வளையபுரோப்பீனியம் அயனி

வளையபுரோப்பீனியம் அயனி (Cyclopropenium ion) என்பது C
₃H⁺
₃ என்ற வாய்ப்பாட்டால் விவரிக்கப்படும் ஒரு நேர்மின் அயனியாகும். மிகச் சிறிய அரோமாட்டிக் நேர்மின் அயனிக்கு எடுத்துக்காட்டு என்பதால் இது அதிகமான கவனத்தை ஈர்க்கிறது. இதன் உப்புகள் பல தனிமைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. மேலும் பல வழிப்பெறுதிகள் எக்சுகதிர் படிகவியல் ஆய்வுகளின் மூலம் வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன ^[1]. சனி கோளின் சந்திரன் டைட்டனின் வளிமண்டலத்தில் இந்த நேர்மின் அயனியும் மற்றும் சில எளிய வழிப்பெறுதிகளும் அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளன ^[2].

பிணைப்பு

இரண்டு π எலக்ட்ரான்களுடன், சைக்ளோபுரோப்பீனியம் நேர்மின் அயனி வகை அரோமாட்டிக் பண்பிற்கான அக்கிள் விதியின் 4n + 2 எலக்ட்ரான்கள் விதிகளுக்குக் கீழ்ப்படிகிறது, ஏனெனில் இங்கு n இன் மதிப்பு பூச்சியமாகும். இந்த கணிப்பு சரியென்றால் C₃H₃ உள்ளகம் சமதளமாகவும் C–C பிணைப்புகள் சமமானவையாகவும் இருக்கும். [C₃(SiMe₃)₃]⁺SbCl⁻
₆ என்ற நேர்மின் அயனியின்^[3] வளையத்தில் C–C பிணைப்பு இடைவெளிகள் 1.374(2) முதல் 1.392(2) Å வரை இருக்கும்.

[C₃(SiMe₃)₃]⁺SbCl⁻
₆ என்ற உப்பின் கட்டமைப்பு

தயாரிப்பு

வளையபுரோப்பீனீயம் நேர்மின் அயனிகளின் உப்புகள் பல வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. பதிலீடுகளின் கொள்ளிடம் மற்றும் தூண்டல் விளைவுகளுக்கு ஏற்ப அவற்றின் நிலைப்புத்தன்மை மாறுபடுகிறது. 1957 ஆம் ஆண்டு முதன் முதலாக உரோனால்டு பிரெசுலோவ் டிரைபீனைல்சைக்ளோபுரோப்பீனியம் உப்புகளை கண்டுபிடித்து விவரித்தார். இரண்டு படிநிலைகளில் அந்த உப்பு தயாரிக்கப்பட்டது. முதல் படிநிலையில் பீனைல்டையசோ அசிட்டோநைட்ரைல் உடன் டைபீனைல் அசிட்டைலீன் சேர்த்து 1,2,3-டிரைபீனைல்-2-சைக்ளோபுரோப்பீன் நைட்ரைல் தயாரிக்கப்பட்டது. பின்னர் இதனுடன் போரான் டிரைபுளோரைடு சேர்த்து சூடாக்கி [C₃Ph₃]BF₄. பெறப்படுகிறது^[4]^[5]^[6].

மூல நேர்மின் அயனியான [C₃H₃]⁺, 1970 ஆம் ஆண்டு எக்சாகுளோரோ ஆண்டிமோனேட்டு (SbCl⁻
₆) உப்பில் கண்டறியப்பட்டது.^[7] இது 20 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலையில் முடிவில்லாத நிலைப்புத்தன்மையை கொண்டிருக்கிறது. . டெட்ராகுளோரோசைக்ளோபுரோப்பீனிலிருந்து குளோரைடு நுண்மையாக்கம் மூலமாக டிரைகுளோரோபுரோப்பீனியம் உப்புகள் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன:^[8]

