. પરંતુ ડાયોક્સીજન (મોલેક્યુલર ઓક્સિજન) સાથે આલ્કિલ રેડિકલની વધુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સાથે, ઓક્સિજન પરમાણુ પર સ્થાનીકૃત અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન સાથે ડાયોક્સાઇડ રેડિકલ રચાય છે. બંધારણમાં, અને આંશિક રીતે ગુણધર્મોમાં, આવા રેડિકલ સુપરઓક્સાઇડ જેવું લાગે છે, અને તેને ઓક્સિજનના સક્રિય સ્વરૂપ તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે, જે કેટલાક લેખકો કરે છે. લિપિડ પેરોક્સિડેશન દરમિયાન રચાયેલા અસંતૃપ્ત ફેટી એસિડના હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડને પણ આ શ્રેણીમાં હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ સાથે સામ્યતા દ્વારા સક્રિય સ્વરૂપો તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. પછી લિપિડ્સના અલ્કોક્સિલ રેડિકલ, હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડ્સના એક-ઇલેક્ટ્રોન ઘટાડા દરમિયાન રચાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, Fe2+ આયનો સાથે, પણ આ શ્રેણીમાં આવે છે; હકીકતમાં, આ હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલના હોમોલોગ્સ છે.

ઉપરોક્ત તમામ હોવા છતાં, અમે લિપિડ્સના ચેઇન ઓક્સિડેશનના તમામ સૂચિબદ્ધ ઉત્પાદનો (અને રીએજન્ટ્સ) ને એક શબ્દ હેઠળ જોડવાનો પ્રસ્તાવ કરીએ છીએ: લિપિડ્સના સક્રિય સ્વરૂપો. જીવવિજ્ઞાની અને ડૉક્ટર માટે, તે હજુ પણ વધુ મહત્વનું છે કે કયા ચોક્કસ અણુમાં જોડાણ વગરનું ઇલેક્ટ્રોન નથી, પરંતુ કયો પરમાણુ રાસાયણિક રીતે આક્રમક બને છે, એટલે કે, ફ્રી રેડિકલ અથવા તેના પ્રતિક્રિયાશીલ પૂર્વગામીની વિશેષતાઓ પ્રાપ્ત કરે છે. તેથી, અમે લિપિડ્સના સક્રિય સ્વરૂપો તરીકે એલ્કિલ, અલ્કોક્સી અને ડાયોક્સાઇડ રેડિકલનો સમાવેશ કરીએ છીએ. તેમજ પોલીઅનસેચ્યુરેટેડ ફેટી એસિડના હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડ્સ અને ફોસ્ફોલિપિડ્સ, ટ્રાઇગ્લિસેરાઇડ્સ અથવા કોલેસ્ટ્રોલની અનુરૂપ સાંકળો (જુઓ ફિગ. 5).

ગૌણ અને તૃતીય રેડિકલ

પ્રતિક્રિયાશીલ પરમાણુઓ: હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ, લિપિડ હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડ્સ, પેરોક્સિનાઇટ્રેટ, પ્રતિક્રિયાઓમાં રચાય છે, જેમાં મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં એક આમૂલ અને ક્યારેક ડાયોક્સિજન હોય છે, જે બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન શેલ પર અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન પણ ધરાવે છે. બદલામાં, આ પરમાણુઓ અને તેમની સાથે હાઈપોક્લોરાઈટ, વેરિયેબલ વેલેન્સીના મેટલ આયનોની હાજરીમાં સહેલાઈથી રેડિકલ બનાવે છે, મુખ્યત્વે દ્વિભાષી આયર્ન આયનો. અમે આવા રેડિકલ્સને ગૌણ કહીશું; આમાં હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ અને લિપિડ રેડિકલનો સમાવેશ થાય છે. ગૌણ રેડિકલ, પ્રાથમિક રાશિઓથી વિપરીત, બિન-એન્જાઈમેટિક પ્રતિક્રિયાઓમાં રચાય છે અને, જ્યાં સુધી હાલમાં જાણીતું છે, શારીરિક રીતે ઉપયોગી કાર્યો કરતા નથી. તેનાથી વિપરીત, તેઓ સેલ્યુલર સ્ટ્રક્ચર્સ અને તેની સાથે વિનાશક અસર કરે છે સારા કારણ સાથેહાનિકારક રેડિકલ કહી શકાય. તે ગૌણ રેડિકલ (અને સામાન્ય રીતે રેડિકલ નહીં) ની રચના છે જે પેથોલોજીકલ પરિસ્થિતિઓના વિકાસ તરફ દોરી જાય છે અને કાર્સિનોજેનેસિસ, એથરોસ્ક્લેરોસિસ, ક્રોનિક સોજા અને ડીજનરેટિવ નર્વસ રોગો (સમીક્ષાઓ જુઓ (ક્રોસ, 1987 #4)(ક્રોસ, 1994 #5) )(ડાર્લી-ઉસ્માર, 1995 #10 (ડાર્લી-ઉસ્માર, 1996 #11)). જો કે, પ્રતિક્રિયાશીલ પરમાણુઓમાં પણ સાયટોટોક્સિક અસર હોય છે, તેમાંથી મુક્ત રેડિકલની રચનાને કારણે જ નહીં, પણ સીધી રીતે પણ, જેમ કે પેરોક્સિનાઇટ્રેટ અને હાઇપોક્લોરાઇટ માટે અને કેટલીક પરિસ્થિતિઓમાં હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ માટે સાબિત થયું છે.

શરીરમાં ગૌણ રેડિકલની નુકસાનકારક અસરો સામે રક્ષણ આપવા માટે, તેનો ઉપયોગ થાય છે મોટું જૂથએન્ટીઑકિસડન્ટ તરીકે ઓળખાતા પદાર્થો, જેમાં મુક્ત રેડિકલના ફાંસો અથવા ઇન્ટરસેપ્ટર્સનો સમાવેશ થાય છે. બાદમાંના ઉદાહરણો આલ્ફા-ટોકોફેરોલ, થાઇરોક્સિન, ઘટાડો ubiquinone (QH2) અને સ્ત્રી સ્ટેરોઇડ હોર્મોન્સ છે. લિપિડ રેડિકલ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને, આ પદાર્થો પોતે એન્ટીઑકિસડન્ટ રેડિકલમાં રૂપાંતરિત થાય છે, જેને તૃતીય રેડિકલ તરીકે ગણી શકાય (ફિગ. 3 જુઓ).

