स्टीरियोकेमिस्ट्री में समावयविता

रसायन विज्ञान, विशेष रूप से कार्बनिक रसायन विज्ञान की दुनिया में, समावयविता की अवधारणा अणुओं की विविधता और व्यवहार को समझने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। समावयवी वे संयुग्म होते हैं जिनके पास समान आणविक सूत्र होता है लेकिन वे अंतरिक्ष में अलग-अलग रूप से व्यवस्थित होते हैं। इन व्यवस्था में भिन्नताएँ यौगिकों के भौतिक और रासायनिक गुणों को प्रभावित करती हैं। स्टीरियोकेमिस्ट्री रसायन विज्ञान की एक उप-शाखा है जो अणुओं के भीतर परमाणुओं की स्थानिक व्यवस्था के अध्ययन से जुड़ी है। स्टीरियोकेमिस्ट्री समावयविता को समझने में केन्द्री है।

समावयविता के प्रकार

समावयविता को मोटे तौर पर दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

• संरचनात्मक समावयविता
• स्टीरियोसमावयविता

संरचनात्मक समावयविता परमाणुओं की संयोजकता में अंतर से संबंधित होती है, जबकि स्टीरियोसमावयविता केवल स्थानिक व्यवस्था में अंतर पर निर्भर करती है। इस लेख में, हम स्टीरियोसमावयविता के बारे में विस्तार से जानेंगे।

स्टीरियोसमावयविता

स्टीरियोसमावयवी में जुड़े हुए परमाणुओं का क्रम (संरचना) समान होता है, लेकिन अंतरिक्ष में उनके परमाणुओं की तीन-आयामी ओरिएंटेशन भिन्न होती है। इसे और अधिक उप-विभाजित किया जा सकता है:

• भौमितीय समावयविता
• प्रकाशिक समावयविता

भौमितीय समावयविता

भौमितीय समावयविता, जिसे सिस-ट्रांस समावयविता भी कहा जाता है, सम्वरणीय परमाणुओं या रिंग संरचनाओं में एक बंधन के बारे में प्रतिबंधात्मक घूर्णन के कारण उत्पन्न होती है।

सिस समावयवियों में दो प्रतिस्थापन एक ही तरफ होते हैं, जबकि ट्रांस समावयवियों में वे विपरीत तरफ होते हैं।

सिस-2-ब्यूटीन: CH3 | H --C==C-- H | CH3 
ट्रांस-2-ब्यूटीन: CH3 | H --C==C-- CH3 | H
        

प्रकाशिक समावयविता

प्रकाशिक समावयविता अणुओं में किरल केंद्रों की उपस्थिति से उत्पन्न होती है। एक चिरल अणु वह होता है जिसे इसके प्रतिबिंब पर आरोपित नहीं किया जा सकता है। ऐसे अणुओं को चिरलिटी होना कहा जाता है।

प्रत्येक आरोपित प्रतिबिंब-प्रतिरूप जोड़े को एक एन्कियोमेर कहा जाता है।

चिरल कार्बन (C*): R1 | R2--C*--R3 | R4
        

एन्कियोमेर

एन्कियोमेर वे प्रकाशिक समावयवी होते हैं जो एक दूसरे के प्रतिबिंब होते हैं लेकिन एक सीध में आरोपित नहीं हो सकते। वे प्रकाश के एक यौगिक के माध्यम से गुजरने पर कैसे घूर्णन होता है, इसे प्रभावित करते हैं और इस गुण को प्रकाशिक गतिविधि कहते हैं।

जब एन्कियोमेर मिश्रण पॉलाराइज्ड लाइट के विमान को दाहिने ओर घुमाता है, तो इसे (+)-एन्कियोमेर या डेक्स्ट्रोरोटरी कहा जाता है। यदि यह प्रकाश को बाएँ घुमाता है, तो इसे (−)-एन्कियोमेर या लेवोरोटरी कहा जाता है।

डायस्टिरिओमर्स

सभी स्टीरियोसमावयवी एन्कियोमेर नहीं होते। जब समावयवी एक-दूसरे के प्रतिबिंब नहीं होते, तो उन्हें डायस्टिरिओमर्स कहा जाता है। उनके भौतिक और रासायनिक गुण भिन्न होते हैं और वे पॉलाराइज्ड लाइट को एक ही तरीके से नहीं घुमाते हैं।

दो चिरल केंद्रों के साथ यौगिक: (1R, 2R) और (1S, 2R)
H   OH
  / 
  C  
 /  
OH  H
        

मेसो यौगिक

मेसो यौगिक स्टीरियोसमावयवियों के एक प्रकार के होते हैं जो कई चिरल केंद्रों के बावजूद अधीश्चरी होते हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि उनमें एक आंतररिक सममिति का विमान होता है जो अणु को दो प्रतिबिंब-प्रतिरूप भागों में विभाजित कर देता है, जिससे वे प्रकाशिक रूप से सक्रिय नहीं होते।

उदाहरण के लिए:

मेसो यौगिक उदाहरण: 
HO   OH
  / 
  C (आंतररिक सममिति का विमान)
 /  
HO  OH
    

जैविक प्रणालियों में स्टीरियोकेमिस्ट्री के प्रभाव

स्टीरियोकेमिस्ट्री जैविक प्रणालियों में महत्वपूर्ण होती है क्योंकि कई जैविक अणु चिरल होते हैं। एंजाइम, रिसेप्टर्स, और अन्य प्रोटीन प्रायः विभिन्न एन्कियोमेरों में भेदभाव करते हैं। उदाहरण के लिए, कई ड्रग्स चिरल होते हैं और इच्छित चिकित्सीय प्रभाव प्रायः एक विशेष एन्कियोमेर से ही आता है, जबकि अन्य निष्क्रिय या हानिकारक भी हो सकते हैं।

निष्कर्ष

स्टीरियोकेमिस्ट्री और समावयविता का अध्ययन रसायन विज्ञान और आणविक अंतःक्रियाओं को समझने में एक समृद्ध परिदृश्य प्रस्तुत करता है। अणुओं में परमाणुओं की धारणा कैसे होती है, इसे ध्यान में रखकर रसायनज्ञ विशेष कार्य या अंतःक्रियाओं के लिए अणुओं को डिजाइन कर सकते हैं, अभिक्रियाशीलता की भविष्यवाणी कर सकते हैं, और जैव रासायनिक मार्गों का अन्वेषण कर सकते हैं। यह स्टीरियोकेमिस्ट्री के महत्व को औद्योगिक अनुप्रयोगों और रसायन विज्ञान में शैक्षणिक अनुसंधान दोनों में दर्शाता है।

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