বিক্রিয়ার মেকানিজম
বিক্রিয়ার মেকানিজম
(Mechanism of organic reaction)
প্রশ্ন: ফ্রি-রেডিক্যাল, কার্বানায়ন এবং কার্বোনিয়াম আয়ন বলতে কী বুঝ (Free-radical, Carbanion and Carbonium ion)?
উত্তর: ফ্রি-রেডিক্যাল: সমযোজী সিগমা বন্ধনের সুষম বিভাজনের ফলে সৃষ্ট বিজোড় (odd) ইলেকট্রন সংবলিত চার্জবিহীন কোন পরমাণু বা মূলককে মুক্ত পরমাণু বা ফ্রি-রেডিক্যাল বলে।
উদাহরণ : মিথাইল ফ্রি-রেডিক্যাল (•CH3) এবং ক্লোরিন ফ্রি-রেডিক্যাল (Cl•)। তাপ অথবা আলো থেকে সরবরাহ করা শক্তি দ্বারা বন্ধন ভাঙ্গে ও ফ্রি-রেডিক্যাল উৎপন্ন হয়
স্থায়িত্ব: ফ্রি-র্যাডিকেল সমূহে e- ঘাটতি থাকায় এরা অস্থায়ী তবে এদের সাথে e- দানকারী অ্যালকাইমূলক যুক্ত থাকলে স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি পায় ।
কার্বোনিয়াম: জৈব অণুর সমযোজী বন্ধনের বিষম বিভাজনের ফলে সৃষ্ট ধনাত্মক আধানযুক্ত কার্বন পরমাণুবিশিষ্ট আয়নকে কার্বোক্যাটায়ন বা কার্বোনিয়াম আয়ন বলে। যেমন: মিথাইল কার্বোনিয়াম আয়ন (CH3), ইথাইল
কার্বোনিয়াম আয়ন (CH3-CH2)
এদের স্থায়িত্বের ক্রম : e- ঘাটতি থাকায় কার্বোনিয়াম আয়ন অস্থায়ী। ধনাত্মক কার্বনের সাথে e- দানকারী অ্যালকাইল গ্রুপ যুক্ত থাকলে R-গ্রুপ ধনাত্মক আবেশিয় ধর্ম তথা হাইপার কনজুগেশনের মাধ্যমে সিগমা ইলেকট্রনকে ধনাত্মক কার্বনের দিকে ঠেলে দেয়। ফলে কার্বনের ধনাত্মক চার্জ হ্রাস পাওয়ায় কার্বোনিয়াম আয়নের স্থিতিশীলতা বাড়ে। অর্থাৎ, R মূলকটি ইলেকট্রন দানকারীমূলক হওয়ায় স্থায়িত্ব বেড়েছে।
(৬টি ইলেকট্রন আছে তাই e- ঘাতটি সম্পন্ন বিকারক)
কার্বানায়ন : জৈব অণুর সমযোজী বন্ধনের বিষম বিভাজনের ফলে সৃষ্ট ঋণাত্মক চার্জযুক্ত কার্বন পরমাণুবিশিষ্ট জৈব আয়নকে কার্বানায়ন বলে। যেমন: মিথাইল কার্বানায়ন (CH3 🙂 ইথাইল কার্বানায়ন (CH3-CH2 :)।
এ ধরনের আয়নগুলো ইলেকট্রন আধিক্য থাকায় অত্যন্ত সক্রিয় এবং স্থায়িত্ব খুব কম। ফলে কার্বনের ধনাত্মক চার্জ হ্রাস পাওয়ার কার্বোনিয়াম আয়নের স্থিতিশীলতা বাড়ে।
এদের স্থায়িত্বের ক্রম : e- এর আধিক্য এরা অস্থিতিশীল। ঋণাত্মক কার্বনের সাথে e- দানকারী অ্যালকাইল গ্রুপ থাকলে ধনাত্মক আবেশীয় ধর্মের মাধ্যমে সিগমা ইলেকট্রনকে ঋণাত্মক কার্বনের দিকে ঠেলে দেয়। ফলে কার্বানায়নে কার্বনের চারিদিকে ঋণাত্মক চার্জের পরিমাণ বাড়ে এবং স্থায়িত্ব আরও কমে যায়।
(৮টি e- থাকলেও – চিহ্ন থাকায় এটি অস্থায়ী)
তবে ইলেকট্রন আকর্ষীমূলক যুক্ত থাকলে স্থিতিশীলতা বাড়ে। যেমন-
প্রশ্ন: ইলেক্ট্রোফাইল বা ইলেকট্রন আকর্ষী এবং নিউক্লিওফাইল বা কেন্দ্রাকর্ষী বলতে কী বুঝ (Electrophile or electron attractive and nucleophile or centrifugal)?