આ રેડિકલ્સ સાથે, જે આપણા શરીરના કોષો અને પેશીઓમાં સતત વિવિધ માત્રામાં રચાય છે, રેડિકલ કે જે આયનાઇઝિંગ રેડિયેશન, અલ્ટ્રાવાયોલેટ ઇરેડિયેશન અથવા તો લેસર લાઇટ જેવા તીવ્ર દૃશ્યમાન પ્રકાશ સાથેના પ્રકાશ જેવા પ્રભાવ હેઠળ દેખાય છે. વિનાશક અસર. આવા રેડિકલને વિદેશી કહી શકાય. આમાં વિદેશી સંયોજનો અને ઝેનોબાયોટિક્સમાંથી બનેલા રેડિકલનો પણ સમાવેશ થાય છે જે શરીરમાં પ્રવેશ કરે છે, જેમાંથી ઘણા આ સંયોજનોના ચયાપચય દરમિયાન રચાયેલા મુક્ત રેડિકલને કારણે ચોક્કસ રીતે ઝેરી અસર કરે છે (ફિગ. 3).

મુક્ત રેડિકલ અને તેઓ જે પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે તેનો અભ્યાસ કેવી રીતે થાય છે?

રેડિકલ સંડોવતા પ્રતિક્રિયાઓનો અભ્યાસ કરવા માટેની મૂળભૂત પદ્ધતિઓ

કોઈ ચોક્કસ પ્રક્રિયામાં મુક્ત રેડિકલની ભાગીદારી, પછી તે ટેસ્ટ ટ્યુબમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા હોય અથવા શરીરમાં પેથોલોજીકલ સ્થિતિનો વિકાસ હોય, પ્રત્યક્ષ અને પરોક્ષ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરી શકાય છે (, પૃષ્ઠ 19-32). મુક્ત રેડિકલનો અભ્યાસ કરવા માટેની "સૌથી સીધી" પદ્ધતિ એ ઇલેક્ટ્રોન પેરામેગ્નેટિક રેઝોનન્સ (ઇપીઆર) પદ્ધતિ છે. EPR સિગ્નલો (સ્પેક્ટ્રા) ની હાજરી, કંપનવિસ્તાર અને આકાર દ્વારા, વ્યક્તિ નમૂનામાં જોડાણ વગરના ઇલેક્ટ્રોનના અસ્તિત્વનો નિર્ણય કરી શકે છે, તેમની સાંદ્રતા નક્કી કરી શકે છે અને કેટલીકવાર આ અજોડ ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતા રેડિકલનું રાસાયણિક માળખું શું છે તે શોધી શકે છે. રેડિકલનો અભ્યાસ કરવા માટેની સીધી પદ્ધતિઓમાં કેમિલ્યુમિનેસેન્સ (CL) પદ્ધતિનો પણ સમાવેશ થાય છે. જ્યારે રેડિકલ એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે ઘણી બધી ઊર્જા મુક્ત થાય છે, જે કેટલાક કિસ્સાઓમાં ફોટોન (પ્રકાશ ક્વોન્ટા) ના સ્વરૂપમાં ઉત્સર્જિત થાય છે. આવા લ્યુમિનેસેન્સ (CL) ની તીવ્રતા એ પ્રતિક્રિયાના દરના પ્રમાણસર છે જેમાં રેડિકલ ભાગ લે છે અને પરિણામે, તેમની સાંદ્રતામાં.

પ્રતિક્રિયાઓનો અભ્યાસ કરવાની મુખ્ય પરોક્ષ પદ્ધતિઓ જેમાં રેડિકલ ભાગ લે છે તે અંતિમ પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોની સાંદ્રતા તેમજ અવરોધકોનો ઉપયોગ નક્કી કરે છે. ચાલો આ પદ્ધતિઓ પર નજીકથી નજર કરીએ.

અવરોધક પરીક્ષા

રેડિકલ અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે અને પરંપરાગત પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને તેનો અભ્યાસ કરી શકાય છે. રાસાયણિક પદ્ધતિઓઅશક્ય: ક્રોમેટોગ્રાફી અથવા સેન્ટ્રીફ્યુગેશન જેવી પ્રમાણભૂત પ્રક્રિયાઓ સંપૂર્ણપણે નકામી છે. બાયોકેમિકલ પૃથ્થકરણો શક્ય બનાવે છે, જો કે, પ્રતિક્રિયાઓના અંતિમ ઉત્પાદનો કે જેમાં રેડિકલ્સ ભાગ લેવાના છે તે નક્કી કરવાનું શક્ય બનાવે છે, પરંતુ પ્રશ્ન હંમેશા રહે છે કે શું રેડિકલ ખરેખર પ્રક્રિયામાં ભાગ લીધો હતો અને કયા. આવા પ્રશ્નોના નિરાકરણમાં કહેવાતા અવરોધક વિશ્લેષણ મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.

ઉત્કૃષ્ટ ઉદાહરણ એન્ઝાઇમ સુપરઓક્સાઇડ ડિસમ્યુટેઝ (એસઓડી) નો ઉપયોગ છે. આ એન્ઝાઇમ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ અને મોલેક્યુલર ઓક્સિજન બનાવવા માટે બે સુપરઓક્સાઇડ રેડિકલની પ્રતિક્રિયા (વિઘટન)ને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. જો SOD નો ઉમેરો અભ્યાસ હેઠળની પ્રક્રિયાને અવરોધે છે, તો તેનો અર્થ એ છે કે સુપરઓક્સાઇડ રેડિકલ તેની ઘટના માટે જરૂરી છે અને તે નક્કી કરવાનું બાકી છે કે આ રેડિકલ કઈ પ્રતિક્રિયામાં સામેલ છે.

તે અતિશયોક્તિ વિના કહી શકાય આધુનિક પ્રગતિઆપણા કોષો, અવયવો અને પેશીઓના જીવન અને મૃત્યુમાં મુક્ત રેડિકલની ભૂમિકાનો અભ્યાસ કરવા માટે એન્ઝાઇમ સુપરઓક્સાઇડ ડિસમ્યુટેઝ (એસઓડી) ની શોધ માટે ઘણું ઋણી છે, જે લગભગ એક સદી પહેલા આઇ. ફ્રિડોવિચ અને મેકકોર્ડ દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું. આ એન્ઝાઇમ, જેમ કે પહેલેથી જ ઉલ્લેખ કર્યો છે, પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે:
.OO- + .OO- + 2H+ => O2 + H2O

અન્ય એન્ઝાઇમની હાજરીમાં, કેટાલેઝ, હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ ઓક્સિજન અને પાણી બનાવવા માટે વિઘટિત થાય છે: H2O2 => O2 + H2O

