फिशर प्रक्षेपण
रसायन विज्ञान की दुनिया में फिशर प्रक्षेपण एक अद्भुत खोज है जो त्रि-आयामी अणुओं को द्वि-आयामी रूप में दर्शाती है, जिससे विज्ञान के छात्रों को अणुओं की संरचना को समझने में आसानी होती है। एमिल फिशर द्वारा 1891 में विकसित, यह तकनीक मुख्य रूप से कार्बोहाइड्रेट के चित्रण के लिए उपयोग की जाती है। इसका मुख्य उद्देश्य अणुओं की चिरालिटी को दिखाना है, जो उनके त्रि-आयामी आकार को समझने में मदद करता है। फिशर प्रक्षेपण के माध्यम से, वैज्ञानिक अणुओं के बीच अंतर को आसानी से पहचान सकते हैं, जैसे कि एनैंटियोमर्स - अणुओं की वे जोड़ी जो एक-दूसरे का दर्पण प्रतिबिंब होती हैं। इस तकनीक का उपयोग करके, शर्करा और आइसोमर्स का चित्रण करना संभव हो जाता है, जो जैव रसायन और कार्बनिक रसायन विज्ञान में बहुत महत्वपूर्ण है।
Conventions
रसायन विज्ञान की दुनिया में, कार्बनिक यौगिकों की संरचना को समझना एक रोमांचक यात्रा की तरह है। जब हम इन यौगिकों को देखते हैं, तो हम उन्हें रेखाओं के जाल के रूप में देखते हैं, जहाँ प्रत्येक रेखा एक बंधन को दर्शाती है। कार्बन श्रृंखला, जो जीवन की आधारशिला है, को अक्सर ऊर्ध्वाधर रूप में दिखाया जाता है, जिससे यह समझना आसान हो जाता है कि प्रत्येक कार्बन परमाणु कैसे जुड़ा हुआ है। इस तरह की चित्रण विधि से, हम यह भी समझ सकते हैं कि कैसे एल्डोज और कीटोज जैसे यौगिकों में कार्बन परमाणुओं का विन्यास होता है। एल्डोज में, C1 पर एल्डिहाइड समूह होता है, जबकि कीटोज में, C1 कीटोन समूह के निकटतम कार्बन होता है।[1]
फिशर प्रोजेक्शन को समझने का सही तरीका यह है कि आप मॉलिक्यूल को कार्बन चेन के संबंध में लंबवत रूप से ओरिएंट करें, सभी क्षैतिज बंधनों को दर्शक की ओर इंगित करें, और सभी लंबवत बंधनों को दर्शक से दूर इंगित करें। यह तरीका छात्रों को त्रिआयामी अणुओं की दो-आयामी छवि को समझने में मदद करता है, जिससे वे अणुओं के स्थानिक विन्यास को आसानी से जान सकते हैं। इस विधि का उपयोग करके, विज्ञान की दुनिया में अणुओं के आकार और संरचना की जटिलताओं को सरलता से समझा जा सकता है।[2] एक साधारण
चतुष्फलकी ज्यामिति वाले अणुओं को अंतरिक्ष में आसानी से घुमाया जा सकता है ताकि इस स्थिति को पूरा किया जा सके (आंकड़े देखें। फिशर प्रक्षेपणों का निर्माण आमतौर पर एक आरा घोड़े के प्रतिनिधित्व के साथ शुरू किया जाता है। ऐसा करने के लिए, मुख्य श्रृंखला कार्बन के सभी संलग्नकों को इस तरह घुमाया जाना चाहिए कि परिणामस्वरूप न्यूमैन अनुमान एक ग्रहण विन्यास दिखाते हैं।[3] कार्बन श्रृंखला को तब सभी क्षैतिज संलग्नकों के साथ दर्शक की ओर इंगित करते हुए ऊर्ध्वाधर रूप से ऊपर की ओर स्थित किया जाता है।[3] अंत में, मुख्य श्रृंखला कार्बन के लिए संलग्नक जो दर्शक से दूर होते हैं, उन्हें फिशर प्रक्षेपण की ऊर्ध्वाधर स्थिति में रखा जाता है, और जो दर्शक की ओर होते हैं उन्हें फिशर प्रोजेक्शन की क्षैतिज स्थिति में रखा गया है।[2] फिशर प्रक्षेपण पर एक क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर रेखा के बीच प्रत्येक प्रतिच्छेदन मुख्य कार्बन श्रृंखला में एक कार्बन का प्रतिनिधित्व करता है।[3]