উত্তর:
ইলেক্ট্রোফাইল (Electrophile): যে সকল বিকারকের ইলেক্ট্রনের ঘাটতি আছে এবং বিক্রিয়াকালে/ইলেক্ট্রন গ্রহণ করে তাদেরকে ইলেক্ট্রোফাইল বা ইলেক্টনআকর্ষী বিকারক বলে।
নিউক্লিওফাইল (nucleophile): যে সকল বিকারকের ইলেকট্রনের আধিক্য আছে এবং বিক্রিয়াকালে ধনাত্মক কেন্দ্রের প্রতি আকৃষ্ট হয়ে জোড় ইলেক্ট্রন দান করে তাদেরকে নিউক্লিওফাইল বা কেন্দ্রাকর্ষী বিকারক বলে।
কোনটি কোন ধরনের বিকারক সরবরাহ করবে তা বিক্রিয়ার পরিবেশ ও বিক্রিয়কের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে। যেমন: HX, H2SO4, H2,X2 প্রভৃতি ইলেক্ট্রনাকর্ষী বিকারক সরবরাহ করে এবং HCN, NaHSO3 ও RMgX কেন্দ্রাকার্ষী বিকারক সরবরাহ করে।
বিক্রিয়ার মেকানিজম
(Mechanism of organic reaction)
প্রশ্ন: জৈব বিক্রিয়ার কৌশল বলতে কি বুঝ? (Organic reaction techniques)
উত্তর: জৈব বিক্রিয়ার মূল কৌশল হলো কার্বন গঠিত জৈব যৌগের উপর দ্বিতীয় কোন পদার্থ আক্রমণ করে বিক্রিয়া সংগঠিত করে থাকে। প্রথম কার্বন গঠিত যৌগকে ’সাবস্ট্রেট’ অর্থাৎ নিম্ন শক্তি সম্পন্ন যৌগ এবং শেষোক্ত পদার্থকে আক্রমণকারী বিকারক বলে। আক্রমণকারী বিকারকের প্রভাবে সাবস্ট্রেট অনুতে কার্বন বন্ধন ভেঙ্গে একটি ক্ষনস্থায়ী মধ্যক তৈরি হয়। যা বিয়োজিত হয়ে বা বিক্রিয়া করে স্থায়ী উৎপাদে পরিণত হয়। আক্রমনকারী বিকারকের প্রভাবে সাবস্ট্রেট অণুর কার্বন বন্ধন ভেঙ্গে ক্ষণস্থায়ী মধ্যক সৃষ্টির মাধ্যমে নতুন যৌগ গঠন পর্যন্ত বিক্রিয়ার বিভিন্ন ধাপসমূহকে জৈব বিক্রিয়ার কৌশল বলে।
আক্রমণকারী বিকারক + সাবস্ট্রেট → ক্ষণস্থায়ী মধ্যক → উৎপাদ।
জৈব বিক্রিয়াকে চার ভাগে ভাগ করা যায়।
১। প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া : অ্যালকোহল, অ্যালকাইল হ্যালাইড, অ্যারোম্যাটিক যৌগের বৈশিষ্ট্যপূর্ণ বিক্রিয়া।
২। যুত বিক্রিয়া বা সংযোজন বিক্রিয়া : অসম্পৃক্ত তথা দ্বি বা ত্ৰিবন্ধনযুক্ত যৌগের বৈশিষ্ট্যপূর্ণ বিক্রিয়া।
৩। অপসারণ বিক্রিয়া : অ্যালকোহল, অ্যালকাইল হ্যালাইডের বৈশিষ্ট্যপূর্ণ বিক্রিয়া ।
৪। পারমাণবিক পুনর্বিন্যাস বিক্রিয়া বা সমাণুকরণ বিক্রিয়া
প্রশ্ন : সংযোজন বিক্রিয়া বা যুত বিক্রিয়া বলতে কি বুঝ? এর শ্রেণিবিভাগ উল্লেখ কর। (Addition reaction and its classification)
উত্তর: যে জৈব বিক্রিয়ায় একাধিক বিক্রিয়ক বিক্রিয়া করে একটি মাত্র উৎপাদে পরিণত হয়, তাকে যুত বিক্রিয়া বলে এবং উৎপন্ন যৌগকে যুত যৌগ বলে। এটি দুভাগে বিভক্ত।
১. ইলেক্ট্রোফিলিক যুত বিক্রিয়াঃ (Electrophilic addition reaction): অ্যালকিন, অ্যালকাইন এবং বন্ধনযুক্ত অপোলার যৌগ এ ধরনের বিক্রিয়া
দেখায়।
২. নিউক্লিওফিলিক যুত বিক্রিয়াঃ (Nucleophilic Addition Reaction): পোলার C যুক্ত যৌগ যেমন- অ্যালডিহাইড ও কিটোন এ ধরনের বিক্রিয়া দেখায়।
প্রশ্ন: ইলেক্ট্রোফিলিক যুত বিক্রিয়ার কৌশল বর্ণনা কর। (Electrophilic addition reaction)