SOD ની શોધે બાયોકેમિસ્ટ્સના મગજમાં ક્રાંતિ લાવી: કારણ કે ત્યાં એક એન્ઝાઇમ છે જે મુક્ત રેડિકલને દૂર કરે છે, ખાસ કરીને જીવંત કોષો દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે (અને તે બહાર આવ્યું છે, જીવંત પ્રકૃતિમાં અત્યંત વ્યાપક છે), તે સ્પષ્ટ છે કે રેડિકલ પોતે પ્રકૃતિમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને કેટલાક કારણોસર તેઓ જરૂરી છે કાઢી નાખવા જોઈએ. આ પહેલાં, થોડા બાયોકેમિસ્ટ્સને સમજાયું કે માત્ર "વાસ્તવિક" અણુઓ જ નહીં, પણ મુક્ત રેડિકલ પણ જીવંત જીવોના ચયાપચયમાં ભાગ લે છે. પછી એસઓડી અને કેટાલેઝનો વ્યાપકપણે તમામ અભ્યાસોમાં ઉપયોગ થવા લાગ્યો જે ચોક્કસ પ્રક્રિયામાં સુપરઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડની ભૂમિકાનો અભ્યાસ કરે છે, પછી તે વ્યક્તિગત બાયોકેમિકલ પ્રતિક્રિયા હોય અથવા પ્રયોગશાળા પ્રાણીઓ અથવા મનુષ્યોમાં રોગનો વિકાસ હોય. જો, ઉદાહરણ તરીકે, એસઓડીનો ઉમેરો અભ્યાસ હેઠળની પ્રક્રિયાને તીવ્રપણે અવરોધે છે, તો તેનો અર્થ એ છે કે તેની ઘટના માટે સુપરઓક્સાઇડ રેડિકલ જરૂરી છે અને હવે તે ફક્ત તે શોધવાનું બાકી છે કે જેમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઆ કટ્ટરપંથી સામેલ છે. જો પ્રક્રિયા કેટાલેઝ દ્વારા અટકાવવામાં આવે છે, તો તેનો અર્થ એ છે કે આ એન્ઝાઇમ દ્વારા વિઘટિત હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ સામેલ છે.

સમાન સિદ્ધાંત અન્ય અવરોધકોના ઉપયોગ માટે લાગુ પડે છે. તેથી, લિપિડ રેડિકલની ભૂમિકાને સ્પષ્ટ કરવા માટે, ચરબીમાં દ્રાવ્ય રેડિકલ "ટ્રેપ્સ" નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમાં કેરોટીનોઇડ્સ અને ટોકોફેરોલ્સ (વિટામિન ઇ) નો સમાવેશ થાય છે. આ પદાર્થો, L· અથવા LOO· રેડિકલ સાથે પ્રતિક્રિયા આપતા, ઓક્સિડેશન સાંકળો તોડે છે અને લિપિડ પેરોક્સિડેશનને અટકાવે છે. સ્ટીરોઈડ હોર્મોન્સ અને થાઈરોક્સિન સમાન ગુણધર્મ ધરાવે છે. આ પદાર્થોની એન્ટીઑકિસડન્ટ અસર કેમિલ્યુમિનેસિસના ગતિશાસ્ત્ર પર તેમની અસરમાં પણ પ્રગટ થાય છે (જુઓ, ઉદાહરણ તરીકે, ફિગ. 3, બી). કૃત્રિમ રેડિકલ સ્કેવેન્જર, ડી-ટેર્ટ-બ્યુટીલહાઇડ્રોક્સિટોલ્યુએન (આયનોલ), પણ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

અન્ય આમૂલ ફાંસો ચોક્કસ નથી, પરંતુ કેટલીકવાર તેનો ઉપયોગ પણ થાય છે. આમ, પાણીમાં દ્રાવ્ય રેડિકલ અસરકારક રીતે એસ્કોર્બિક અથવા યુરિક એસિડ દ્વારા "રોકવામાં" આવે છે. હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ (HO·), મેનિટોલ અથવા બેન્ઝોઇક એસિડ અને કેટલીકવાર ઇથેનોલનો ઉપયોગ "સ્કેવેન્જ" કરવા માટે થાય છે. લિપિડની સાંકળ ઓક્સિડેશનની પ્રતિક્રિયાઓની કોઈપણ પ્રક્રિયામાં ભાગીદારી નક્કી કરવા માટે (નીચે જુઓ), લિપિડ રેડિકલના ચરબી-દ્રાવ્ય "ફાંસો" નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે ઓક્સિડેશન સાંકળ તરફ દોરી જાય છે. આ ટ્રેપ્સમાં ટોકોફેરોલ (વિટામિન E) અને કેટલાક કૃત્રિમ સંયોજનો, જેમ કે ટર્ટ-બ્યુટિલેટેડ હાઇડ્રોક્સીટોલ્યુએન (આયનોલ)નો સમાવેશ થાય છે. પાણીમાં દ્રાવ્ય રેડિકલ અસરકારક રીતે એસ્કોર્બિક અથવા યુરિક એસિડ દ્વારા "રોકવામાં" આવે છે. મન્નિટોલ અથવા બેન્ઝોઇક એસિડ, અને કેટલીકવાર ઇથેનોલનો ઉપયોગ હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ (HO·)ને "સ્કેવેન્જ" કરવા માટે થાય છે. તેમ છતાં, એવું કહેવું જ જોઇએ કે ફાંસો હંમેશા ચોક્કસ હોતી નથી: તેમાંના ઘણા ફક્ત રેડિકલ સાથે જ નહીં, પણ એકદમ સક્રિય પરમાણુઓ સાથે પણ પ્રતિક્રિયા આપે છે.

ઇલેક્ટ્રોન પેરામેગ્નેટિક રેઝોનન્સ પદ્ધતિ

તેમ છતાં મુક્ત આમૂલ પ્રતિક્રિયાઓના પરમાણુ ઉત્પાદનોના અભ્યાસ અને અવરોધક વિશ્લેષણ પર આધારિત અભ્યાસના ફાયદા શંકાની બહાર છે, અભ્યાસ હેઠળની પ્રક્રિયા દરમિયાન મુક્ત આમૂલ પ્રતિક્રિયાઓની સીધી તપાસ અને તેમની સાંદ્રતામાં થતા ફેરફારોના સીધા અભ્યાસની શક્યતાને અવગણવી જોઈએ નહીં. . આજે, રેડિકલ શોધવા માટે બે સીધી પદ્ધતિઓ છે: ઇલેક્ટ્રોન પેરામેગ્નેટિક રેઝોનન્સ (ઇપીઆર) અને કેમિલ્યુમિનેસેન્સ (સીએલ).

આકૃતિ 6. જીવંત કોષોમાં રચાયેલા કેટલાક રેડિકલના EPR સંકેતો.

