नाइट्रोजन से युक्त जैविक यौगिकें#

1. एमीन्स#

1.1 एमीन्स का वर्गीकरण#

• प्राथमिक एमीन्स: नाइट्रोजन एटम से एक एलकील या अरेल समूह जुड़ा होता है (RNH₂).
• द्वितीयक एमीन्स: नाइट्रोजन एटम से दो एलकील या अरेल समूह जुड़े होते हैं (R₂NH).
• तृतीयक एमीन्स: नाइट्रोजन एटम से तीन एलकील या अरेल समूह जुड़े होते हैं (R₃N).
• एलिफेटिक एमीन्स: एमीन्स जहाँ नाइट्रोजन एटम किसी एलिफेटिक कार्बन एटम से कम से कम एक बांध बनाता है।
• अरोमेटिक एमीन्स: एमीन्स जहाँ नाइट्रोजन एटम एक अरोमेटिक रिंग से बांधा हुआ होता है।

1.2 एमीन्स का तैयारी विधियाँ#

• नाइट्रो यौगिकों का परिवर्तन: नाइट्रो यौगिकों को विभिन्न परिवर्तनकारी पदार्थों जैसे हाइड्रोजन गैस (H₂) एक धातु विकिरण पर या लोहा (Fe) या तांबा (Sn) और हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl), या सोडियम बोरहाइड्राइड (NaBH₄) का उपयोग करके प्राथमिक एमीन्स तक परिवर्तित किया जा सकता है।
• एलकील हाइलाइड्स का एमोनियलॉसिस: एलकील हाइलाइड्स को एमोनिया (NH₃) के साथ प्रतिक्रिया देने से प्राथमिक, द्वितीयक या तृतीयक एमीन्स बनाए जा सकते हैं, जो एलकील हाइलाइड पर एलकील समूहों की संख्या पर निर्भर करता है।
• होफमैन ब्रोमाइड डिग्रेडेशन: एमाइड्स को होफमैन ब्रोमाइड डिग्रेडेशन प्रतिक्रिया के माध्यम से प्राथमिक एमीन्स तक परिवर्तित किया जा सकता है, जिसमें एमाइड को ब्रोमिन (Br₂) और जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) या अम्ल के साथ प्रतिक्रिया देना शामिल है।

1.3 एमीन्स के भौतिक और रासायनिक गुण#

• आमोटिकता: नाइट्रोजन एटम पर अपरेज जोड़े के स्थान के कारण एमीन्स आमोटी होते हैं। एक एमीन्स की आमोटिकता नाइट्रोजन एटम पर जुड़े एलकील समूहों की संख्या के साथ बढ़ती है।
• हाइड्रोजन बांध: नाइट्रोजन एटम पर अपरेज जोड़े के कारण एमीन्स अन्य अवस्थाओं जैसे पानी के साथ हाइड्रोजन बांध बना सकते हैं।
• घुलनशीलता: एमीन्स आमतौर पर पानी में घुलनशील होते हैं क्योंकि उनकी हाइड्रोजन बांध बनाने की क्षमता होती है। एक एमीन्स की घुलनशीलता नाइट्रोजन एटम पर जुड़े एलकील समूहों की संख्या के साथ कम होती है।
• न्यूक्लियोफाइल प्रतिस्थापन: नाइट्रोजन एटम पर अपरेज जोड़े एक सकारात्मक आर्गन एटम पर हमला करके न्यूक्लियोफाइल प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में शामिल हो सकते हैं।

1.4 एमीन्स की प्रतिक्रियाएँ#

• न्यूक्लियोफाइल प्रतिस्थापन: एमीन्स एलकील हाइलाइड्स, एसाइल क्लोराइड्स और अन्य इलेक्ट्रोफाइल्स के साथ न्यूक्लियोफाइल प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में शामिल हो सकते हैं।
• एसाइलेशन: एमीन्स को एसाइल क्लोराइड्स के साथ प्रतिक्रिया देने से एमाइड्स बनाए जा सकते हैं।
• एलकीलेशन: एमीन्स को एलकील हाइलाइड्स के साथ प्रतिक्रिया देने से क्वाटर्नरी अमोनियम लवण बनाए जा सकते हैं।
• हिन्सबेर परीक्षण: एमीन्स को अन्य नाइट्रोजन से युक्त यौगिकों से भिन्न किया जा सकता है हिन्सबेर परीक्षण का उपयोग करके। हिन्सबेर परीक्षण में एमीन्स को बेन्जेनसल्फोनाइल क्लोराइड के साथ प्रतिक्रिया देने और फिर उत्पाद को जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड से उपयोग किया जाता है।

