அரீன் பதிலீட்டு வகைகள்

அரீன் பதிலீட்டு வகைகள் (Arene substitution patterns) என்பவை வேதியியல் ஐயுபிஏசி பெயரிடும் முறை கரிமவேதியியலின் ஒரு பகுதியாகும். அரோமாட்டிக் ஐதரோகார்பனில் ஐதரசனைத் தவிர்த்த பிற பதிலிகள் ஒவ்வொன்றின் இருப்பிடத்தையும் மிகச்சரியாக குறிப்பிட்டுக் காட்ட இவை பயனாகின்றன.

ஆர்த்தோ, மெட்டா, பாராநிலைகள்

முக்கியமான அரீன் பதிலீட்டு வகைகள்

ஆர்த்தோ- பதிலீட்டு நிலை: இந்நிலையில் பதிலிகள் ஒன்றையடுத்து மற்றொன்றாகப் பதிலீடு செய்யப்பட்டு அவை 1,2 என எண்ணிடப்பட்டிருக்கும். படத்தில் இவை R மற்றும் ஆர்த்தோ எனக் குறியிடப்பட்டுள்ளன.
மெட்டா-பதிலீட்டு நிலை: இந்நிலையில் பதிலிகள் ஒன்றுவிட்டு ஒன்றாக 1,3 என்று எண்ணிடப்பட்டு இடம் பெற்றிருக்கும். படத்தில் அவை R மற்றும் மெட்டா எனக் குறியிடப்பட்டுள்ளன.
பாரா- பதிலீட்டு நிலை: இந்நிலையில் பதிலிகள் எதிரெதிர் முனைகளில் பதிலீடுசெய்யப்பட்டு அவை 1,4 என எண்ணிடப்பட்டிருக்கும். படத்தில் இவை R மற்றும் பாரா எனக் குறியிடப்பட்டுள்ளன.

இம் மூன்று வகையான பதிலீட்டு நிலைகளிலும் தொலுயிடின்கள் செயல்படுகின்றன.

தொகுப்பு

அமினோ, ஐதராக்சில், ஆல்கைல், பீனைல் போன்ற எலக்ட்ரான் வழங்கும் குழுக்கள் ஆர்த்தோ மற்றும் பாராநிலை இயக்கிகளாகச் செயல்படுகின்றன. நைட்ரோ, நைட்ரைல், கீட்டோன் போன்ற எலக்ட்ரான் வழங்கும் குழுக்கள் மெட்டாநிலை இயக்கிகளாகச் செயல்படுகின்றன.

பண்புகள்

சேர்மங்களுக்கு ஏற்றவகையில் இவ்வினங்கள் மாறுபாடுகளைக் கொண்டிருந்தாலும் எளிய இருபதிலீட்டு அரீன் சேர்மங்களில் இவை ஒன்றுபட்டே காணப்படுகின்றன. மூன்று மாற்றியன்களும் ஒரே கொதிநிலைகளைக் கொண்டுள்ளன. எனினும் பாரா நிலை மாற்றியம் வழக்கமாக அதிக உருகுநிலையைப் பெற்றுள்ளது. மேலும் மூன்று வகையான மாற்றியன்களில் இதுவே கொடுக்கப்பட்ட கரைப்பானில் குறைந்த கரைதிறன் கொண்டதாகவும் உள்ளது^[1].

ஆர்த்தோ பாரா மாற்றியன்களைப் பிரித்தல்

ஆர்த்தோ மற்றும் பாராநிலை இயக்கிகள் எலக்ட்ரான் வழங்கும் குழுக்களாக இருப்பதால் பொதுவாக செயற்கை வேதியியலில் இவ்விரண்டு மாற்றியன்களையும் தனித்தனியாகப் பிரிப்பது சிரமமான செயலாகும். இதற்காக பலபிரித்தல் முறைகள் பின்பற்றப்படுகின்றன.