આકૃતિ 7. ફ્લો સેલમાં રેડિકલનું માપન

ESR પદ્ધતિ સેમિક્વિનોન રેડિકલનો તદ્દન વિશ્વસનીય રીતે અભ્યાસ કરવાનું શક્ય બનાવે છે, ખાસ કરીને, યુબિક્વિનોલ અને ટોકોફેરોલ રેડિકલ (ફિગ. 6 માં સ્પેક્ટ્રા જુઓ). પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ અને લિપિડ્સના રેડિકલ સામાન્ય રીતે સીધી રીતે જોવા મળતા નથી. માત્ર બે ઉકેલોને તેમના સતત પ્રવાહ સાથે ઝડપી મિશ્રણ કરવાની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને (જુઓ. ફિગ. 7), Ce4+ અને Fe2+ આયનો દ્વારા લિનોલીક એસિડ હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડના વિઘટન દરમિયાન રચાયેલા લિપિડ રેડિકલના EPR સિગ્નલોનું અવલોકન કરવું શક્ય હતું, જો કે તે નબળા હતા. રીએજન્ટના પ્રચંડ વપરાશ છતાં (ઓસિપોવ, 1980 #594). EPR દ્વારા જૈવિક પ્રણાલીઓમાં પ્રત્યક્ષ રીતે ઓક્સિજન અથવા લિપિડ રેડિકલ શોધવાનો પ્રયાસ નિષ્ફળ ગયો છે કારણ કે મોટાભાગના રેડિકલની સ્થિર-સ્થિતિ સાંદ્રતા, જેમ કે ઓક્સિજન અથવા લિપિડ રેડિકલ, જૈવિક પ્રણાલીઓમાં ખૂબ ઓછી છે. જોકે, સ્પિન ટ્રેપ પદ્ધતિના વિકાસ પછી સફળતા મળી.

સ્પિન ફાંસો

EPR પદ્ધતિના તમામ ફાયદાઓ હોવા છતાં, તેની સંવેદનશીલતા ઘણીવાર મુક્ત રેડિકલને શોધવા માટે અપૂરતી હોય છે, જે દરમિયાન, અભ્યાસ હેઠળના નમૂનામાં જ રચના થતી નથી, પરંતુ તેમાં થતી મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓમાં પણ ભાગ લે છે. આખી સમસ્યા રેડિકલની ઉચ્ચ રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ છે. જૈવિક પ્રણાલીઓમાં, પટલમાં ઓક્સિજન રેડિકલ અથવા લિપિડ રેડિકલના નિર્માણનો દર એટલો ઊંચો નથી, પરંતુ આ રેડિકલના અદ્રશ્ય થવાના દરો ખૂબ ઊંચા છે; તેથી, કોઈપણ સમયે રેડિકલની સાંદ્રતા (કહેવાતા સ્થિર સાંદ્રતા) ઘણીવાર એટલી ઓછી હોય છે કે તે EPR દ્વારા શોધી શકાતી નથી. રેડિકલ જેટલું વધુ સક્રિય, તેની સ્થિર સાંદ્રતા ઓછી અને EPR દ્વારા તે "જોવા"ની શક્યતા ઓછી છે. બહાર નીકળવાનો રસ્તો એ છે કે સક્રિય રેડિકલ નિષ્ક્રિય, સ્થિરમાં રૂપાંતરિત થાય છે, જે EPR નો ઉપયોગ કરીને શોધી કાઢવામાં આવે છે. આ હેતુ માટે, અભ્યાસ કરવામાં આવતા નમૂનામાં સ્પિન ટ્રેપ તરીકે ઓળખાતા વિશેષ પદાર્થો ઉમેરવામાં આવે છે (ઉદાહરણ તરીકે, સેલ સસ્પેન્શન, ટીશ્યુ હોમોજેનેટ અથવા સોલ્યુશન જ્યાં મુક્ત રેડિકલને સમાવિષ્ટ પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે) (જોકે તેઓ "પકડતા" છે, અલબત્ત, સ્પિન નથી, પરંતુ રેડિકલ). ઉદાહરણ તરીકે, HO સાથે હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલને "સ્કેવેન્જ" કરવા. ફેનીલબ્યુટીલનિટ્રોન (PBN) નો ઉપયોગ થાય છે.

આકૃતિ 8.ફેનિલબ્યુટિલનિટ્રોન (PBN)

જ્યારે ટ્રેપ રેડિકલ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે રેડિકલ એક નવા, સ્થિર રેડિકલ બનાવવા માટે જાળમાં જોડાય છે, જેને "સ્પિન એડક્ટ" કહેવાય છે (માંથી અંગ્રેજી શબ્દઉમેરો - ઉમેરો, ઉમેરો). વિવિધ રેડિકલના સ્પિન એડક્ટ્સના EPR સિગ્નલો આકારમાં સહેજ અલગ હોય છે. આ અભ્યાસ હેઠળની સિસ્ટમમાં રચાયેલા રેડિકલને ઓળખવાનું શક્ય બનાવે છે. આકૃતિ 8, ડાબી બાજુએ, OH રેડિકલ સાથે PBN ના સ્પિન એડક્ટનું EPR સિગ્નલ બતાવે છે, જે ડાયવેલેન્ટ આયર્ન આયનો દ્વારા હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડના વિઘટન દરમિયાન રચાય છે, અને જમણી બાજુએ, હાજરીમાં રચાયેલ સમાન વ્યસનનું EPR સિગ્નલ દર્શાવે છે. ડાયવેલેન્ટ આયર્ન આયનો સાથે હાઇપોક્લોરાઇટની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દરમિયાન PBN.

આકૃતિ 9. PBN ટ્રેપ દ્વારા હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલને પકડવાના પરિણામે રચાયેલા સ્પિન એડક્ટ્સના EPR સંકેતો.

અન્ય રેડિકલ (કહો, સુપરઓક્સાઇડ) ને ફસાવવા માટે, અન્ય ફાંસોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. કારણ કે સ્પિન ટ્રેપ મુક્ત રેડિકલને "ઇન્ટરસેપ્ટ" કરે છે, તે આ રેડિકલ દ્વારા થતી પ્રક્રિયાને ધીમી (અવરોધ) કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, તે રેડિકલ દ્વારા જીવંત કોષોને નુકસાન ઘટાડે છે. HE આમ, સ્પિન ટ્રેપનો ઉપયોગ બે હેતુઓ માટે થાય છે: કયા રેડિકલની રચના થાય છે અને કોષમાં કઈ પ્રક્રિયાઓ થાય છે તે શોધવા માટે.

