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S1-Bromopropane (n-propylbromide या nPB) रासायनिक सूत्र CH3CH2CH2Br के साथ एक ऑर्गोब्रोमिन यौगिक है। [१] यह एक रंगहीन तरल है। पानी से थोड़ा सघन और पानी में थोड़ा घुलनशील। जब उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है तो जहरीले धुएं का उत्सर्जन हो सकता है। [२]
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साबुन बनाने के लिए, बस कार्बन-हाइड्रोजन बॉन्ड में ऑक्सीजन परमाणु डालें। नुस्खा सरल लग सकता है। लेकिन कार्बन-हाइड्रोजन बॉन्ड, जैसे बालों में चिपके गम को अलग करना मुश्किल होता है। चूंकि वे सिर्फ साबुन की तुलना में कहीं अधिक आधार प्रदान करते हैं, इसलिए उस जिद्दी जोड़ी को तोड़ने का एक तरीका खोजा जा सकता है कि कैसे रासायनिक उद्योग फार्मास्यूटिकल्स से घरेलू सामानों तक सब कुछ पैदा करते हैं। अब, हार्वर्ड विश्वविद्यालय और कॉर्नेल विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने सिर्फ इतना ही किया है: पहली बार, उन्होंने यह पता लगाया कि कैसे एक प्रतिक्रियाशील तांबा-नाइट्रिन उत्प्रेरक- जो मूंगफली के मक्खन की तरह बालों पर गोंद की पकड़ को ढीला करने के लिए इस्तेमाल होता है, एक रासायनिक प्रतिक्रिया को उत्पन्न करने में मदद करता है। -कोल्ड उन कार्बन-हाइड्रोजन बॉन्ड में से एक को कार्बन-नाइट्रोजन बॉन्ड में तब्दील करता है, जो रासायनिक संश्लेषण के लिए एक मूल्यवान बिल्डिंग ब्लॉक है। विज्ञान में प्रकाशित एक पेपर में, कर्टिस कार्सच, एक पीएच.डी. हार्वर्ड विश्वविद्यालय के ग्रेजुएट स्कूल ऑफ आर्ट्स एंड साइंसेज में छात्र, टेड बेटले, हार्वर्ड में रसायन विज्ञान के इरविंग प्रोफेसर, काइल लैंकेस्टर, कॉर्नेल विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान के एसोसिएट प्रोफेसर, और उनके सहयोगियों की टीम, न केवल कैसे एक प्रतिक्रियाशील तांबा-नाइट्रिन उत्प्रेरक अपना जादू करता है, लेकिन यह भी कि उन हठी कार्बन-हाइड्रोजन बॉन्ड को तोड़ने के लिए उपकरण को कैसे बोतल में डाला जाए और कम अपशिष्ट, ऊर्जा और लागत के साथ सॉल्वैंट्स, डिटर्जेंट और रंगों जैसे उत्पाद बनाएं। उद्योग अक्सर बहु-चरण प्रक्रिया के माध्यम से ऐसे उत्पादों (अमाइन) की नींव बनाते हैं: सबसे पहले, कच्चे अल्केन पदार्थों को प्रतिक्रियाशील अणुओं में परिवर्तित किया जाता है, अक्सर उच्च लागत के साथ, कभी-कभी विषाक्त उत्प्रेरक। फिर, रूपांतरित सब्सट्रेट को एक रासायनिक समूह का आदान-प्रदान करने की आवश्यकता होती है, जिसे अक्सर एक पूरे नए उत्प्रेरक प्रणाली की आवश्यकता होती है। उस मध्यवर्ती कदम से बचना - और इसके बजाय तुरंत वांछित सामग्री को सीधे प्रारंभिक सामग्री में सम्मिलित करना - समग्र सामग्री, ऊर्जा, लागत को कम कर सकता है, और संभवतः प्रक्रिया की विषाक्तता को भी कम कर सकता है। बेटली और उनकी टीम ने ऐसा करने का लक्ष्य रखा: एक ऐसे उत्प्रेरक की तलाश करें जो रासायनिक कदमों को छोड़ सके। भले ही शोधकर्ताओं ने एक अर्ध शताब्दी के लिए प्रतिक्रियाशील तांबा-नाइट्रिन उत्प्रेरक के सटीक मेकअप के लिए शिकार किया है और यहां तक कि अनुमान लगाया है कि तांबा और नाइट्रोजन रासायनिक उपकरण का मूल हो सकता है, जोड़ी के इलेक्ट्रॉनों का सटीक गठन अज्ञात रहा। “इलेक्ट्रॉनों अचल संपत्ति की तरह हैं, आदमी। स्थान सब कुछ है, ”बेटले ने कहा। "एक अणु में इलेक्ट्रॉनों का फैलाव इसकी प्रतिक्रियाशीलता से पूरी तरह से जुड़ा हुआ है," लैंकेस्टर ने कहा, जिन्होंने अपनी प्रयोगशाला में स्नातक छात्र इडा डिमुची के साथ, तांबे