2. एमाइड्स#

2.1 एमाइड्स में संरचना और बांध#

• एमाइड्स में कार्बोनिल समूह (C=O) नाइट्रोजन एटम (N) से बांधा हुआ होता है।
• एक एमाइड में कार्बन-नाइट्रोजन बांध एक डबल बांध है और नाइट्रोजन-हाइड्रोजन बांध एक सिंगल बांध है।
• एमाइड्स कार्बन और नाइट्रोजन एटम्स के बीच इलेक्ट्रोनेगेटिविटी के अंतर के कारण धनात्मक अवस्थाएँ रखते हैं।

2.2 एमाइड्स का तैयारी विधियाँ#

• कार्बोक्सिलिक अम्ल और एमोनिया या एमीन्स की प्रतिक्रिया: कार्बोक्सिलिक अम्ल को एमोनिया या एमीन्स के साथ प्रतिक्रिया देने से एमाइड्स बनाए जा सकते हैं। प्रतिक्रिया एक मजबूत अम्ल जैसे हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl) या सल्फरिक अम्ल (H₂SO₄) द्वारा विकिरणित की जाती है।
• एसाइल क्लोराइड्स का एमोनियलॉसिस: एसाइल क्लोराइड्स को एमोनिया या एमीन्स के साथ प्रतिक्रिया देने से एमाइड्स बनाए जा सकते हैं। प्रतिक्रिया एक लॉयस अम्ल जैसे अल्युमिनम क्लोराइड (AlCl₃) या आयरन(III) क्लोराइड (FeCl₃) द्वारा विकिरणित की जाती है।

2.3 एमाइड्स के भौतिक और रासायनिक गुण#

• धनात्मकता: एमाइड्स कार्बन और नाइट्रोजन एटम्स के बीच इलेक्ट्रोनेगेटिविटी के अंतर के कारण धनात्मक अवस्थाएँ रखते हैं।
• घुलनशीलता: एमाइड्स आमतौर पर पानी में घुलनशील होते हैं क्योंकि उनकी हाइड्रोजन बांध बनाने की क्षमता होती है। एक एमाइड की घुलनशीलता अवस्थाएँ के साथ कम होती हैं।
• हाइड्रोजन बांध: एमाइड्स अन्य अवस्थाओं जैसे पानी के साथ हाइड्रोजन बांध बना सकते हैं क्योंकि धनात्मक कार्बोनिल समूह के स्थान होते हैं।
• हाइड्रोलिसिस: एमाइड्स को कार्बोक्सिलिक अम्ल और एमोनिया या एमीन्स के बनने के लिए हाइड्रोलाइज किया जा सकता है। हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया एक मजबूत अम्ल जैसे हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl) या सल्फरिक अम्ल (H₂SO₄) द्वारा विकिरणित की जाती है।
• परिवर्तन: एमाइड्स को एमीन्स के बनने के लिए परिवर्तित किया जा सकता है। परिवर्तन प्रतिक्रिया आमतौर पर लिथियम अल्युमिनियम हाइड्राइड (LiAlH₄) या सोडियम बोरहाइड्राइड (NaBH₄) जैसे परिवर्तक पदार्थ का उपयोग करके की जाती है।
• न्यूक्लियोफाइल प्रतिस्थापन: एमाइड्स मजबूत न्यूक्लियोफाइल्स जैसे हाइड्रॉक्साइड आयन (OH^-) या एल्कोक्साइड आयन (RO^-) के साथ न्यूक्लियोफाइल प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में शामिल हो सकते हैं।

3. नाइट्राइल्स#

3.1 नाइट्राइल्स में संरचना और बांध#

• नाइट्राइल्स में कार्बन-नाइट्रोजन ट्रिपल बांध (C≡N) होता है।
• नाइट्राइल में कार्बन-नाइट्रोजन बांध कार्बन और नाइट्रोजन एटम्स के बीच इलेक्ट्रोनेगेटिविटी के अंतर के कारण धनात्मक बांध है।

3.2 नाइट्राइल्स का तैयारी विधियाँ#

• एमाइड्स का अवारोहण: एमाइड्स को एक मजबूत अवारोहणकारी पदार्थ जैसे फास्फोरस पेन्टाक्साइड (P₂O₅) या थायोनियल क्लोराइड (SOCl₂) का उपयोग करके नाइट्राइल्स तक अवारोहित किया जा सकता है।
• एलकील हाइलाइड्स और साइअनाइड आयन की प्रतिक्रिया: एलकील हाइलाइड्स को साइअनाइड आयन (CN^-) के साथ प्रतिक्रिया देने से नाइट्राइल्स बनाए जा सकते हैं। प्रतिक्रिया आमतौर पर एक धनात्मक अप्रोटिक अवस्थाएँ जैसे डायमीथिलफॉर्माइड (DMF) या एसीटाइन (CH₃CN) में की जाती है।