C₃Cl₄ + AlCl₃ → [C₃Cl₃]⁺AlCl⁻
₄

டெட்ராகுளோரோசைக்ளோபுரோப்பீன் சேர்மத்தை டிரிசு(டெர்ட்-பியூட்டைல்டைமெத்தில்சிலில்)வளையபுரோப்பீனாக மாற்ற முடியும். நைட்ரசோனியம் டெட்ராபுளோரோபோரேட்டுடன் ஐதரைடு நுண்மையாக்கம் மூலமாக டிரைசிலில்-பதிலீடு செய்யப்பட்ட வளையபுரோப்பீனியம் நேர்மின் அயனியை உருவாக்கலாம்^[9]

.

அமீன் பதிலீடு செய்யப்பட்ட வளையபுரோப்பீனியம் உப்புகள் நிலைப்புத்தன்மை மிக்கவையாக உள்ளன. ^[10]^[11] காலிசீன் ஓர் அசாதாரமான வழிப்பெறுதியாகும். வளையபுரோப்பீனியம் அயனியுடன் இதில் சைக்ளோபெண்டாடையீனைடு இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

காலிசீனில் சிறப்பாக இடம்பெற்றுள்ள வளையபுரோப்பீனியம் வளையம்.

வினைகள்

கரிம வேதியியல்

கார்பாக்சிலிக் அமிலங்களை அமில குளோரைடுகளாக மாற்றும் டைகுளோரோவளையபுரோப்பீன்கள் பயன்பாட்டில் வளையபுரோப்பீனியம் எசுத்தர்களின் குளோரைடுகள் இடைநிலைகளாக உள்ளன:^[12]

.

வளையபுரோப்பீனோன்களிலிருந்து 1,1-டைகுளோரோவளையபுரோப்பீன்கள் மறு உருவாக்கம் அடையும்போது தொடர்புடைய வளையபுரோப்பீனியம் நேர்மின் அயனிகள் உற்பத்தியாகின்றன. பெப்டைடு பிணைப்பு உருவாக்கத்தில் வளையபுரோப்பீனியம் குளோரைடுகள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன^[12]. உதாரணமாக கீழேயுள்ள படத்தில் டெர்ட்-பியூட்டைலாக்சி கார்பனைல் பாதுகாப்புக் குழுவுடன் உள்ள அமினோ அமிலம் இத்தகைய பாதுகாப்பில்லாத ஒரு அமினோ அமிலத்துடன் வளையபுரோப்பீனியம் அயனியின் முன்னிலையில் அமில குளோரைடு உருவாக்கம் வழியாக பெப்டைடு பிணைப்பு உருவாக அனுமதிக்கிறது. தொடர்ந்து அப்பாதுகாப்பற்ற அமினோ அமிலத்துடன் அணுக்கரு கவர் பதிலீட்டு வினையும் நிகழ்கிறது

மிதமான முறையில் அமில குளோரைடுகளை உற்பத்தி செய்யும் இம்முறை ஆல்பா-ஆனோமரிக் ஒற்றைச்சர்க்கரைகளை இணைப்பதற்கு பயனுள்ளதாக உள்ளது.^[13] ஆனோமரிக் கார்பனில் குளோரைடை உருவாக்க வளையபுரோப்பீனியம் அயனியை பயன்படுத்திய பின்னர் சேர்மம் டெட்ராபியூட்டைலமோனியம் அயோடைடுடன் அயோடினேற்றம் அடைகிறது. இந்த அயோடினை எந்தவொரு ஐதராக்சில் குழுவும் பதிலீடு செய்து விரைவாக சர்க்கரைகளில் ஆல்பா தெரிவுநிலை இணைப்புக்கு உள்ளாகும்.

அல்லைல்கார்பீன் நேர்மின் அயனிகளை உருவாக்க சில செயற்கை வழிகள் கூடுதலாக வளையபுரோப்பீனியம் வளைய திறப்புகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. நேரியலான தரங்குறைப்பு தயாரிப்புகள் அணுக்கரு கவரி மற்றும் மின்னணு கவரி கார்பீன் மையங்கள் இரண்டையும் அளிக்கின்றன ^[14]

.

