एल्डिहाइड, कीटोन और कार्बोक्सिलिक अम्ल

एल्डिहाइड, कीटोन और कार्बोक्सिलिक अम्ल कार्बोनिल समूहों वाले महत्वपूर्ण कार्बनिक यौगिकों की श्रेणियाँ हैं। उनकी संरचना, गुणधर्म और अभिक्रियाओं को समझना कार्बनिक रसायनशास्त्र और औद्योगिक प्रक्रियाओं में विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

एल्डिहाइड

संरचना और नामकरण

एल्डिहाइड वे कार्बनिक यौगिक हैं जो कार्बोनिल समूह (C=O) को धारण करते हैं जिसमें कार्बन परमाणु कम से कम एक हाइड्रोजन परमाणु से जुड़ा होता है। एल्डिहाइड की सामान्य संरचना को R-CHO के रूप में दर्शाया जाता है, जहाँ R एक हाइड्रोकार्बन समूह या हाइड्रोजन होता है।

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H - C - R

नामकरण की दृष्टि से, एल्डिहाइड को उस सबसे लंबी कार्बन श्रृंखला की पहचान करके नामित किया जाता है जिसमें एल्डिहाइड समूह होता है और पारेंट एल्केन के अंतिम e को al से बदल दिया जाता है। उदाहरण के लिए, सबसे सरल एल्डिहाइड, methanal, को सामान्यतः फार्मैल्डिहाइड के रूप में जाना जाता है।

उदाहरण:

• HCHO: methanal (फार्मैल्डिहाइड)
• _CH3CHO: Ethanl (असेटैल्डिहाइड)
• CH₃CH₂CHO: प्रोपैनल

भौतिक गुणधर्म

• ध्रुवीय कार्बोनिल समूह की उपस्थिति के कारण, एल्डिहाइड का क्वथनांक आमतौर पर समान आणविक भार वाले हाइड्रोकार्बन की तुलना में अधिक होता है।
• कम आणविक भार वाले एल्डिहाइड पानी में घुलनशील होते हैं क्योंकि वे हाइड्रोजन बंध बना सकते हैं।
• एल्डिहाइड आमतौर पर एक विशिष्ट गंध रखते हैं।

रासायनिक प्रतिक्रियाएँ

एल्डिहाइडों में इलेक्ट्रॉन-घटूल कार्बोनिल कार्बन की उपस्थिति के कारण वे बहुत प्रतिक्रियाशील यौगिक होते हैं। कुछ सामान्य प्रतिक्रियाएँ इस प्रकार हैं:

1. ऑक्सीकरण

एल्डिहाइड को आसानी से कार्बोक्सिलिक अम्लों में ऑक्सीकृत किया जा सकता है। यह प्रतिक्रिया पोटेशियम डाइक्रोमेट (K2Cr2O7), पर्माङ्गनेट आयन आदि जैसे ऑक्सीकरण एजेंट की उपस्थिति में आसानी से होती है।

R-CHO + [O] → R-COOH

2. अपघटन

एल्डिहाइडों को सोडियम बोरोहाइड्राइड (_NaBH4) या लिथियम एल्युमिनियम हाइड्राइड (_LiAlH4) जैसे अपचायकों का प्रयोग करके प्रारंभिक अल्कोहल में अपघटित किया जा सकता है।

R-CHO + H2 → R-CH2OH

3. संघनन प्रतिक्रियाएँ

एल्डिहाइड एंटीक्टिव हाइड्रोजन परमाणु वाले यौगिकों के साथ संघनन प्रतिक्रियाएँ करते हैं। एक महत्वपूर्ण प्रतिक्रिया एल्डोल संघनन है, जहाँ दो एल्डिहाइड मॉलीक्यूल मिलकर β-हाइड्रॉक्सी एल्डिहाइड बनाते हैं।

2 R-CHO → [R-CH(OH)-CH2CHO]

कीटोन

संरचना और नामकरण

कीटोन भी एल्डिहाइडों की तरह कार्बोनिल समूह (C=O) को धारण करते हैं, लेकिन कीटोन में कार्बोनिल कार्बन दो अन्य कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है। कीटोन का सामान्य सूत्र R-CO-R' होता है, जहाँ R और R' हाइड्रोकार्बन समूह होते हैं।

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R - C - R'

कीटोन को संबंधित एल्केन के अंतिम e को one से बदलकर नामित किया जाता है। सबसे सरल कीटोन, propanone, आमतौर पर असेटोन के रूप में जाना जाता है।

उदाहरण:

• CH₃COCH₃: Propanone (असेटोन)
• CH₃COC₂H₅: Butanone
• C₂H₅COC₂H₅: Pentan-3-one

भौतिक गुणधर्म

• कीटोन के क्वथनांक समान हाइड्रोकार्बन की तुलना में अधिक होते हैं।
• कम आणविक भार वाले कीटोन पानी में घुलनशील होते हैं।
• कीटोन की विभिन्न गंध होती है।

रासायनिक प्रतिक्रियाएँ

कीटोन कुछ हद तक एल्डिहाइड के समरूप होते हैं, लेकिन न्यूक्लियोफिलिक ऐडिशन प्रतिक्रियाओं की ओर कम प्रतिक्रियाशील होते हैं।