કેમિલ્યુમિનેસેન્સ પદ્ધતિ

TO અસરકારક પદ્ધતિઓરેડિકલને સંડોવતા પ્રતિક્રિયાઓનો અભ્યાસ કેમિલ્યુમિનેસેન્સ (CL) ની પદ્ધતિને આભારી હોઈ શકે છે. તે હકીકત પર આધારિત છે કે જ્યારે રેડિકલ એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે ઘણી બધી ઊર્જા મુક્ત થાય છે, જે ફોટોન (પ્રકાશ ક્વોન્ટા) ના સ્વરૂપમાં ઉત્સર્જિત થઈ શકે છે. આવા લ્યુમિનેસેન્સ (CL) ની તીવ્રતા એ પ્રતિક્રિયાના દરના પ્રમાણસર છે જેમાં રેડિકલ ભાગ લે છે અને તેથી, અભ્યાસ હેઠળની પ્રક્રિયા દરમિયાન તેમની સાંદ્રતામાં ફેરફાર દર્શાવે છે. "જૈવિક પ્રણાલીઓમાં આંતરિક રસાયણશાસ્ત્ર ("અતિ-નબળા ગ્લો") વ્યાખ્યાનમાં આની વધુ વિગતવાર ચર્ચા કરવામાં આવશે.

પ્રતિક્રિયા ગતિશાસ્ત્રનો અભ્યાસ

મુક્ત રેડિકલ સાથે સંકળાયેલી પ્રતિક્રિયાઓ, ખાસ કરીને સાંકળ ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓ, અત્યંત જટિલ હોય છે અને ક્રમિક તબક્કાઓમાંથી પસાર થાય છે. સાંકળ પ્રતિક્રિયાઓની પદ્ધતિના અભ્યાસમાં, પ્રક્રિયાઓના ગતિશાસ્ત્રના અભ્યાસ દ્વારા મુખ્ય ભૂમિકા ભજવવામાં આવી હતી; આ કિસ્સામાં, કેમિલ્યુમિનેસેન્સ ગતિશાસ્ત્રનું માપન વ્યક્તિને રેડિકલની સાંદ્રતામાં સમય જતાં ફેરફારને સીધી રીતે જોવાની મંજૂરી આપે છે, ઉદાહરણ તરીકે, લિપિડ રેડિકલ. કેમિલ્યુમિનેસિસના સમાંતર માપન, ફેરસ આયનોનું ઓક્સિડેશન અને મિટોકોન્ડ્રિયા અને ફોસ્ફોલિપિડ વેસિકલ્સ (લિપોસોમ્સ) ના સસ્પેન્શનમાં પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોના સંચયથી લિપિડ્સની મુક્ત રેડિકલ ચેઇન ઓક્સિડેશનની મુખ્ય પ્રતિક્રિયાઓના દર સ્થિરાંકોને પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરવાનું શક્ય બન્યું, જેમ કે ચર્ચા કરવામાં આવશે. વધુ વિગત પછી.

રસાયણશાસ્ત્રમાં રેડિકલ્સ એ અણુ કણો છે જે સંયોજનો વચ્ચેના સંક્રમણ સાથે સંકળાયેલા ચોક્કસ લક્ષણો ધરાવે છે. આ લેખમાં આપણે રેડિકલના પ્રતિનિધિઓ, તેમની વ્યાખ્યા અને લાક્ષણિકતાઓથી પરિચિત થઈશું અને તેમની પ્રજાતિની વિવિધતા પર પણ ધ્યાન આપીશું.

પરિચય

રસાયણશાસ્ત્રમાં આમૂલ એ એક અણુ અથવા તેનું જૂથ છે જે સંયોજનના એક સંયોજનથી બીજામાં ફેરફાર કર્યા વિના, ખસેડવામાં સક્ષમ છે. સમાન વ્યાખ્યાનો ઉપયોગ એ.એલ. લેવોઇસિયર દ્વારા કરવામાં આવ્યો હતો, જેણે તેને બનાવ્યું હતું.

લેવોઇસિયરના જણાવ્યા મુજબ, એવું માનવામાં આવતું હતું કે દરેક એસિડ બે સરળ અને અવિભાજ્ય પદાર્થો - ઓક્સિજન અને એસિડ રેડિકલ દ્વારા રચાય છે. આ મત મુજબ, એવું માનવામાં આવતું હતું સલ્ફ્યુરિક એસિડઓક્સિજન અને સલ્ફર દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. જો કે, તે સમયે એસિડ એનહાઇડ્રાઇડ અને એસિડ વચ્ચેનો તફાવત હજુ સુધી જાણી શકાયો ન હતો.

એક સિદ્ધાંત બનાવી રહ્યા છે

રસાયણશાસ્ત્રમાં રેડિકલનો સિદ્ધાંત 19મી સદીના પહેલા ભાગમાં રસાયણશાસ્ત્રમાં અગ્રણી સિદ્ધાંતોમાંનો એક હતો. તે A.L. Lavoisier ના રાસાયણિક વિજ્ઞાનમાં ઓક્સિજન પરમાણુના મહત્વ અને રાસાયણિક રચનાના દ્વિવાદી સ્વરૂપના વિચાર પર આધારિત છે. જોડાણો તેમણે, પરિભાષા એકમ તરીકે "આમૂલ" નો ઉપયોગ કરીને, તેમના વિચારો વ્યક્ત કર્યા. તેઓ કાર્બનિક અને અકાર્બનિક એસિડના માળખાકીય લક્ષણોને અસર કરે છે. બાદમાં, તેમના મતે, ઓક્સિજન અને સરળ રેડિકલ (1 લી તત્વમાંથી) માંથી બનાવવામાં આવ્યા હતા. ઓર્ગેનિક એસિડ એ O 2 અને જટિલ રેડિકલ (કમ્પાઉન્ડ C અને H) ની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા સંયુક્ત પદાર્થો છે.

સાયનોજેનની શોધ અને ચોક્કસ સાયનાઇડ્સ અને ક્લોરાઇડ્સ વચ્ચેની સામ્યતા પછી, જટિલ રેડિકલની સમજમાં સુધારો થયો અને મજબૂત થયો. તેઓને અણુઓ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવાનું શરૂ કર્યું જે 1 લી સંયોજનથી 2 જી સુધીના સંક્રમણની પ્રક્રિયા દરમિયાન બદલાતા નથી. I. Barzelitsusએ તેમના અધિકૃત અભિપ્રાય સાથે આ મતને સમર્થન આપ્યું હતું. એક વધુ મહત્વપૂર્ણ પગલુંઆ પદાર્થોને સમજવાના માર્ગ પર, વાઇન આલ્કોહોલ અને ઇથરને "ઇથરિન" હાઇડ્રેટ તરીકે ધ્યાનમાં લેવાનો પ્રસ્તાવ હતો. જે. ડુમસ અને પી. બુલે દ્વારા સમાન દૃષ્ટિકોણ સ્વીકારવામાં આવ્યો હતો.