கரிமவுலோகச் சேர்மங்கள்

Ph₃C₃Co(CO)₃ உப்பின் கட்டமைப்பு C₃ சமச்சீர் ஒழுங்கு அச்சில் நோக்கப்பட்டது.

வளையபுரோப்பீனியம் ஈந்தணைவியைக் கொண்ட பல அணைவுச் சேர்மங்கள் அறியப்படுகின்றன. [M(C3Ph3)(PPh3)2]+ (M = Ni, Pd, Pt) மற்றும் Co(C3Ph3)(CO)3. உள்ளிட்டவை இதற்கு எடுத்துக்காட்டுகளாகும். வளையபுரோப்பீனியம் உப்புகள் குறைந்த இணைதிற உலோக அணைவுச் சேர்மங்களுடன் சேர்க்கப்பட்டு வினையில் ஈடுபடுவதால் இத்தகைய அணைவுச் சேர்மங்கள் உருவாகின்றன ^[15].

பல்வகை மின்பகுளிகளாக

வளையபுரோப்பீனியம் உப்புகளின் பலபதிலீட்டு வழிப்பெறுதிகள் அறியப்படுவதால் உப்புநீக்கம் எரிபொருள் மின்கலன் போன்ற நுட்பங்களில் தொடர்புடைய பல்வகை மின்பகுளிகளாக இவை கவனத்தை ஈர்க்கின்றன. டிரிசு(டையால்கைலமினோ) வளையபுரோப்பீனியம் உப்புகள் அதிக நிலைப்புத்தன்மையின் காரணமாக குறிப்பாக இவை மதிப்பிடப்பட்டுள்ளன^[16]