और नाइट्रोजन पर इलेक्ट्रॉनों के आविष्कारों को स्थापित करने में मदद की। ऊर्जा को खोजने के लिए एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करना जहां फोटोन अवशोषित हो जाएंगे - एक इलेक्ट्रॉन की अनुपस्थिति के निशान - उन्होंने नाइट्रोजन पर दो अलग-अलग छेद पाए। "नाइट्रोजन का यह स्वाद - जिसमें आपके पास ये दो इलेक्ट्रॉन गायब हैं - दशकों से प्रतिक्रियात्मकता में फंसा है, लेकिन किसी ने भी ऐसी प्रजातियों के लिए प्रत्यक्ष प्रायोगिक सबूत नहीं दिए हैं।" उनके पास अब है। आमतौर पर, अगर एक तांबे का परमाणु नाइट्रोजन से बांधता है, तो दोनों अपने कुछ इलेक्ट्रॉनों को एक सहसंयोजक बंधन बनाने के लिए छोड़ देते हैं, जिसमें वे इलेक्ट्रॉनों को समान रूप से साझा करते हैं। "इस मामले में," बेटले ने कहा, "यह उस पर दो छेद वाला नाइट्रोजन है, इसलिए इसमें दो मुक्त कण हैं और यह तांबे में एक अकेला जोड़े से बंधा है।" यह बाध्यकारी वाष्पशील नाइट्रिन को बंद करने से रोकता है और इसके रास्ते में जो कुछ भी मिलता है, के साथ विनाशकारी रसायन शास्त्र का प्रदर्शन करता है। जब कोई अपने पैर पर कट जाता है, उदाहरण के लिए, शरीर इन नाइट्रिन रेडिकल्स के समान एक प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजाति भेजता है। प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियां परजीवी या संक्रामक एजेंटों पर हमला करती हैं, लेकिन वे डीएनए को भी नुकसान पहुंचा सकते हैं। इसलिए, प्रतिक्रियाशील नाइट्रिन को शामिल करने के लिए, पहले-लेखक कार्सच ने लिगैंड के रूप में एक विशाल पिंजरे का निर्माण किया। लिगैंड-जैसे कार्बनिक नाइट्रबर्न के आसपास तांबा नाइट्रिन जोड़ी-उत्प्रेरक को बरकरार रखता है। उस झाड़ी को काट दें और एक अन्य पदार्थ का परिचय दें- जैसे कार्बन-हाइड्रोजन बॉन्ड- और उग्र नाइट्रिन काम करता है। बेटली उत्प्रेरक को एक कंकाल की कुंजी कहती है, जो बॉन्ड को अनलॉक करने की क्षमता वाला एक उपकरण है जो अन्यथा संश्लेषण में उपयोग करने के लिए बहुत मजबूत होगा। "उम्मीद है, हम इन रासायनिक प्रजातियों को उत्पन्न कर सकते हैं जो अब इतने प्रतिक्रियाशील होने जा रहे हैं कि वे हमारे आस-पास सबसे अधिक निष्क्रिय प्रकार के पदार्थों को प्रस्तुत करते हैं जो हमारे आस-पास हैं जैसे हम कुछ खेल सकते हैं," उन्होंने कहा। "यह वास्तव में, वास्तव में शक्तिशाली होगा।" चूंकि बिल्डिंग ब्लॉक्स- जैसे तांबे और अमीन्स- प्रचुर और सस्ते होते हैं, कंकाल की कुंजी फार्मास्यूटिकल्स या घरेलू उत्पादों को बनाने के लिए अधिक व्यावहारिक तरीके अनलॉक कर सकती है। जब कार्सच ने पहली बार अणु बनाया, "वह सचमुच खुशी से बंध रहा था," बेतले ने कहा। "मैं ऐसा था, 'ठीक है, बस जाओ।' पिछले छह दशकों के शोध के दौरान प्रस्तावित। "अगर हमने इसे शुरू में प्रस्तावित किया था, तो मुझे लगता है कि लोगों ने हम पर झांसा दिया होगा।" हालाँकि बेट्ली ने इस मायावी प्रजाति का पीछा किया था - लैंकेस्टर ने "बड़ा खेल शिकार" कहा था - जब से उसने 2007 में अपनी प्रयोगशाला शुरू की, वह अपनी जीत के बारे में कम और अपने सहयोगियों के बारे में अधिक परवाह करता है। "मुझे कुर्तियों को देखने से मेरा पूरा आनंद मिलता है और मेरे अन्य छात्रों को इस बारे में सुपर निकाल दिया जाता है कि वे वास्तव में क्या करने में सक्षम हैं।" कार्सच को दोनों आलोचकों और रासायनिक दीवारों का सामना करना पड़ा, लेकिन फिर भी वह अपने शिकार में बनी रही। "मुझे खुशी है कि वह जिद्दी है, जैसा कि मैं हूँ," बेतले ने कहा। वे दोनों उतने ही ज़िद्दी हो सकते हैं जितने कि