રસાયણશાસ્ત્રમાં રેડિકલ એવા પદાર્થો છે જે સંક્રમણ દરમિયાન ફેરફારોમાંથી પસાર થતા નથી. 1840-50 ના દાયકામાં તેમના વર્ણન માટે જે સિદ્ધાંત બનાવવામાં આવ્યો હતો તેને પ્રકારોના સિદ્ધાંત દ્વારા ધીમે ધીમે બદલવાની શરૂઆત થઈ. પરિવર્તન નોંધપાત્ર સંખ્યામાં પરિબળોની હાજરી સાથે સંકળાયેલું હતું જે ટીઆર દ્વારા અસંગત રીતે વર્ણવવામાં આવ્યું હતું.

સજીવ અને રેડિકલ

શરીરમાં મુક્ત રેડિકલ એ ઇલેક્ટ્રોનના બાહ્ય શેલ પર સ્થિત એક અથવા વધુ અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન સાથેના કણો છે. બીજી વ્યાખ્યા સ્વતંત્ર અસ્તિત્વ જાળવવા સક્ષમ પરમાણુ અથવા અણુ તરીકે મુક્ત રેડિકલનું વર્ણન કરે છે. તેમાં થોડી સ્થિરતા અને 1 - 2 ઈલેક્ટ્રોન (e -) અજોડ સ્થિતિમાં છે. કણો e - એક જ સ્વરૂપમાં પરમાણુ અથવા અણુના ભ્રમણકક્ષા પર કબજો કરે છે. રેડિકલ પેરામેગ્નેટિક ગુણધર્મોની હાજરી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જે ચુંબકીય ક્ષેત્રો સાથે ઇલેક્ટ્રોનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. એવા કિસ્સાઓ છે જેમાં e - ની હાજરી બિનજોડાણ સ્વરૂપમાં પ્રતિક્રિયાશીલતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.

મુક્ત રેડિકલના ઉદાહરણો ઓક્સિજન પરમાણુઓ (O 2), વિવિધ સંયોજકોના નાઈટ્રિક ઓક્સાઇડ (NO અને NO 2) અને ક્લોરિન ડાયોક્સાઇડ (ClO 2) છે.

ઓર્ગેનિક

ઓર્ગેનિક રેડિકલ એ આયનીય કણો છે જે જોડી વગરના ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી અને ચાર્જ બંને દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. મોટેભાગે, કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રની પ્રતિક્રિયાઓમાં, એક-ઇલેક્ટ્રોન સ્થાનાંતરણને કારણે આમૂલ આયનો બનાવવામાં આવે છે.

જો ઓક્સિડેશન એક-ઇલેક્ટ્રોન સ્વરૂપમાં થાય છે અને ઇલેક્ટ્રોનની ઘનતાના વધારા સાથે તટસ્થ પરમાણુ પર લાગુ કરવામાં આવે છે, તો તે આમૂલ કેશનની રચના તરફ દોરી જશે. વિપરીત પ્રક્રિયા, જે દરમિયાન તટસ્થ પરમાણુમાં ઘટાડો થાય છે, તે આમૂલ આયનોની રચના તરફ દોરી જાય છે.

પોલિન્યુક્લિયર જૂથમાંથી અસંખ્ય સુગંધિત હાઇડ્રોકાર્બન સ્વતંત્ર રીતે બંને પ્રકારના રેડિકલ આયનો (કાર્બનિક) બનાવી શકે છે.

રસાયણશાસ્ત્રમાં મુક્ત રેડિકલ તેમની રચના અને ગુણધર્મો બંનેમાં અત્યંત વૈવિધ્યપુર્ણ પદાર્થો છે. તેઓ એકત્રીકરણના વિવિધ રાજ્યોમાં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, પ્રવાહી અથવા ગેસ. તેમની આયુષ્ય અથવા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા જે અનપેયર્ડ રહે છે તે પણ અલગ હોઈ શકે છે. પરંપરાગત રીતે, દરેક રેડિકલને બેમાંથી એક જૂથમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે: -p- અથવા s-ઇલેક્ટ્રોનિક. તેઓ અનપેયર્ડ e - ના સ્થાનમાં અલગ પડે છે. પ્રથમ કિસ્સામાં, નકારાત્મક કણો મુખ્ય સંખ્યામાં કેસોમાં 2p ભ્રમણકક્ષામાં સ્થાન ધરાવે છે. અનુરૂપ પંક્તિ અણુ ન્યુક્લીતે જ સમયે તે નોડલ ઓર્બિટલ પ્લેનમાં સ્થિત છે. એસ-ગ્રુપ સાથેના સંસ્કરણમાં, ઇલેક્ટ્રોનનું સ્થાનિકીકરણ એવી રીતે થાય છે કે વ્યવહારીક રીતે ઇલેક્ટ્રોનિક ગોઠવણીનું કોઈ ઉલ્લંઘન થતું નથી.

હાઇડ્રોકાર્બન રેડિકલનો ખ્યાલ

હાઇડ્રોકાર્બન રેડિકલ એ એક અણુ જૂથ છે જેણે પરમાણુ કાર્યાત્મક જૂથ સાથે બોન્ડ બનાવ્યું છે. તેમને હાઇડ્રોકાર્બન અવશેષો પણ કહેવામાં આવે છે. મોટેભાગે, રસાયણ દરમિયાન. પ્રતિક્રિયાઓ, રેડિકલ એક સંયોજનમાંથી બીજા સંયોજનમાં સંક્રમણમાંથી પસાર થાય છે અને બદલાતા નથી. જો કે, રાસાયણિક અભ્યાસના આવા પદાર્થોમાં સંખ્યાબંધ કાર્યાત્મક જૂથો હોઈ શકે છે. આને સમજવું વ્યક્તિને કટ્ટરપંથીઓ સાથે અત્યંત સાવધાનીપૂર્વક વર્તન કરવાની ફરજ પાડે છે. આવા સંયોજનોમાં ઘણીવાર એવા પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે જેમાં હાઇડ્રોકાર્બન અવશેષો હોય છે. આમૂલ પોતે એક કાર્યકારી જૂથ હોઈ શકે છે.

આલ્કિલમાં ઘટના

આલ્કાઈલ રેડિકલ એ સંખ્યાબંધ મધ્યવર્તી પદાર્થોમાંથી સંયોજનો છે જે એલ્કેન્સના કણો છે. તેમની પાસે મફત ઇ - એકવચન છે. ઉદાહરણ છે મિથાઈલ (CH 3) અને એથિલ (C 2 H 5). તેમાંથી, ઘણા પ્રકારોને અલગ પાડવામાં આવે છે: પ્રાથમિક (ઉદાહરણ તરીકે, મિથાઈલ - ▪CH 3), ગૌણ (isopropyl - ▪CH(CH 3) 2), તૃતીય (tert-butyl ▪C(CH 3) 3) અને ચતુર્થાંશ (neopentyl) - ▪CH 2 C(CH 3) 3) અલ્કાઈલ રેડિકલનો સમૂહ.