மேற்கோள்கள்

↑ வார்ப்புரு:March6th
↑ A.Aliab, C.Puzzarinid, "Cyclopropenyl cation – the simplest Huckel's aromatic molecule – and its cyclic methyl derivatives in Titan's upper atmosphere", Planetary and Space Science, Volume 87, October 2013, Pages 96-105. https://doi.org/10.1016/j.pss.2013.07.007
↑ De Meijere, A.; Faber, D.; Noltemeyer, M.; Boese, R.; Haumann, T.; Muller, T.; Bendikov, M.; Matzner, E. et al. (1996). "Tris(trimethylsilyl)cyclopropenylium Cation: The First X-ray Structure Analysis of an α-Silyl-Substituted Carbocation". J. Org. Chem. 61 (24): 8564. doi:10.1021/jo960478e.
↑ Yadav, Arvind (2012). "Cyclopropenium Ion". Synlett 23 (16): 2428–2429. doi:10.1055/s-0032-1317230.
↑ Ronald Breslow (1957). "Synthesis of the s-Triphenylcyclopropenyl Cation". J. Am. Chem. Soc. 79 (19): 5318. doi:10.1021/ja01576a067.
↑ Xu, Ruo; Breslow, Ronald (1997). "1,2,3-Triphenylcyclopropenium Bromide". Org. Synth. 74: 72. doi:10.15227/orgsyn.074.0072.
↑ Breslow, R.; Groves, J. T. (1970). "Cyclopropenyl Cation. Synthesis and Characterization". J. Am. Chem. Soc. 92 (4): 984–987. doi:10.1021/ja00707a040.
↑ Glück, C.; Poingée, V.; Schwager, H. (1987). "Improved Synthesis of 7,7-Difluorocyclopropabenzene". Synthesis 1987 (3): 260–262. doi:10.1055/s-1987-27908. https://archive.org/details/sim_synthesis_1987-03_3/page/260.
↑ Buchholz, Herwig; Surya Prakash, G. K.; Deffieux, Denis; Olah, George (1999). "Electrochemical preparation of tris(tert-butyldimethylsilyl)cyclopropene and its hydride abstraction to tris(tert-butyldimethylsilyl)cyclopropenium tetrafluoroborate". Proc. Natl. Acad. Sci. 96 (18): 10003–10005. doi:10.1073/pnas.96.18.10003. பப்மெட்:10468551. பப்மெட் சென்ட்ரல்:17831. Bibcode: 1999PNAS...9610003B. http://www.pnas.org/content/96/18/10003.full.pdf. ^{[தொடர்பிழந்த இணைப்பு]}
↑ Bandar, Jeffrey S.; Lambert, Tristan H. (2013). "Aminocyclopropenium ions: synthesis, properties, and applications". Synthesis 45 (10): 2485–2498.
↑ Haley, Michael M.; Gilbertson, Robert D.; Weakley, Timothy J.D. (2000). "Preparation, X-ray Crystal Structures, and Reactivity of Alkynylcyclopropenylium Salts". Journal of Organic Chemistry 65 (5): 1422–1430. doi:10.1021/jo9915372.
↑ ^12.0 ^12.1 Hardee, David J.; Kovalchuke, Lyudmila; Lambert, Tristan H. (2010). "Nucleophilic Acyl Substitution via Aromatic Cation Activation of Carboxylic Acids: Rapid Generation of Acid Chlorides under Mild Conditions". Journal of the American Chemical Society 132 (14): 5002–5003. doi:10.1021/ja101292a. பப்மெட்:20297823.
↑ Nogueira, J. M.; Nguyến, S. H.; Bennett, C. S. (2011). "Cyclopropenium Cation Promoted Dehydrative Glycosylations Using 2-Deoxy- and 2,6-Dideoxy-Sugar Donors". Journal of the American Chemical Society 13 (11): 2184–2187. doi:10.1021/ol200726v. பப்மெட்:21548642.
↑ Yoshida, Zen'ichi; Yoneda, Shigeo; Hirai, Hideo (1981). "A Novel Synthesis of Pyrroles by the Reactions of Tris(alkylthio)cyclopropenium Salt with Amines". Heterocycles 15 (2): 865. doi:10.3987/S-1981-02-0865.
↑ Chiang, T.; Kerber, R. C.; Kimball, S. D.; Lauher, J. W. (1979). "(η³-Triphenylcyclopropenyl) Tricarbonylcobalt". Inorganic Chemistry 18 (6): 1687–1691. doi:10.1021/ic50196a058.
↑ Jiang, Yivan; Freyer, Jessica; Cotanda, Pepa; Brucks, Spencer; Killops, Kato; Bandar, Jeffrey; Torsitano, Christopher; Balsara, Nitash et al. (2015). "The evolution of cyclopropenium ions into functional polyelectrolytes". Nature Communications 6 (1): 1–7. doi:10.1038/ncomms6950. Bibcode: 2015NatCo...6E5950J. https://cloudfront.escholarship.org/dist/prd/content/qt2h53h39q/qt2h53h39q.pdf?t=p9xau4.

[1] வார்ப்புரு:March6th

[2] A.Aliab, C.Puzzarinid, "Cyclopropenyl cation – the simplest Huckel's aromatic molecule – and its cyclic methyl derivatives in Titan's upper atmosphere", Planetary and Space Science, Volume 87, October 2013, Pages 96-105. https://doi.org/10.1016/j.pss.2013.07.007

[3] De Meijere, A.; Faber, D.; Noltemeyer, M.; Boese, R.; Haumann, T.; Muller, T.; Bendikov, M.; Matzner, E. et al. (1996). "Tris(trimethylsilyl)cyclopropenylium Cation: The First X-ray Structure Analysis of an α-Silyl-Substituted Carbocation". J. Org. Chem. 61 (24): 8564. doi:10.1021/jo960478e.

[4] Yadav, Arvind (2012). "Cyclopropenium Ion". Synlett 23 (16): 2428–2429. doi:10.1055/s-0032-1317230.

[breslow-5] Ronald Breslow (1957). "Synthesis of the s-Triphenylcyclopropenyl Cation". J. Am. Chem. Soc. 79 (19): 5318. doi:10.1021/ja01576a067.