वे बंधन अब टूट सकते हैं। कॉर्नेल में, जब लैंकेस्टर और पांचवें वर्ष के स्नातक छात्र डिमुची ने निष्कर्षों की पुष्टि की, तो उन्होंने "बेथले टीम को एक बल्कि रंगीन ईमेल भेजा"। लेकिन वह भी अपने सहयोगियों को श्रेय देता है। डायमुकी ने स्टैनफोर्ड सिंक्रोट्रॉन रेडिएशन लाइटसोर्स में अपनी टीम के साथ उत्प्रेरक की इलेक्ट्रॉनिक संरचना का विश्लेषण करते हुए सात दिन बिताए। "अपनी नई प्रयोगात्मक क्षमताओं के बिना," लैंकेस्टर ने कहा, "हमें वास्तव में शोर और कम पृष्ठभूमि का संकेत नहीं मिला होगा जिसने इस चीज़ की पहचान को बहुत आसान बना दिया है।" इसके बाद, टीम इस नए डिजाइन से प्रेरणा लेने के लिए और भी व्यापक अनुप्रयोगों के साथ उत्प्रेरक का निर्माण कर सकती है, जैसे कि खतरनाक मिथेन को मेथनॉल में बदलने के प्रकृति के तरीके को प्रतिबिंबित करना। "एक असली पवित्र कब्र कहना होगा, 'ठीक है, कि सीएच बांड वहाँ, इस अणु में एक विशेष रूप से, मैं इसे एक सीएन बांड या सीओ बांड में बदलना चाहता हूं," लैंकेस्टर ने कहा।
बर्मिंघम विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों द्वारा कोनिफर्स और फलों के पेड़ों में सुगंधित अणुओं से कार्बनिक पॉलिमर बनाने का एक तरीका विकसित किया गया है। 3-डी प्रिंटिंग अनुप्रयोगों के लिए विकसित तकनीक, बायोमेडिकल अनुप्रयोगों या प्रोटोटाइप में उपयोग के लिए टिकाऊ सामग्री की एक नई पीढ़ी का नेतृत्व कर सकती है। टेरपेन्स कहलाते हैं, अणु विभिन्न प्रकार के पौधों के आवश्यक तेलों में पाए जाते हैं और अक्सर सुगंध, सौंदर्य प्रसाधन और अन्य घरेलू उत्पादों में उपयोग किए जाते हैं। क्योंकि वे निकालने और प्रक्रिया में मुश्किल हैं, सिंथेटिक संस्करणों को अक्सर प्रतिस्थापित किया जाता है। रेजिन का उत्पादन करने के लिए टेरपेन का भी उपयोग किया जा सकता है। यह उन्हें रसायनज्ञों और इंजीनियरों के लिए बेहद दिलचस्प बनाता है, जो पेट्रोकेमिकल से बने प्लास्टिक को बदलने के लिए नए स्थायी पॉलिमर की जांच करते हैं। दिलचस्प सामग्री के उत्पादन के लिए टेरपेन को कुशलतापूर्वक संसाधित करने का एक तरीका खोजने की चुनौती है। बर्मिंघम विश्वविद्यालय के रसायन विज्ञान विश्वविद्यालय में शोधकर्ताओं ने अणुओं को निकालने और उन्हें स्थिर रेजिन में परिवर्तित करने की एक तकनीक तैयार की है। थिओल्स नामक सल्फर-आधारित कार्बनिक यौगिकों के साथ संयोजन करके, रेजिन को एक ठोस पदार्थ बनाने के लिए प्रकाश द्वारा सक्रिय किया जा सकता है। उनके परिणाम पॉलिमर रसायन विज्ञान में प्रकाशित होते हैं। इस तरह से टेरापेन्स को संसाधित करना उन्हें 3-डी प्रिंटिंग प्रक्रिया में विशेष रूप से उपयोगी बनाता है जिसे स्टीरियोलिथोग्राफी कहा जाता है, जहां ऑब्जेक्ट्स को कई परतों में बनाया जाता है और यूवी लाइट के तहत एक साथ मिलकर 3-डी ऑब्जेक्ट बनाया जाता है। प्रमुख लेखक, प्रोफेसर एंड्रयू डोव बताते हैं: “हमें ऐसे पॉलिमर उत्पाद बनाने के टिकाऊ तरीके खोजने की ज़रूरत है जो पेट्रोकेमिकल्स पर निर्भर न हों। Terpenes को इस खोज में वास्तविक क्षमता के रूप में मान्यता दी गई है और हमारा काम इन प्राकृतिक उत्पादों का उपयोग करने में सक्षम होने की दिशा में एक आशाजनक कदम है। " अलग-अलग टेरापेन्स विभिन्न भौतिक गुणों का उत्पादन करते हैं और टीम के लिए अगला कदम उन गुणों की जांच करना है जो उन्हें बेहतर नियंत्रण के लिए पूरी तरह से तैयार करते हैं। यद्यपि सुगंध टेपेन्स के भौतिक गुणों की कुंजी नहीं है, फिर भी शोधकर्ता यह देखने के लिए इच्छुक हैं कि क्या वे कुछ उत्पादों में भी इस्तेमाल किए जा सकते हैं।