நிரல் வண்ணப்படிவுப் பிரிகைமுறை: பொதுவாக ஆர்த்தோ, பாரா மாற்றியங்கள் பெரும்பாலும் இந்த வகை பிரிகைமுறையில் பிரிக்கப்படுகின்றன. பொதுவாச்க பாரா நிலை மாற்றியத்தைக் காட்டிலும் ஆர்த்தோ நிலை மாற்றியம் அதிக முனைவுத்தன்மை கொண்டதாக உள்ளது.
பின்னப் படிகமாக்கல் முறை: தூய்மையான பாரா மாற்றிய விளைபொருளைப் பிரித்தெடுக்க இம்முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆர்த்தோ நிலை மாற்றியனைக் காட்டிலும் பாரா நிலை மாற்றியன் குறைவான கரைதிறன் கொண்டது என்ற பண்பின் அடிப்படையில் இப்பிரிகை முறை செயல்படுகிறது. இதன்படி பாரா மாற்றியன் முதலில் படிகமாகிறது. ஆர்த்தோ மாற்றியனும் இணைப்படிகமாகும் வாய்ப்பு இருப்பதால் கவனத்துடன் இச்செயலை மேற்கொள்ள வேண்டும்^[2].
பல நைட்ரோ சேர்மங்களின் ஆர்த்தோ மற்றும் பாரா மாற்றியன்கள் வெவ்வேறு கொதிநிலைகளைக் கொண்டுள்ளன. இவை பெரும்பாலும் வடிகட்டல் முறையில் பிரித்தெடுக்கப்படுகின்றன. இவ்வாறு பிரிக்கப்பட்ட மாற்றியன்களை ஈரசோனியம் உப்புகளாக மாற்ற முடியும். மேலும் இவற்றைக் கொண்டு பிற ஆர்த்தோ, பாரா மாற்றியன்களைத் தயாரிக்கிறார்கள்^[3]

.

இப்சோ, மீசோ, பெரி பதிலீடுகள்

இப்சோ- பதிலீடு.
மீசோ- பதிலீடு.
பெரி- பதிலீடு.

இப்சோ பதிலீடு: மின்னணுகவர் அரோமாட்டிக் பதிலீட்டு வினையில் ஓர் இடைநிலைச் சேர்மத்தில் இரண்டு பதிலிகள் ஒரு வளையத்தின் அதே நிலையைப் பகிர்ந்து கொள்வதை இப்சோ பதிலீடு விவரிக்கிறது. டிரைமெத்தில்சிலில், மூவிணைய பியூட்டைல், ஐசோபுரோப்பைல் போன்ற குழுக்களால் நிலையான நேர்மின்கார்பன் அயனியாக உருவாக முடியும். எனவே இவற்றை இப்சோ பதிலீட்டுக் குழுக்கள் என்கிரார்கள்.
மீசோ-பதிலீடு: பென்சைலிக் இடத்தை ஆக்ரமிக்கும் பதிலிகலை இப்பதிலிடு விவரிக்கிறது. காலிக்சு அரீன்கள், அக்ரிடின்கள் போன்றவற்றில் இப்பதிலீடு அறியப்பட்டது.
பெரி-பதிலீடு: 1, 8 நிலைகளில் பதிலீடு செய்யப்பட்ட நாப்தலீன்களில் இப்பதிலீடு தோன்றுகிறது.

சினி மற்றும் டெலி பதிலீடு

சினி நிலையில் உட்புகும் குழுவானது வெளியேறும் குழு ஆக்ரமித்திருந்த நிலைக்கு அடுத்ததாக உள்ள நிலையை ஆக்ரமிக்கிறது. உதாரணமாக அரைன் வேதியியலில் சினி-பதிலீடு அறியப்படுகிறது^[4]

டெலி பதிலீடு வளையத்திற்கு வெளியே ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட அணுக்கள் புதிய நிலைக்கு தேவை இருக்கும்போது இப்பதிலீடு ஏற்படுகிறது ^[5].