फिशर प्रक्षेपण कुछ मामलों में 3डी आणविक विन्यास के प्रभावी प्रतिनिधित्व हैं। उदाहरण के लिए, तीन कार्बन परमाणुओं वाले एक मोनोसेकेराइड (जैसे कि ऊपर चित्रित D-Glyceraldehyde) में एक TETRAHEDRAL GEOMETRY होती है, जिसके केंद्र में C2 होता है, और इसे अंतरिक्ष में घुमाया जा सकता है ताकि कार्बन श्रृंखला शीर्ष पर C1 के साथ VERTICAL हो, और C2 को हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्साइड से जोड़ने वाले Horizontal bonds दोनों दर्शक की ओर झुके हुए हैं।
हालांकि, तीन से अधिक कार्बन वाले मोनोसेकेराइड के लिए फिशर प्रक्षेपण बनाते समय, अणु को अंतरिक्ष में उन्मुख करने का कोई तरीका नहीं है ताकि सभी क्षैतिज बंधन दर्शक की ओर झुक जाएं। अणु को घुमाने के बाद ताकि C2 के साथ दोनों क्षैतिज बंधन दर्शक की ओर झुकें, C3 के साथ क्षैतिज बंधन आमतौर पर दूर झुकेंगे। इसलिए, C2 के साथ बॉन्ड खींचने के बाद, C3 के साथ बॉन्ड ड्रॉ करने से पहले अणु को अंतरिक्ष में अपने ऊर्ध्वाधर अक्ष के बारे में 180° घुमाया जाना चाहिए। ड्राइंग को पूरा करने के लिए आगे इसी तरह के रोटेशन की आवश्यकता हो सकती है।
इसका तात्पर्य यह है कि ज्यादातर मामलों में फिशर प्रक्षेपण अणु के वास्तविक 3डी विन्यास का सटीक प्रतिनिधित्व नहीं है। इसे अणु के एक संशोधित संस्करण के प्रक्षेपण के रूप में माना जा सकता है, जो आदर्श रूप से इसकी रीढ़ के साथ कई स्तरों पर मुड़ जाता है। उदाहरण के लिए, डी-ग्लूकोज का एक खुला-श्रृंखला अणु घुमाया जाता है ताकि सी2 के साथ क्षैतिज बंधन दर्शकों की ओर झुका हो, जिसमें सी3 और सी5 के साथ बंधन दर्शक से दूर झुका हुआ होगा, और इसलिए इसका सटीक प्रक्षेपण फिशर प्रक्षेपण के साथ मेल नहीं खाएगा। एक खुली श्रृंखला अणु के अधिक सटीक प्रतिनिधित्व के लिए, एक नाटा प्रक्षेपण का उपयोग किया जा सकता है।
IUPAC नियमों के अनुसार, सभी हाइड्रोजन परमाणुओं को अधिमानतः स्पष्ट रूप से खींचा जाना चाहिए; विशेष रूप से, कार्बोहाइड्रेट के अंतिम समूह के हाइड्रोजन परमाणु मौजूद होने चाहिए। [4] इस संबंध में फिशर प्रक्षेपण कंकाल सूत्रों से अलग है।
चिरैलिटी
चिरल अणुओं को स्टीरियोआइसोमर्स या बाएं और दाएं हाथ के एनांशिओमर्स के एक सेट के रूप में वर्णित किया जा सकता है। जैसा कि लॉर्ड केल्विन द्वारा परिभाषित किया गया है, एक अणु में कायरलिटी होती है "यदि एक समतल दर्पण में इसकी छवि, आदर्श रूप से महसूस की जाती है, तो इसे स्वयं के साथ नहीं लाया जा सकता है।[5] Chiralty कई क्षेत्रों में समझने की कुंजी है जैसे कि दवा के विकास के रूप में एक दवा का enantiomer गंभीर प्रतिकूल प्रभाव पैदा कर सकता है जबकि दूसरा एक बीमारी से राहत प्रदान करता है।