आईआईटी-एम, आईआईएससी टीम ने फेरोसीन सैंडविच का कार्बन-मुक्त संस्करण बनाया

फेरोसीन नामक यौगिक सात दशकों से अधिक समय से रसायन विज्ञान का एक मील का पत्थर रहा है। इसमें दो चपटे कार्बन छल्लों के बीच स्थित एक लोहे का परमाणु होता है। इसकी खोज ने सामग्री विज्ञान और चिकित्सा में कई अनुप्रयोगों के साथ, ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान के क्षेत्र को लॉन्च किया। तब से, रसायनज्ञ इस सैंडविच का एक ऐसा संस्करण बनाने की कोशिश कर रहे हैं जिसमें कोई कार्बन परमाणु न हो।

में एक नए अध्ययन में विज्ञानआईआईटी-मद्रास और भारतीय विज्ञान संस्थान (आईआईएससी), बेंगलुरु के शोधकर्ताओं ने घोषणा की कि उन्होंने अंततः इस लक्ष्य को हासिल कर लिया है: बोरॉन रिंग्स और ऑस्मियम का उपयोग करके फेरोसीन का एक स्थिर, कार्बन-मुक्त एनालॉग।

अध्ययन के सह-लेखक और आईआईटी-मद्रास के प्रोफेसर सुंदरगोपाल घोष ने एक विज्ञप्ति में कहा, “जिस तरह फेरोसीन ने ऑर्गेनोमेटालिक्स में एक नए युग की शुरुआत की, उसी तरह ये परिणाम अकार्बनिक रसायन विज्ञान में एक नए युग की शुरुआत करेंगे और जल्द ही अकार्बनिक रसायन विज्ञान की पाठ्यपुस्तकों का हिस्सा होंगे।” “इन नए यौगिकों की प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के हमारे प्रयास जारी हैं।”

आवर्त सारणी में बोरान कार्बन के बाद है और समान वलय संरचनाएँ बना सकता है। जबकि वैज्ञानिकों ने पहले कार्बन और बोरान दोनों युक्त सैंडविच बनाए थे, एक विशुद्ध रूप से अकार्बनिक संस्करण मायावी रहा है।

टीम ने यह अनुमान लगाने के लिए कंप्यूटर मॉडलिंग की ओर रुख किया कि कौन सी धातु बोरॉन सैंडविच को सबसे अच्छी तरह से स्थिर करेगी, और ऑस्मियम पर ध्यान केंद्रित किया। कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए, टीम ने बोरेन-डाइमिथाइल सल्फाइड अभिकर्मक की अधिकता के साथ एक पॉलिमरिक ऑस्मियम-ब्रोमीन अग्रदूत यौगिक पर प्रतिक्रिया की। फिर उन्होंने मिश्रण को आठ घंटे तक 100 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया और उत्पाद को रंगहीन ठोस के रूप में अलग कर दिया। अंत में, उन्होंने परमाणुओं की व्यवस्था की जांच करने के लिए एक्स-रे विवर्तन और परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग किया।

एक्स-रे विश्लेषण से एक आदर्श सैंडविच का पता चला, जिसमें दो समानांतर, पांच-सदस्यीय बोरान रिंगों के बीच एक एकल ऑस्मियम परमाणु था। लेकिन फेरोसीन में फ्लैट कार्बन रिंगों के विपरीत, बोरॉन रिंग्स बोरॉन परमाणुओं के बीच हाइड्रोजन परमाणुओं को जोड़ने का उपयोग करती थीं। इन पुलों ने रिंग के इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स को धातु की ओर पुनर्निर्देशित किया, जिससे फेरोसीन से भी अधिक मजबूत बंधन बन गया। यह नए उत्प्रेरकों के लिए मार्ग प्रशस्त कर सकता है जो बहुत अधिक तापमान पर स्थिर होते हैं, जिससे फार्मास्यूटिकल्स का अधिक कुशल उत्पादन हो सकेगा।

पेपर के अनुसार, खोज यह स्थापित करती है कि प्रतिष्ठित सैंडविच वास्तुकला कार्बन-आधारित कार्बनिक रसायन विज्ञान के लिए विशिष्ट नहीं है। “पिछले दशक के दौरान बोरॉन के 2डी रसायन विज्ञान में पुनर्जागरण के साथ – क्षितिज पर बोरोफेन, बाइलेयर बोरोफेन और मल्टीलेयर बोरोफेन के साथ – मेटल सैंडविच्ड/इंटरकलेटेड बाइलेयर्स और मल्टीलेयर्स की संभावना जल्द ही एक वास्तविकता होगी,” एलुवाथिंगल डी. जेमिस, आईआईएससी रसायन विज्ञान के प्रोफेसर और संबंधित लेखकों में से एक, ने कहा।