[6] Xu, Ruo; Breslow, Ronald (1997). "1,2,3-Triphenylcyclopropenium Bromide". Org. Synth. 74: 72. doi:10.15227/orgsyn.074.0072.

[7] Breslow, R.; Groves, J. T. (1970). "Cyclopropenyl Cation. Synthesis and Characterization". J. Am. Chem. Soc. 92 (4): 984–987. doi:10.1021/ja00707a040.

[8] Glück, C.; Poingée, V.; Schwager, H. (1987). "Improved Synthesis of 7,7-Difluorocyclopropabenzene". Synthesis 1987 (3): 260–262. doi:10.1055/s-1987-27908. https://archive.org/details/sim_synthesis_1987-03_3/page/260.

[9] Buchholz, Herwig; Surya Prakash, G. K.; Deffieux, Denis; Olah, George (1999). "Electrochemical preparation of tris(tert-butyldimethylsilyl)cyclopropene and its hydride abstraction to tris(tert-butyldimethylsilyl)cyclopropenium tetrafluoroborate". Proc. Natl. Acad. Sci. 96 (18): 10003–10005. doi:10.1073/pnas.96.18.10003. பப்மெட்:10468551. பப்மெட் சென்ட்ரல்:17831. Bibcode: 1999PNAS...9610003B. http://www.pnas.org/content/96/18/10003.full.pdf. ^{[தொடர்பிழந்த இணைப்பு]}

[10] Bandar, Jeffrey S.; Lambert, Tristan H. (2013). "Aminocyclopropenium ions: synthesis, properties, and applications". Synthesis 45 (10): 2485–2498.

[11] Haley, Michael M.; Gilbertson, Robert D.; Weakley, Timothy J.D. (2000). "Preparation, X-ray Crystal Structures, and Reactivity of Alkynylcyclopropenylium Salts". Journal of Organic Chemistry 65 (5): 1422–1430. doi:10.1021/jo9915372.

[lambert-12] 12.0 ^12.1 Hardee, David J.; Kovalchuke, Lyudmila; Lambert, Tristan H. (2010). "Nucleophilic Acyl Substitution via Aromatic Cation Activation of Carboxylic Acids: Rapid Generation of Acid Chlorides under Mild Conditions". Journal of the American Chemical Society 132 (14): 5002–5003. doi:10.1021/ja101292a. பப்மெட்:20297823.

[13] Nogueira, J. M.; Nguyến, S. H.; Bennett, C. S. (2011). "Cyclopropenium Cation Promoted Dehydrative Glycosylations Using 2-Deoxy- and 2,6-Dideoxy-Sugar Donors". Journal of the American Chemical Society 13 (11): 2184–2187. doi:10.1021/ol200726v. பப்மெட்:21548642.

[14] Yoshida, Zen'ichi; Yoneda, Shigeo; Hirai, Hideo (1981). "A Novel Synthesis of Pyrroles by the Reactions of Tris(alkylthio)cyclopropenium Salt with Amines". Heterocycles 15 (2): 865. doi:10.3987/S-1981-02-0865.

[15] Chiang, T.; Kerber, R. C.; Kimball, S. D.; Lauher, J. W. (1979). "(η³-Triphenylcyclopropenyl) Tricarbonylcobalt". Inorganic Chemistry 18 (6): 1687–1691. doi:10.1021/ic50196a058.

[16] Jiang, Yivan; Freyer, Jessica; Cotanda, Pepa; Brucks, Spencer; Killops, Kato; Bandar, Jeffrey; Torsitano, Christopher; Balsara, Nitash et al. (2015). "The evolution of cyclopropenium ions into functional polyelectrolytes". Nature Communications 6 (1): 1–7. doi:10.1038/ncomms6950. Bibcode: 2015NatCo...6E5950J. https://cloudfront.escholarship.org/dist/prd/content/qt2h53h39q/qt2h53h39q.pdf?t=p9xau4.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]