தோற்றம்

ஆர்த்தோ, மெட்டா மற்றும் பாரா போன்ற முன்னொட்டுகள் முறையே சரி, பின்வரும், அருகில் என்ற பொருள்களைக் கொண்ட கிரேக்கச் சொற்களின் வழிப்பெறுதிகளாகும். தற்போதைய பொருளுடன் இவற்றின் உறவு அநேகமாய் தெளிவாக இல்லை. வரலாற்றில் ஆர்த்தோ என்ற சொல் அசலான மூலப்பொருளைக் குறிக்கவே நியமிக்கப்பட்டது. மாற்றியனைக் குறிக்க மெட்டா என்ற சொல் பயன்படுத்தப்பட்டது. உதாரணமாக, மரபுப் பெயர்களான ஆர்த்தோபாசுப்பாரிக் அமிலம் மற்றும் டிரைமெட்டாபாசுப்பாரிக் அமிலம் இரண்டுமே அரோமாட்டிகளுடன் எந்த தொடர்பும் கொண்டிருக்கவில்லை. இதேபோல பாரா என்ற முன்னொட்டு நெருங்கிய தொடர்பு கொண்ட சேர்மங்களைக் குறிக்கவே ஒதுக்கப்பட்டது. இதன்படி 1830 களில் பெரிசிலியசு அசுபார்டிக் அமிலத்தின் சமதிருப்ப வடிவத்தை பாரா அசுபார்டிக் அமிலம் என்று அழைத்தார். ஆர்த்தோ, மெட்டா, பாரா என்ற முன்னொட்டுகள் இரட்டைப் பதிலீடு செய்யப்பட்ட அரோமாட்டிக் வளையங்களின் மாற்றியன்களை வேறுபடுத்திக் காட்ட 1867 ஆம் ஆண்டில் வில்லெம் கார்னெர் காலத்தில் தொடங்கியது. மேலும், இவர் 1,4 மாற்றியனை குறிக்க ஆர்த்தோ முன்னொட்டையும் ,1,2 மாற்றியனை குறிக்க மெட்டா முன்னொட்டையும் பயன்படுத்தினார்^[6]^[7]. 1869 ஆம் ஆண்டில் செருமானிய வேதியியலாளர் கார்ல் கிராப் ஆர்த்தோ, மெட்டா மற்றும் பாரா போன்ற முன்னொட்டுகளை இரட்டைப் பதிலீட்டு அரோமாட்டிக் வளையங்களில் (நால்தலீன்) பதிலிகளின் சில குறிப்பிட்ட இடங்களைக் குறிக்கப் பயன்படுத்தினார்^[8]. 1870 ஆம் ஆண்டில் விக்டர் மேயர் முதன்முதலாக கிராப்பின் பெயரிடும் முறையை பென்சீனுக்கு பயன்படுத்தினார்^[9]. வேதியியல் சமூகம் 1879 இல் தற்போதைய பெயரிடும் முறையை அறிமுகப்படுத்தியது^[10].

உதாரணங்கள்

கிரசால் (C₆H₄(OH)(CH₃) சேர்மத்தின் மாற்றியன்களுக்கு இப்பெயரிடும் முறையில் அளிக்கப்பட்ட பெயர்கள்:

டையைதராக்சிபென்சீனுக்கு (C₆H₄(OH)₂) மூன்று அரீன் பதிலீடு மாற்றியன்கள் உள்ளன. கேட்டகால் ஆர்த்தோ மாற்றியன் என்றும் இரிசோர்சினால் மெட்டா மாற்றியன் என்றும் ஐதரோகுயினோன் பாரா மாற்றியன் என்றும் பெயரிடப்படுகின்றன.

கேட்டகால்
இரிசோர்சினால்
ஐதரோகுயினோன்

பென்சீன்டைகார்பாக்சிலிக் அமிலத்திற்கு (C₆H₄(COOH)₂) மூன்று அரீன் பதிலீடு மாற்றியன்கள் உள்ளன. தாலிக் அமிலம் ஆர்த்தோ மாற்றியன் என்றும் ஐசோப்தாலிக் அமிலம் மெட்டா மாற்றியன் என்றும் டெரிப்தாலிக் அமிலம் பாரா மாற்றியன் என்றும் பெயரிடப்படுகின்றன.

தாலிக் அமிலம்
ஐசோப்தாலிக் அமிலம்
டெரிப்தாலிக் அமிலம்

பிரிடின் போன்ற ஆறு உறுப்பு பல்லின வளைய அரோமாட்டிக் வளையங்களிலும் இச்சொற்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இங்கு நைட்ரசன் அணுவும் பதிலீடுகளில் ஒன்றாகவே கருதப்படுகிறது. உதாரணமாக நிக்கோட்டினமைடும் நையாசினும் பிரிடின் வளையத்தில் மெட்டா மாற்றியன் என்றும் பிரலிடாக்சைமின் நேர்மின் அயனி ஆர்த்தோ மாற்றியன் என்றும் பெயரிடப்படுகின்றன.