উত্তর: যে যুত বিক্রিয়ায় আক্রমনকারী বিকারক হিসেবে ইলেক্ট্রোফাইল ব্যবহৃত হয় তাকে ইলেক্ট্রোফিলিক যুত বিক্রিয়া বলে।
উদাহরণ: CCl4 দ্রাবকে দ্রবীভূত Br2 এর লাল বর্ণের দ্রবণে ইথিন চালনা করা হলে 1, 2 ডাইব্রোমাইথেন উৎপন্ন হয় এবং দ্রবণটি বর্ণহীন হয়ে যায়।
বিক্রিয়ার কৌশল নিম্নরূপঃ
১ম ধাপ (1st step): অ্যালকিন যেমন ইথিন এর সঞ্চরণশীল দুর্বল পাই, বন্ধনের পাই eletron এর প্রভাবে Br2 বন্ধনের বিষম বিভাজনের মাধ্যমে ইলেকট্রোফাইল ব্রোমোনিয়াম (Br+) এবং নিউক্লিওফাইল ব্রোমাইড (Br-) আয়ন তৈরি হয়।
Br – Br → Br++: Br-
২য় ধাপ (2nd step): ইলেকট্রোফাইল ব্রোমোনিয়াম আয়ন ইথিনের সাথে যুক্ত হয়ে কার্বোনিয়াম আয়ন তৈরি করে।
৩য় ধাপ (3rd step): উৎপন্ন কার্বোনিয়াম আয়ন নিউক্লিওফাইল এর সাথে যুক্ত হয়ে স্থায়ী উৎপাদে পরিণত হয়।
প্রশ্ন: নিউক্লিওফিলিক যুত বিক্রিয়া কৌশল বর্ণনা কর। (Nucleophilic addition reaction)
উত্তর: যে যুত বিক্রিয়া নিউক্লিওফাইল আক্রমনকারী বিকারক হিসেবে কাজ করে তাকে নিউক্লিওফিলিক যুত বিক্রিয়া বলে। কার্বনিল যৌগ সমূহ যেমন অ্যালডিহাইড এবং কিটোন এ ধরনের বিক্রিয়া দেখায়।
বিক্রিয়াটি কৌশল নিম্নরূপঃ
১ম ধাপ : নিউক্লিওফাইল CN তৈরি :
২য় ধাপ : ক্ষণস্থায়ী মধ্যক তৈরি ,
৩য় ধাপ : উৎপাদ তৈরি
বিক্রিয়ার মেকানিজম
(Mechanism of organic reaction)
প্রশ্ন: সংযোজন বিক্রিয়া ক্ষেত্রে মার্কনিকভের নিয়ম বিবৃত ও ব্যাখ্যা কর। (In the case of addition reactions Marknikov’s rules are stated)
উত্তর: এ নিয়ম মতে অপ্রতিসম অসম্পৃক্ত জৈব যৌগের সাথে অপ্রতিসম বা পোলার অণুর বিক্রিয়া কালে পোলার অণুর তড়িৎ ঋণাত্মক অংশ সে অসম্পৃক্ত কার্বনের সাথে যুক্ত হবে যেখানে সবচেয়ে কম পরিমাণে হাইড্রোজেন পরমাণু আছে।
বিক্রিয়াটি কৌশল নিম্নরূপ :
১ম ধাপঃ ইলেকট্রোফাইল তৈরি :
H – Br → H++Br-
২য় ধাপঃ কার্বোনিয়াম আয়ন তৈরি । H+ যেকোন একটি অসম্পৃক্ত কার্বনের সাথে যুক্ত হয়ে দুই ধরনের কার্বোনিয়াম আয়ন তৈরি করে।
৩য় ধাপ : 10ও 20 কার্বোনিয়াম আয়নের মধ্যে 20 এর স্থায়িত্ব বেশি হওয়ায় এটি পরবর্তী ধাপে অধিক পরিমাণে বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে 2-ব্রোমো প্রোপেন প্রধান উৎপাদ উৎপন্ন করে।
Br
CH3– CH –CH3+ :Br- →CH3–CH–CH3
প্রশ্ন: সংযোজন বিক্রিয়া ক্ষেত্রে মার্কনিকভের বিপরীত নিয়ম বা খারাশ এর পারঅক্সাইড প্রভাব বিবৃত ও ব্যাখ্যা কর। (In the case of coupling reactions Marknikov’s opposite rule or the peroxide effect of Kharas is stated)
উত্তর: এ নিয়ম মতে জৈব পারঅক্সাইডের উপস্থিতিতে অপ্রতিসম অসম্পৃক্ত জৈব যৌগের সাথে অপ্রতিসম বা পোলার অণুর বিক্রিয়া কালে পোলার অণুর তড়িৎ ঋণাত্মক অংশ সে অসম্পৃক্ত কার্বনের সাথে যুক্ত হবে যেখানে সবচেয়ে বেশি পরিমাণে হাইড্রোজেন পরমাণু আছে। পারঅক্সাইডের উপস্থিতিতে বিক্রিয়াটি মুক্তমূলক কৌশল অনুসরণ করে । ২° মুক্ত মূলক বেশী স্থায়ী বলে 1- ব্রোমো প্রোপেন প্রধান উৎপাদ হয়।
বিক্রিয়ায়টির কৌশল নিম্নরূপ:
১ম ধাপ : এক্ষেত্রে পারঅক্সাইডের উপস্থিতিতে Br মুক্তমূলক তৈরি হয়।
R –O• • O-RRO• + RO• (অ্যালকক্সি ফ্রি-র্যাডিকেল)
RO•+H Br→ROH+Br•
74
২য় ধাপ : উৎপন্ন Free radical দুই ধরনের উৎপাদ উৎপন্ন করে ।
৩য় ধাপঃ 10 অপেক্ষা 20 Free radical অধিকতর স্থিতিশীল হওয়ায় 20 Free radical এই ধাপে HBr এর সাথে বিক্রিয়া করে প্রধান উৎপাদ 1-ব্রোমো প্রোপেন এবং Br Free radical উৎপন্ন করে। উৎপন্ন Br Free radical পুনরায় বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে উৎপাদ তৈরি করে।
CH3-CH-CH2 –Br+HBr→CH3-CH2-CH2-Br+’Br
জেনে রেখোঃ HCl, HI, পারক্সাইড বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে না- HCl-এ H-Cl বন্ধনশক্তি (103 কিলোক্যালোরি) খুব বেশি। হওয়ার জন্য HCl-এর সঙ্গে RO মুক্ত মূলক বিক্রিয়া করে Cl মুক্তমূলক উৎপন্ন করতে পারে না। সেজন্য HCl, পারক্সাইড বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে না।
আবার, HI-এর মধ্যে যদিও HI- বন্ধনশক্তি কম (71 কিলোক্যালরি) সেজন্য RO মুক্ত মূলক সহজেই H – I বন্ধনকে ভেঙ্গে I মুক্ত মূলক উৎপন্ন করে। কিন্তু I মুক্ত মুলকের ব্যাসার্ধ বেশি হওয়ার জন্য দুটি I মুক্ত মূলক উৎপন্ন হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে ওরা আয়োডিন অণুতে (I2) পরিণত হয়। সেজন্য HI পারক্সাইড বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করতে পারে না। উল্লেখ্য যে, HF এবং HBr এর বন্ধন শক্তি যথাক্রমে 136Kcal এবং 87.5 Kcal ।
বিক্রিয়ার মেকানিজম
(Mechanism of organic reaction)
প্রশ্ন: প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া বলতে কি বুঝ? এর শ্রেণিবিভাগ উল্লেখ কর। (Substitution reaction and its classification)
উত্তর: যে বিক্রিয়ায় কোন জৈব যৌগ হতে কোন মূলক একই যোজনী বিশিষ্ট কোন মূলক দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয় তাকে প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া বলে। এক্ষেত্রে উৎপন্ন যৌগকে প্রতিস্থাপিত যৌগ বলে। একে তিন ভাগে ভাগ করা যায়। 1. Electrophilic প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া; অ্যারোমেটিক যৌগ। যেমন- বেনজিন এ ধরনের বিক্রিয়া দেখায়
2. Nucleophilic প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া; অ্যালকাইল হ্যালাইড এবং অ্যালকোলহসমূহ এ ধরনের বিক্রিয়া দেখায়।
3. Free Radical প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া; অ্যালকেন এ ধরনের বিক্রিয়া দেখায়
প্রশ্ন: অ্যালকেনের Free Radical প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া কৌশল বর্ণনা কর। (Free radical Substitution reaction of Alkene)
উত্তর: মৃদু সূর্যালোকের উপস্থিতিতে CH4 এবং Cl2 এর বিক্রিয়ায় নিম্নরূপে ঘটে।
এটি একটি Free radical বা মুক্ত মূলক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া। এর কৌশল নিমরূপঃ