મેથિલિનમાં ઘટના

મેથિલિન રેડિકલ એ કાર્બેનનું સૌથી સરળ સ્વરૂપ છે. તે રંગહીન ગેસના સ્વરૂપમાં રજૂ થાય છે, અને સૂત્ર એલ્કેન્સની શ્રેણીમાંથી હાઇડ્રોકાર્બન જેવું જ છે - CH 2. મિથિલિનના અસ્તિત્વની ધારણા વીસમી સદીના ત્રીસના દાયકામાં આગળ મૂકવામાં આવી હતી, પરંતુ અકાટ્ય પુરાવા ફક્ત 1959 માં જ મળી આવ્યા હતા. આ સ્પેક્ટ્રલ સંશોધન પદ્ધતિને કારણે હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું.

ડાયઝોમેથેન અથવા કેટેન પદાર્થોના ઉપયોગ દ્વારા મિથાઈલીનનું ઉત્પાદન શક્ય બન્યું. તેઓ યુવી કિરણોત્સર્ગના પ્રભાવ હેઠળ વિઘટનને આધિન છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન, મેથિલિન, તેમજ નાઇટ્રોજનના અણુઓ અને કાર્બન મોનોક્સાઇડ બને છે.

રસાયણશાસ્ત્રમાં આમૂલ એક મિથિલિન પરમાણુ પણ છે જેમાં એક કાર્બન અણુ હોય છે જેમાં ડબલ બોન્ડનો અભાવ હોય છે. આ મેથિલિનને એલ્કેન્સથી અલગ પાડે છે, અને તેથી તેને કાર્બેન તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. તે ભારે રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. ઇલેક્ટ્રોનની સ્થિતિ વિવિધ ગુણધર્મો નક્કી કરી શકે છે રાસાયણિક પ્રકૃતિઅને ભૂમિતિ. સિંગલ (e - - જોડી) અને ટ્રિપલેટ (મુક્ત સ્થિતિમાં ઇલેક્ટ્રોન - અનપેયર્ડ) સ્વરૂપો છે. ટ્રિપલેટ ફોર્મ મિથિલિનને ડાયરેડિકલ તરીકે વર્ણવવાની મંજૂરી આપે છે.

હાઇડ્રોફોબિસિટી

હાઇડ્રોફોબિક રેડિકલ એ એક સંયોજન છે જે અન્ય ધ્રુવીય જૂથ ધરાવે છે. આવા અણુઓ અને અણુઓ વિવિધ મધ્યવર્તી બોન્ડ દ્વારા એમિનોઆલ્કિલસલ્ફો જૂથો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે.

બંધારણ અનુસાર, સીધી-સાંકળ અને ડાળીઓવાળું, પેરાફિન (ઓલેફિન) અને પરફ્લોરિનેટેડ રેડિકલને અલગ પાડવામાં આવે છે. હાઇડ્રોફોબિક રેડિકલની હાજરી કેટલાક પદાર્થોને સરળતાથી બાયલેયર લિપિડ મેમ્બ્રેનમાં પ્રવેશવાની અને તેમની રચનામાં એકીકૃત થવા દે છે. આવા પદાર્થો બિન-ધ્રુવીય એમિનો એસિડનો ભાગ છે, જે બાજુની સાંકળના ચોક્કસ ધ્રુવીયતા સૂચકને કારણે પ્રકાશિત થાય છે.

IN આધુનિક રીતએમિનો એસિડનું તર્કસંગત વર્ગીકરણ રેડિકલને તેમની ધ્રુવીયતા અનુસાર અલગ પાડે છે, એટલે કે, શારીરિક pH મૂલ્ય (લગભગ 7.0 pH) ની હાજરીમાં પાણી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાની ક્ષમતા. સમાયેલ રેડિકલના પ્રકાર અનુસાર, એમિનો એસિડના ઘણા વર્ગોને અલગ પાડવામાં આવે છે: બિન-ધ્રુવીય, ધ્રુવીય, સુગંધિત, નકારાત્મક અને હકારાત્મક ચાર્જવાળા જૂથ.

હાઇડ્રોફોબિક ગુણધર્મો ધરાવતા રેડિકલ પેપ્ટાઇડ્સની દ્રાવ્યતામાં સામાન્ય ઘટાડો લાવે છે. હાઇડ્રોફિલિક સાથે એનાલોગ ગુણવત્તા લાક્ષણિકતાઓએમિનો એસિડની આસપાસ હાઇડ્રેશન શેલની રચનાનું કારણ બને છે, અને પેપ્ટાઇડ્સ તેમની સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે વધુ સારી રીતે ઓગળી જાય છે.

તે જાણીતું છે કે કાર્બનિક અણુઓમાં (આપણું શરીર બનાવે છે તે સહિત) બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન શેલમાં ઇલેક્ટ્રોન જોડીમાં ગોઠવાય છે: દરેક ભ્રમણકક્ષામાં એક જોડી ( ચોખા 1). મુક્ત રેડિકલ સામાન્ય પરમાણુઓથી અલગ પડે છે કારણ કે તેમની પાસે તેમના બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન શેલ પર અજોડ (સિંગલ) ઇલેક્ટ્રોન હોય છે ( ચોખા 2અને 3 ).

રેડિકલમાં અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન સામાન્ય રીતે ડોટ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલને HO· તરીકે, હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ રેડિકલને HOO તરીકે, સુપરઓક્સાઇડ રેડિકલને ·OO - અથવા O 2 · - તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવે છે. નીચે ત્રણ ઇથિલ આલ્કોહોલ રેડિકલના સૂત્રો છે:

CH 3 CH 2 O·; CH3CHOH; સીએચ 3 સીએચ 2 ઓ

ફ્રી રેડિકલ એ એક કણ છે - એક અણુ અથવા પરમાણુ - જે ધરાવે છે બાહ્ય શેલ પરએક અથવા વધુ અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન.

આ રેડિકલને રાસાયણિક રીતે સક્રિય બનાવે છે, કારણ કે રેડિકલ કાં તો ગુમ થયેલ ઇલેક્ટ્રોનને આસપાસના પરમાણુઓથી દૂર લઈ જઈને પુનઃપ્રાપ્ત કરવાનો પ્રયાસ કરે છે અથવા તેને અન્ય પરમાણુઓને આપીને "વધારાના" ઈલેક્ટ્રોનથી છૂટકારો મેળવવા માંગે છે.

ઓક્સિજન પરમાણુ (ડાયોક્સીજન), જે તેના બાહ્ય શેલ પર બે જેટલા અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે, તે પોતાની જાતને એક વિશિષ્ટ સ્થિતિમાં શોધે છે. આમ, ડાયોક્સિજન એ ડાયરેડિકલ છે અને, અન્ય રેડિકલ્સની જેમ, અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ છે.