[6] यह फिशर प्रोजेक्शन्स के संदर्भ में महत्वपूर्ण है क्योंकि चित्रकारी और पढ़ने दोनों के दौरान कायरलिटी पर विचार करना एक महत्वपूर्ण कारक है। प्रतिरूप का एक बड़ा लाभ प्रतिस्थापन के अभिविन्यास के आधार पर आसानी से कायरलिटी की व्याख्या करने की क्षमता है। इन मॉडलों के स्वरूपण में थोड़े बदलाव के कारण विन्यासरसायन की अलग-अलग व्याख्या की जा सकती है जिसका अर्थ है कि अणु को गलत तरीके से चित्रित किया गया है। फिशर प्रोजेक्शन्स कायरलिटी के साथ-साथ स्थान के भीतर स्थानापन्नों की कल्पना करने में सहायता प्रदान करते हैं, यही कारण है कि उनका अनुप्रयोग कई लोगों के लिए उपयोगी हो सकता है।
प्रक्षेपण से चिरलिटी
फिशर प्रोजेक्शन्सनि सायाव बिथा खालामनानै काइरेलिटीखौ थि खालामनाया गोहोमगोनाङै मानथाखो आदबजों एखे। प्राथमिक अंतर वह लाभ है जो फिशर प्रोजेक्शन्स ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज रेखाओं के साथ प्रतिस्थापन के अभिविन्यास को चित्रित करने में प्रदान करता है। इन अणुओं के अभिविन्यास को ध्यान में रखते हुए पहले से ही ज्ञात है, यदि आवश्यक हो तो इसे वेज और डैश के साथ ठीक से चित्रित किया जा सकता है। इसके बाद, कार्बन से बंधे प्रत्येक समूह की प्राथमिकता को क्रमबद्ध किया जाता है और काइरलिटी को मानक फैशन में निर्धारित किया जाता है।[7] हालांकि कायरलिटी निर्धारित करने की वास्तविक प्रक्रिया में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं है, फिशर प्रोजेक्शंस किसी को बेहतर कल्पना करने की अनुमति देते हैं कि स्थान में प्रतिस्थापन कहाँ हैं, जिससे इस मॉडल के आधार पर एस या आर कायरलिटी को असाइन करना सुविधाजनक हो जाता है। कुछ मामलों में, किसी विशिष्ट कार्बन की कायरलिटी की कल्पना और निर्धारण करने के लिए एक बड़े अणु से फिशर प्रोजेक्शन खींचना सहायक हो सकता है।
अन्य मॉडल
हावर्थ प्रक्षेपण एक संबंधित रासायनिक संकेतन है जिसका उपयोग वलय रूप में शर्करा का प्रतिनिधित्व करने के लिए किया जाता है। फिशर प्रक्षेपण के दाहिने हाथ की ओर समूह हॉवर्थ प्रक्षेपण में रिंग के तल के नीचे के बराबर हैं।[8] फिशर के अनुमानों को लुईस संरचनाओं के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए, जिनमें त्रि-आयामी ज्यामिति के बारे में कोई जानकारी नहीं होती है। न्यूमैन प्रक्षेपण एक अन्य प्रणाली है जिसका उपयोग किया जा सकता है क्योंकि वे अस्थिर या ग्रहण संरचना राज्यों में एक अणु की संरचना को प्रदर्शित करते हैं।[9] वेज और डैश संकेतन एक विशिष्ट अणु के भीतर स्टीरियोकेमिस्ट्री को प्रदर्शित करने में मदद करेगा।
यह भी देखें
- संरचनात्मक सूत्र
- कंकाल सूत्र
- हावर्थ प्रक्षेपण
- न्यूमैन प्रक्षेपण
- नाटा प्रक्षेपण
संदर्भ
- ↑ Wolfram ML (February 1963). "Rules of Carbohydrate Nomenclature". The Journal of Organic Chemistry (अंग्रेज़ी में). 28 (2): 281–291. आइ॰एस॰एस॰एन॰ 0022-3263. डीओआइ:10.1021/jo01037a001.
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