১ম ধাপ/ সূচনা স্তর (1st step / Starting level)
২য় ধাপ/ বিস্তারণ ধাপ (2nd step / Distribution step)
CH3••H+ ClCH3•+HCl
CH3• + Cl••Cl → CH3-Cl+Cl•
৩য় ধাপ/সমাপ্তি স্তর (3rd step / Completion level)
এ ধাপে Free radical গুলো একে অপরের সাথে যুক্ত হয়ে উৎপাদে পরিণত হয়। ফলে বিক্রিয়াস্থলে কোন Free radical না থাকায় বিক্রিয়াটি বন্ধ হয়ে যায়।
CH3• +•CH3→ CH3-CH3
CH3•+•CI→CH3-Cl
Cl•+•Cl→Cl2
প্রশ্ন: নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া কাকে বলে? (Nucleophilic substitution reaction)
উত্তর: যে বিক্রিয়ায় নিউক্লিওফাইল আক্রমনকারী বিকারক হিসেবে কাজ করে তাকে নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া বলে। এই বিক্রিয়া দুইভাগে ভাগ করা যায়।
১। এক আণবিক নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া বা SN1 বিক্রিয়া।
২। দ্বি-আনবিক নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া বা SN2 বিক্রিয়া।
প্রশ্ন: এক আণবিক নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া বা SN1 বিক্রিয়ার কৌশল বর্ণনা কর। (One molecular nucleophilic substitution reaction Or Strategy of SN1reaction)
উত্তর: যে নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ার হার একটি বিক্রিয়কের ঘনমাত্রার ওপর নির্ভরশীল তাকে SN1 বিক্রিয়া বলে। অ্যালকাইল হ্যালাইডসমূহ এ ধরনের বিক্রিয়া দেখায়।
বিক্রিয়াটি কৌশল নিম্নরূপ : KOH → K++OH-
১ম ধাপঃ কার্বোনিয়াম আয়ন তৈরি হয়।
২য় ধাপঃ উৎপাদ তৈরি
পরিশেষে K++ Cl-KCl
যদি কোনো একটি বিক্রিয়া একাধিক ধাপে সম্পন্ন হয়, তাহলে যে ধাপটি ধীরগতির হবে, সে ধাপের ওপর বিক্রিয়াটি হার নির্ভর করবে। এক্ষেত্রে ১ম ধাপটি হল ধীরগতির ধাপ এ ধাপে একটি মাত্র বিক্রিয়ক অংশগ্রহণ করে বিধায় বিক্রিয়াটিকে এক আণবিক নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া বা SN1 বিক্রিয়া বলে।
যেহেতু, মূলত বিক্রিয়াটি কার্বনিয়াম আয়ন তৈরির ওপর নির্ভরশীল এবং কার্বনিয়াম আয়নের স্থায়িত্বের ক্রম হল : 3°>2°>1°> মিথাইল কার্বনিয়াম আয়ন,
তাই SN1 বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে অ্যালাকাইল হ্যালাইডের বিক্রিয়ার ক্রম হবে 30RX>20RX>10RX>CH3X অর্থাৎ, 30 অ্যালকাইল হ্যালাইড বিক্রিয়াটি সহজে দেখাবে কারণ 30 কার্বনিয়াম আয়ন অধিকতর স্থিতিশীল।
প্রশ্ন: দ্বি-আনবিক নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া বা 𝑺𝑵𝟐 বিক্রিয়ার কৌশল বর্ণনা কর। (Bi-molecular nucleophilic substitution reaction Or Strategy of 𝑺𝑵𝟐 reaction)
উত্তর: যে নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ার হার দুটি বিক্রিয়কের ঘনমাত্রার ওপর নির্ভরশীল তাকে SN2 বিক্রিয়া বলে।
R-CH2-X+KOH aqR-CH2-OH+KX
বিক্রিয়াটি কৌশল নিম্নরূপ:
এক্ষেত্রে C পরমাণুর যেদিকে হ্যালোজেন পরমাণু থাকে আক্রমণকারী বিকারক এর বিপরীত দিক থেকে আংশিক ধনাত্নক চার্জযুক্ত পরমানুকে আক্রমণ করে। আক্রমণকারী বিকারক যখন বন্ধনে যুক্ত হয়ে ক্ষণস্থায়ী মধ্যক তৈরি করে তখন কার্বন পরমাণুর সাথে যুক্তমুলক তিনটি ঝড়ে উল্টানো ছাতার মত উল্টে গিয়ে নতুন ত্রিমাত্রিক গঠন লাভ করে। বিক্রিয়াটি এক ধাপে সম্পন্ন হয়।
KOH →K++ OH-
যেহেতু বিক্রিয়াটি একধাপে সম্পন্ন হয় এবং বিক্রিয়ার হার দুটি বিক্রিয়ক তথা সাবস্ট্রেট এবং আক্রমণকারী বিকারক উভয়ের ঘনমাত্রার ওপর নির্ভরশীল। তাই, একে দ্বি-আনবিক নিউক্লিওফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া বলে। বিক্রিয়াটি মূলত স্টেরিক বা ত্রিমাত্রিক গাঠনিক গঠন বাধার ওপর নির্ভরশীল । CH3X এর ক্ষেত্রে স্টেরিক বাধা সবচেয়ে কম। তাই এক্ষেত্রে অ্যালকাইল হ্যালাইড সমূহের বিক্রিয়ার ক্রম হবে ।
CH;X>10RX>20RX>30RX
উল্লেখ্য যে, কেন্দ্রীয় পরমাণুর চারদিকে বড় মূলকের উপস্থিতির কারণে আক্রমণকারী বিকারক আসতে বা আক্রমণ করতে যে বাধার সম্মুখীন হয় তাকে ঐ বড়মূলক কর্তৃক স্টেরিক বাধা বলে । CH3X এ স্টেরিক বাধা সবচেয়ে কম।
বিক্রিয়ার মেকানিজম
(Mechanism of organic reaction)
SN1 এবং SN2 বিক্রিয়ার মধ্যে পার্থক্য : (Difference between SN1 and SN2)
| SN1 বিক্রিয়া | SN2 বিক্রিয়া |
| ১. SN1 এর কৌশল দুই ধাপে ঘটে। | ১. SN2 এর কৌশল এক ধাপে ঘটে। |
| ২. এই বিক্রিয়ার হার শুধুমাত্র অ্যালকাইল হ্যালাইডের ঘনমাত্রার উপর নির্ভর করে। | ২. এই বিক্রিয়ার হার অ্যালকাইল হ্যালাইডের এবং কেন্দ্রাকর্ষী বিকারক উভয়ের ঘনমাত্রার উপর নির্ভর করে। |
| ৩. এটি একটি এক আণবিক বিক্রিয়া। | ৩. এটি একটি দ্বি-আণবিক বিক্রিয়া। |
| ৪. এই বিক্রিয়ার হারের ক্রমঃ 30>20>10>CH3X. | ৪. এই বিক্রিয়ার হারের ক্রমঃ 30<20<10<CH3X. |
| ৫. এই বিক্রিয়া পোলার দ্রাবকের সহায়ক। কারণ এতে কার্বোনিয়াম তৈরি সহজ হয়। | ৫. এই বিক্রিয়া অপোলার দ্রাবকের সহায়ক। |
| ৬. দুর্বল ক্ষারকের সাথে এই বিক্রিয়া ঘটতে পারে। | ৬. সবল ক্ষারকের সাথে এই বিক্রিয়া ঘটতে পারে । |
প্রশ্ন: ইলেক্ট্রাফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া বলতে কি বুঝ। (Electrophilic substitution reaction)
উত্তর: যে প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া ইলেক্ট্রোফাইল আক্রমনকারী বিকারক হিসেবে কাজ করে তাকে ইলেক্ট্রোফিলিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়া বলে। বিশেষত অ্যারোমিটিক বা বেনজিন এ ধরনের বিক্রিয়া দেখায়। যেমন- বেনজিনের নাইট্রশন, সালফোনেশন, ক্লোরিনেশন, অ্যালকাইলেশন, অ্যাসাইলেশন বিক্রিয়া ইত্যাদি।
প্রশ্ন: বেনজিনের ক্লোরিনেশন বিক্রিয়া কৌশল বর্ণনাকর। (Chlorination reaction of benzene)
উত্তর: অনার্ড AlCl3 বা FeCl3 তথা হ্যালোজেন বাহকের উপস্থিতিতে বেনজিন ক্লোরিনের সাথে বিক্রিয়া করে ক্লোরোবেনজিন উৎপন্ন করে ।
বিক্রিয়াটি কৌশল নিম্নরূপঃ
© লুইস এসিড যেমন- অনার্দ্র AlCl3 বা FeCl3 এর প্রভাবে ইলেকট্রোফাইল ক্লোরোনিয়াম আয়ন তৈরি হয়।
AICI3+Cl-Cl→A1C14:-+cI+