એ વાત પર ભાર મૂકવો મહત્વપૂર્ણ છે કે જોડાણ વગરના ઇલેક્ટ્રોન અણુ અથવા પરમાણુના બાહ્ય શેલમાં હોવા જોઈએ. ફ્રી રેડિકલની વિભાવનામાં વેરિયેબલ વેલેન્સના ધાતુના આયનોનો સમાવેશ થતો નથી, જેમાંથી અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન આંતરિક શેલમાં સ્થિત છે. આયર્ન, તાંબુ અથવા મેંગેનીઝ (તેમજ આ ધાતુઓના સંકુલ) જેવી ધાતુઓના રેડિકલ અને આયનો બંને ઇલેક્ટ્રોન પેરામેગ્નેટિક રેઝોનન્સ (ઇપીઆર) સિગ્નલો ઉત્પન્ન કરે છે, આ કણોને એકસાથે ઘણીવાર પેરામેગ્નેટિક કેન્દ્રો કહેવામાં આવે છે.

સ્થિર પરમાણુઓમાંથી રેડિકલની રચના આમ ફ્રી વેલેન્સ ઓર્બિટલમાં નવા ઈલેક્ટ્રોનના દેખાવને કારણે અથવા તેનાથી વિપરીત, ઈલેક્ટ્રોન જોડીમાંથી એક ઈલેક્ટ્રોન દૂર કરવાથી થાય છે. આ પ્રક્રિયાઓ સામાન્ય રીતે એક-ઇલેક્ટ્રોન ઓક્સિડેશન અથવા ઘટાડો પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે થાય છે. આવી પ્રતિક્રિયાઓમાં સામાન્ય રીતે પરમાણુ કે જેમાંથી રેડિક્યુલર બને છે તેની સાથે, વેરિયેબલ વેલેન્સનો મેટલ આયનનો સમાવેશ થાય છે, જે એક ઇલેક્ટ્રોનના દાતા અથવા સ્વીકારનાર તરીકે કામ કરે છે (અને એક જ સમયે બે નહીં, જેમ કે બે કાર્બનિક અણુઓ વચ્ચે અથવા વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાઓમાં થાય છે. એક કાર્બનિક પરમાણુ અને ઓક્સિજન). પ્રતિક્રિયાનું એક લાક્ષણિક ઉદાહરણ કે જેમાં રેડિકલની રચના થાય છે તે ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા છે: હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડની ડાયવેલેન્ટ આયર્ન આયન સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા:

Fe 2+ + H 2 O 2  Fe 3+ + OH – + OH (હાઈડ્રોક્સિલ રેડિકલ)

ઊંચા તાપમાને અથવા અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગના પ્રભાવ હેઠળ, રાસાયણિક બંધન (હોમોલિટીક ક્લીવેજ) ના ભંગાણના પરિણામે રેડિકલ પણ રચાય છે. સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, આવી પ્રતિક્રિયાઓ વ્યવહારીક રીતે સામાન્ય જીવંત કોષોમાં થતી નથી.

રેડિકલનું નામકરણ

પ્રમાણમાં તાજેતરમાં, અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રના નામકરણ પરના પંચે રેડિકલના નામકરણ માટે મૂળભૂત નિયમો ઘડ્યા છે (જુઓ (કોપ્પેનોલ, 1990 #7)) ( ટેબલ 1). ચાલો આમાંની કેટલીક ભલામણો જોઈએ. સૌ પ્રથમ, આમૂલ શબ્દ પહેલાં "ફ્રી" લખવાની જરૂર નથી. પ્રશ્નમાં રહેલા કણની આમૂલ પ્રકૃતિ અંત "il" દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. આમ, રેડિકલ RO· અને HO· ને અનુક્રમે "આલ્કોક્સિલ" અને "હાઇડ્રોક્સિલ" નામ આપવામાં આવ્યું છે.

"પેરોક્સાઇડ" અને "હાઇડ્રોપેરોક્સાઇડ" ના ડેરિવેટિવ્ઝનો દુરુપયોગ ન કરવાની ભલામણ નોંધપાત્ર રીતે નવી ગણી શકાય. ઓક્સિજનના બે અણુઓના જૂથને એકસાથે બંધાયેલ છે જેને "ડાયોક્સાઇડ" કહેવામાં આવે છે. તદનુસાર, રેડિકલ ROO· "આલ્કાઇલ્ડિઓક્સિલ" (કોપ્પેનોલ, 1990 #7) કહેવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે. વૈકલ્પિક નામ “alkylperoxyl” પણ જાળવી શકાય છે, પરંતુ આ વધુ ખરાબ છે (Koppenol, 1990 #7). મોલેક્યુલર ઓક્સિજનને "ડાયોક્સિજન" અને ઓઝોનને "ટ્રાયોક્સિજન" કહેવામાં આવે છે.

અંત "il" સાથેનું નામ ખૂબ અનુકૂળ છે, પરંતુ તે કણનો ચાર્જ શું છે તે વિશે કંઈપણ સૂચવતું નથી. તેથી, જરૂરી કેસોમાં, રેડિકલના વ્યવસ્થિત નામનો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે, જ્યાં જૂથના નામ પછી કૌંસમાં ચાર્જ આપવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, રેડિકલ O 2 · – નું નામ "ડાયોક્સાઇડ (l–)" છે. આ કાર્યમાં આપણે ટૂંકા નામ "ડાયોક્સાઇડ" નો ઉપયોગ કરીશું.

સુપરસ્ક્રિપ્ટમાં રેડિકલના સૂત્રો લખતી વખતે, પ્રથમ એક ટપકું મૂકવામાં આવે છે જે આપેલ અણુમાં અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી દર્શાવે છે, અને પછી આયનના ચાર્જનું ચિહ્ન. ઉદાહરણ તરીકે "O 2 – ". માળખાકીય સૂત્રોમાં, બિંદુ એ અણુ પર બરાબર સ્થિત થયેલ હોવું જોઈએ જ્યાં અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન સ્થાનીકૃત છે. ઉદાહરણ તરીકે, ડાયોક્સિજનમાં બે અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન છે તેના પર ભાર મૂકવા માટે, તમે તેનું સૂત્ર આ રીતે લખી શકો છો: "O 2". કોષ્ટક 1રેડિકલના ભલામણ કરેલ નામોની સૂચિ પ્રદાન કરવામાં આવી છે; ચોરસ કૌંસમાં એવા નામો છે જેનો મુખ્યત્વે આ પુસ્તકમાં ઉપયોગ કરવામાં આવશે.