நையாசின்
நிக்கோட்டினமைடு
பிரலிடாக்சைம்

மேற்கோள்கள்

↑ Morrison and Boyd, Organic Chemistry, Allyn and Bacon Inc, Boston, 1959. Ch.9, p. 250.
↑ Morrison and Boyd, Organic Chemistry, Allyn and Bacon Inc, Boston, 1959. Ch. 10, p. 290.
↑ Morrison and Boyd, Organic Chemistry, Allyn and Bacon Inc, Boston, 1959. Ch. 21, pp. 573-574.
↑ தனி மற்றும் பயன்பாட்டு வேதியியல் அனைத்துலக ஒன்றியம். "cine-substitution". Compendium of Chemical Terminology Internet edition.
↑ தனி மற்றும் பயன்பாட்டு வேதியியல் அனைத்துலக ஒன்றியம். "tele-substitution". Compendium of Chemical Terminology Internet edition.
↑ Wilhelm Körner (1867) "Faits pour servir à la détermination du lieu chimique dans la série aromatique" (Facts to be used in determining chemical location in the aromatic series), Bulletins de l'Académie royale des sciences, des lettres et des beaux-arts de Belgique, 2nd series, 24 : 166-185 ; see especially p. 169. From p. 169: "On distingue facilement ces trois séries, dans lesquelles les dérivés bihydroxyliques ont leurs terms correspondants, par les préfixes ortho-, para- et mêta-." (One easily distinguishes these three series – in which the dihydroxy derivatives have their corresponding terms – by the prefixes ortho-, para- and meta-.)
↑ Hermann von Fehling, ed., Neues Handwörterbuch der Chemie [New concise dictionary of chemistry] (Braunschweig, Germany: Friedrich Vieweg und Sohn, 1874), vol. 1, p. 1142.
↑ Graebe (1869) "Ueber die Constitution des Naphthalins" (On the structure of naphthalene), Annalen der Chemie und Pharmacie, 149 : 20-28 ; see especially p. 26.
↑ Victor Meyer (1870) "Untersuchungen über die Constitution der zweifach-substituirten Benzole" (Investigations into the structure of di-substituted benzenes), Annalen der Chemie und Pharmacie, 156 : 265-301 ; see especially pp. 299-300.
↑ William B. Jensen (March 2006) "The origins of the ortho-, meta-, and para- prefixes in chemical nomenclature," Journal of Chemical Education, 83 (3) : 356.

[1] Morrison and Boyd, Organic Chemistry, Allyn and Bacon Inc, Boston, 1959. Ch.9, p. 250.

[2] Morrison and Boyd, Organic Chemistry, Allyn and Bacon Inc, Boston, 1959. Ch. 10, p. 290.

[3] Morrison and Boyd, Organic Chemistry, Allyn and Bacon Inc, Boston, 1959. Ch. 21, pp. 573-574.

[4] தனி மற்றும் பயன்பாட்டு வேதியியல் அனைத்துலக ஒன்றியம். "cine-substitution". Compendium of Chemical Terminology Internet edition.

[5] தனி மற்றும் பயன்பாட்டு வேதியியல் அனைத்துலக ஒன்றியம். "tele-substitution". Compendium of Chemical Terminology Internet edition.

[6] Wilhelm Körner (1867) "Faits pour servir à la détermination du lieu chimique dans la série aromatique" (Facts to be used in determining chemical location in the aromatic series), Bulletins de l'Académie royale des sciences, des lettres et des beaux-arts de Belgique, 2nd series, 24 : 166-185 ; see especially p. 169. From p. 169: "On distingue facilement ces trois séries, dans lesquelles les dérivés bihydroxyliques ont leurs terms correspondants, par les préfixes ortho-, para- et mêta-." (One easily distinguishes these three series – in which the dihydroxy derivatives have their corresponding terms – by the prefixes ortho-, para- and meta-.)

[7] Hermann von Fehling, ed., Neues Handwörterbuch der Chemie [New concise dictionary of chemistry] (Braunschweig, Germany: Friedrich Vieweg und Sohn, 1874), vol. 1, p. 1142.

[8] Graebe (1869) "Ueber die Constitution des Naphthalins" (On the structure of naphthalene), Annalen der Chemie und Pharmacie, 149 : 20-28 ; see especially p. 26.

[9] Victor Meyer (1870) "Untersuchungen über die Constitution der zweifach-substituirten Benzole" (Investigations into the structure of di-substituted benzenes), Annalen der Chemie und Pharmacie, 156 : 265-301 ; see especially pp. 299-300.

[10] William B. Jensen (March 2006) "The origins of the ortho-, meta-, and para- prefixes in chemical nomenclature," Journal of Chemical Education, 83 (3) : 356.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]