২য় ধাপ :
ইলেকট্রোফাইল এর আক্রমণের ফলে কার্বেনিয়াম আয়ন বা জটিল আয়ন বা σ কমপ্লেক্স তৈরি হয়।
৩য় ধাপ : উৎপাদ তৈরি। এক্ষেত্রে পুনরায় AlCl3 মুক্ত হয়।
ক্লোরিনেশন বিক্রিয়ায় অনার্দ্র AICI3 এর ভূমিকা আলোচনা কর (The role of anarchic AICI3 in the chlorination reaction)
- এটি ইলেকট্রোফাইল তৈরি করে
- এটি হ্যালোজেন বাহক হিসেবে কাজ করে
- এরা নিজে প্রশম ইলেকট্রোফাইল হিসেবে কাজ করে
- এক্ষেত্রে আর্দ্র AlCl3. 6H2Q ব্যবহার করা যাবে না। কারণ এটি পানির সাথে আর্দ্র বিশ্লেষণ বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে AIH2O63+ এ পরিণত হয়। ফলে এটি আর ইলেকট্রন গ্রহণ করতে পারে না এবং ইলেকট্রোফাইল তৈরি করতে পারে না ।
উত্তর:
1, 3, 5 ট্রাইনাইট্রোবেনজিন মেটা ডাই নাইট্রোবেনজিন বা 1,3 ডাই নাইট্রোবেনজিন
কৌশল নিম্নরূপ
এক্ষেত্রে গাঢ় H2SO4, গাঢ় HNO3 এর সাথে বিক্রিয়া করে ইলেকট্রোফাইল নাইট্রোনিয়াম আয়ন (NO2) করে।
১ম ধাপ : ইলেকট্রোফাইল তৈরি (1st step : Electrophile formation):
HNO3+H2SO4→HSO4-+NO2+H20
২য় ধাপ: জটিল আয়ন তৈরি (2nd step : Creating complex ions)
৩য় ধাপ : উৎপাদ তৈরি (3rd step)
বেনজিনের নাইট্রেশনের বিক্রিয়ায় গাঢ় H2SO4 এর ভূমিকা আলোচনা কর। (The role of concentrated H2SO4 in the reaction of benzene nitration)
✉ গাঢ় H2SO4, HNO3 এর সাথে বিক্রিয়া করে নাইট্রোনিয়াম আয়ন তৈরি করে।
✉ বিক্রিয়ায় উৎপন্ন H2O নাইট্রোনিয়াম আয়ন ও বাইসালফেট আয়নের সাথে বিক্রিয়া করে HNO3 ও H2SO4 এসিড উৎপন্ন করে।
✉ এভাবে বিক্রিয়ায় উৎপন্ন H20 কে গাঢ় H2SO4 শোষণ করে HNO3 এর ঘনমাত্রা অপরিবর্তিত রাখে এবং বিক্রিয়াকে সম্মুখমূখী হতে সহায়তা করে। এখানে H2SO4 নিরুদক হিসেবে কাজ করে।
প্রশ্ন: বেনজিনের অ্যাসাইলেশন বিক্রিয়া কৌশল বর্ণনা কর। (Acylation reaction of benzene)
উত্তর: অনার্দ্র অ্যালুমিনিয়াম ক্লোরাইডের উপস্থিতিতে বেনজিন অ্যাসাইল হ্যালাইড (RCOX) এর সাথে বিক্রিয়া করে অ্যারোম্যাটিক কিটোন তৈরি করে। এ বিক্রিয়াকে ফ্রিডেল ক্র্যাফট অ্যাসাইলেশন বিক্রিয়া বলে।
অরসাইল মূলক বা অ্যালকাইনোয়িমূলক
বিক্রিয়ার কৌশল নিম্নরূপঃ
১ম ধাপ : ইলেকট্রোফাইল তৈরি। অনার্দ্র AlCl3, এর প্রভাবে ইলেকট্রোফাইল তৈরি হয়।
২য় ধাপ : জটিল আয়ন বা সিগমা কমপ্লেক্স বা কার্বোনিয়াম আয়ন তৈরি
৩য় ধাপ : উৎপাদ তৈরি
প্রশ্ন: বেনজিনের সালফোনেশন বিক্রিয়া কৌশল বর্ণনা কর। (Sulfonation reaction of benzene)
উত্তর: ধুমায়মান H2SO4 এসিডের সাথে বা গাঢ় H2SO4 এর সাথে বেনজিনের বিক্রিয়ায় বেনজিন সালফোনিক এসিড উৎপন্ন হয়। একে সালফোনেশন বিক্রিয়া বলে।
যদি গাঢ় H2SO4 এসিড ব্যবহৃত হয় তবে উচ্চ তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়। কিন্তু ধুমায়মান H2SO4 হলে নিম্ন তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়।
১ম ধাপঃ ইলেকট্রোফাইল তৈরি :
২য় ধাপঃ ইলেকট্রোফাইল SO3 নিম্নরূপে জটিল আয়ন তৈরি করে।