3.3 नाइट्राइल्स के भौतिक और रासायनिक गुण#

• धनात्मकता: नाइट्राइल्स कार्बन और नाइट्रोजन एटम्स के बीच इलेक्ट्रोनेगेटिविटी के अंतर के कारण धनात्मक अवस्थाएँ रखते हैं।
• घुलनशीलता: नाइट्राइल्स आमतौर पर पानी में घुलनशील होते हैं क्योंकि उनकी हाइड्रोजन बांध बनाने की क्षमता होती है। एक नाइट्राइल की घुलनशीलता अवस्थाएँ के साथ कम होती हैं।
• हाइड्रोजन बांध: नाइट्राइल्स अन्य अवस्थाओं जैसे पानी के साथ हाइड्रोजन बांध बना सकते हैं क्योंकि धनात्मक कार्बन-नाइट्रोजन ट्रिपल बांध के स्थान होते हैं।
• हाइड्रोलिसिस: नाइट्राइल्स को कार्बोक्सिलिक अम्ल और एमोनिया के बनने के लिए हाइड्रोलाइज किया जा सकता है। हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया एक मजबूत अम्ल जैसे हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl) या सल्फरिक अम्ल (H₂SO₄) द्वारा विकिरणित की जाती है।
• परिवर्तन: नाइट्राइल्स को एमीन्स के बनने के लिए परिवर्तित किया जा सकता है। परिवर्तन प्रतिक्रिया आमतौर पर लिथियम अल्युमिनियम हाइड्राइड (LiAlH₄) या सोडियम बोरहाइड्राइड (NaBH₄) जैसे परिवर्तक पदार्थ का उपयोग करके की जाती है।
• न्यूक्लियोफाइल जोड़: नाइट्राइल्स विभिन्न न्यूक्लियोफाइल्स जैसे पानी (H₂O), अल्कोहल्स (ROH) और एमोनिया (NH₃) के साथ न्यूक्लियोफाइल जोड़ प्रतिक्रियाओं में शामिल हो सकते हैं।

4. डायजोशियम यौगिकें#

4.1 डायजोशियम यौगिकों में संरचना और बांध#

• डायजोशियम यौगिकें में एक सकारात्मक रेखामान नाइट्रोजन एटम (N⁺) दो अरेल समूहों से बांधा हुआ होता है।
• डायजोशियम यौगिक में नाइट्रोजन-कार्बन बांध नाइट्रोजन और कार्बन एटम्स के बीच इलेक्ट्रोनेगेटिविटी के अंतर के कारण धनात्मक कोवालेंट बांध हैं।

4.2 डायजोशियम यौगिकों का तैयारी विधियाँ#

• डायजोटाइजेशन प्रतिक्रिया: डायजोशियम यौगिकें एक अरोमेटिक एमीन्स को नाइट्रोस अम्ल (HNO₂) के साथ प्रतिक्रिया देने से तैयार की जा सकती हैं। प्रतिक्रिया आमतौर पर एक ठंडे, अम्लीय अवस्थाएँ में की जाती है।

4.3 डायजोशियम यौगिकों के भौतिक और रासायनिक गुण#

• स्थिरता: डायजोशियम यौगिकें आमतौर पर अस्थिर होती हैं और नाइट्रोजन गैस (N₂) और एक कार्बोकासियोन के बनने के लिए आसानी से अविघ्न हो सकती हैं।
• घुलनशीलता: डायजोशियम यौगिकें पानी में घुलनशील होती हैं क्योंकि सकारात्मक रेखामान नाइट्रोजन एटम के स्थान होते हैं।
• प्रतिक्रियाशीलता: डायजोशियम यौगिकें अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होती हैं और विभिन्न प्रतिक्रियाओं में शामिल हो सकती हैं, जैसे इलेक्ट्रोफाइल अरोमेटिक प्रतिस्थापन, जोड़ प्रतिक्रियाएँ और अजो रंग बनाना।

4.4 डायजोशियम यौगिकों की प्रतिक्रियाएँ#

• इलेक्ट्रोफाइल अरोमेटिक प्रतिस्थापन: डायजोशियम यौगिकें विभिन्न न्यूक्लियोफाइल्स जैसे फेनॉल के साथ इलेक्ट्रोफाइल अरोमेटिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में शामिल हो सकती हैं।