৩য় ধাপঃ
৪র্থ ধাপ :
প্রশ্ন: বেনজিনের অ্যালকাইলেশন বিক্রিয়া কৌশল বর্ণনা কর। (Alkylation reaction of benzene)
উত্তর: অনার্দ্র AlCl3 এর উপস্থিতিতে বেনজিন অ্যালকাইল হ্যালাইডের সাথে বিক্রিয়া করে অ্যালকাইল বেনজিন উৎপন্ন করে। এ বিক্রিয়াকে ফ্রিডেল ক্র্যাফট অ্যালকাইলেশন বিক্রিয়া বলে।
উদা:
বিক্রিয়ার কৌশল :
i) ইলেকট্রোফাইল তৈরি
(ii) জটিল আয়ন তৈরি
(iii) উৎপাদ তৈরি
প্রশ্ন: অপসারণ বিক্রিয়া কাকে বলে? (Elimination reaction)
উত্তর: যে বিক্রিয়ায় কোন যৌগ হতে দুটি বা চারটি পরমাণু অপসারিত হয়ে যথাক্রমে দ্বিবন্ধন বা ত্রিবন্ধন তৈরি করে তাকে অপসারণ বিক্রিয়া বলে ।
(elimination Reaction) এটি দু’ধরনের।
(i) এক আণবিক অপসারণ বিক্রিয়া (E1)
(ii) দ্বি-আণবিক অপসারণ বিক্রিয়া (E2)
প্রশ্ন : এক আণবিক অপসারণ বিক্রিয়ার কৌশল ব্যাখ্যা কর। (Strategy of One molecular Elimination reaction)
উত্তর: যে অপসারণ বিক্রিয়া হার একটি মাত্র বিক্রিয়কের উপর নির্ভর করে তাকে এক আণবিক অপসারণ বিক্রিয়া বলে। এ ধরনের বিক্রিয়ার উদাহরণ হল :
এধরনের বিক্রিয়াকে ডি হাইড্রো-হ্যালোজেনেশন বিক্রিয়া বলে।
বিক্রিয়াটি কৌশল নিম্নরূপঃ
এক্ষেত্রে প্রথমে KOH দ্রাবক অ্যালকোহল যেমন ইথানলের সাথে বিক্রিয়া করে ইথোক্সাইড (C2H5O-) আয়ন গঠন করে। যা পরবর্তীতে আক্রমনকারী বিকারক হিসেবে কাজ করে। ইথোক্সাইড আয়ন সবল ক্ষারক হওয়ায় এটি β কার্বনের H পরমাণুকে প্রোটন হিসেবে অপসারণ করে।
C2H5OH+KOH→C2H5O-+K++H2O
১ম ধাপ : কার্বনিয়াম আয়ন তৈরি
২য় ধাপঃ উৎপন্ন ইথোক্সাইড আয়ন একটি সবল ক্ষারক হওয়ার এটি β কার্বনের H পরমাণু প্রোটন হিসেবে মুক্ত করে ∝β C এর মধ্যে π বন্ধন তৈরি করে অ্যালকিন উৎপন্ন করে।
এ বিক্রিয়াটি হার ১ম ধাপের ওপর নির্ভরশীল। যেহেতু ১ম ধাপে একটি মাত্র বিক্রিয়ক থাকে তাই একে E1 বিক্রিয়া বলে। এক্ষেত্রে বিক্রিয়ার ক্রম হল 30RX>20RX>10RX>CH3X
উলেখ্য যে KOH অ্যালকোহলীয় দ্রবণে শক্তিশালী ক্ষারক ইথোক্সাইড আয়ন উৎপন্ন করে বিধায় KOH
অ্যালকোহলীয় মাধ্যমে (-H), অপসারণ করে অপসারণ বিক্রিয়া দেখায়।
তবে অপসারণ বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে প্রাইমারী অ্যালকাইল হ্যালাইডের ক্ষেত্রে ইথার প্রধান উৎপাদ হয়।
যেমন:
তবে, ২° এবং ৩° অ্যালকাইল হ্যালাইডের ক্ষেত্রে অ্যালকিন প্রধান উৎপাদ হয়। ১° অ্যালকাইল হ্যালাইডে স্টেরিক বাধা কম হওয়ার কারণে ইথোক্সাইড আয়ন (C2H5O-) কার্বন পরমাণুকে নিম্নরূপে আক্রমণ করে ইথার উৎপন্ন করতে পারে।
প্রশ্ন: সাইজেফ সূত্রটি বিবৃত কর। (Zaitsev’s rule)
উত্তর: অপসারণ বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে এ সূত্র প্রযোজ্য। সূত্র মতে RX বা অ্যালকাইল হ্যালাইডের এর সাথে অ্যালকোহলীয় KOH এর বিক্রিয়ায় ডিহাইড্রো হ্যালোজেনেশনের সময় সে -H অপসারিত হবে যে -C এ সবচেয়ে কম পরিমাণে হাইড্রোজেন পরমাণু আছে। এর ফলে উৎপন্ন যৌগটি অধিক প্রতিসম হয়। এতে স্থায়িত্ব বৃদ্ধি পায়।