1. कमी

कीटोन को सोडियम बोरोहाइड्राइड या लिथियम एल्युमिनियम हाइड्राइड जैसे अपचायक का उपयोग करके द्वितीयक अल्कोहल में कम किया जा सकता है।

R-CO-R' + H2 → R-CH(OH)-R'

2. न्यूक्लियोफिलिक ऐडिशन प्रतिक्रियाएँ

कीटोन न्यूक्लियोफिलिक ऐडिशन प्रतिक्रियाओं में संलग्न होते हैं, जहाँ न्यूक्लियोफाइल कार्बोनिल समूह में इलेक्ट्रोफिलिक कार्बन परमाणु पर आक्रमण करता है।

R-CO-R' + Neu → R-CHNeu-R'

3. संघनन प्रतिक्रियाएँ

एल्डिहाइड की तरह, कीटोन भी उपयुक्त परिस्थितियों में एल्डोल संघनन प्रतिक्रियाएँ कर सकते हैं और β-हाइड्रॉक्सी कीटोन बनाते हैं।

2 R-CO-R' → [RC(OH)=R'-C-R']

कार्बोक्सिलिक अम्ल

संरचना और नामकरण

कार्बोक्सिलिक अम्ल ऐसे कार्बनिक यौगिक होते हैं जिनमें कार्बोक्सिल समूह (-COOH) उपयुक्त समूह के रूप में होता है। सामान्य सूत्र R-COOH होता है, जहाँ R हाइड्रोजन परमाणु, एल्किल समूह या अन्य एरीन समूह हो सकता है।

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R – C
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कार्बोक्सिलिक अम्लों को संबंधित एल्केन के अंतिम e को oic acid से बदलकर नामित किया जाता है। सबसे सरल कार्बोक्सिलिक अम्ल मेथैनिक अम्ल है, जिसे फॉर्मिक अम्ल भी कहते हैं।

उदाहरण:

• HCOOH: Methanoic acid (फॉर्मिक एसिड)
• _CH3COOH: इथेनोइक एसिड (इथेन एसिड)
• CH₃CH₂COOH: प्रोपेनोइक एसिड

भौतिक गुणधर्म

• कार्बोक्सिलिक अम्लों का उच्च क्वथनांक होता है क्योंकि उनके बीच हाइड्रोजन बंधन होती है।
• निचले कार्बोक्सिलिक अम्ल पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं।
• वे आमतौर पर अम्लीय गुणधर्म रखते हैं और एक विशिष्ट तीखी या खट्टी गंध होती है।

रासायनिक प्रतिक्रियाएँ

कार्बोक्सिलिक अम्ल अपनी प्रतिक्रियाशीलता और व्यापक रासायनिक परिवर्तनों की क्षमता के लिए जाने जाते हैं:

1. अम्ल-क्षार प्रतिक्रियाएँ

कार्बोक्सिलिक अम्ल डिप्रोटनीकरण कर सकते हैं और कार्बोक्सिलेट आयनों का निर्माण कर सकते हैं, जो उनके कमजोर अम्लीय प्रकृति को दिखाते हैं।

R-COOH ⇌ R- COO- + H +

2. एस्टरीकरण

अल्कोहल और अम्ल उत्प्रेरकों की उपस्थिति में, कार्बोक्सिलिक अम्ल एस्टर बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं।

R-COOH + R'OH ⇌ R-COOR' + H2O

3. कमी

कार्बोक्सिलिक अम्ल को LiAlH4 जैसे सबल अपचायकों का उपयोग करके प्रारंभिक अल्कोहल में कमी की जा सकती है।

R-COOH + H2 → R-CH2OH

4. एनहाइड्राइड का निर्माण

एक कार्बोक्सिलिक अम्ल अन्य कार्बोक्सिलिक अम्ल के साथ संक्षेपण करके एनहाइड्राइड बना सकता है।

2 R-COOH → R-COO-COR + H2O

₂O

निष्कर्ष

एल्डिहाइड, कीटोन और कार्बोक्सिलिक अम्ल कार्बनिक रसायनशास्त्र में मौलिक इकाइयाँ हैं। एल्डिहाइड आमतौर पर कीटोन की तुलना में अधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं क्योंकि कार्बोनिल समूह के साथ जुड़े हाइड्रोजन परमाणु उन्हें ऑक्सीकरण जैसी अगली प्रतिक्रियाओं में शामिल होने की अनुमति देते हैं। कीटोन अधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं क्योंकि उनके साथ जुड़े दो कार्बन समूह होते हैं। कार्बोक्सिलिक अम्ल जो अम्लीय हाइड्रॉक्सिल समूह रखते हैं, वे एस्टरीकरण और कमी सहित विभिन्न प्रतिक्रियाएँ कर सकते हैं।

इन यौगिकों को समझना विभिन्न रासायनिक उद्योगों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जिसमें स्वाद, सुगंध, बहुलक, औषधीय उत्पादों का उत्पादन और अन्य कई अनुप्रयोग शामिल हैं। इसलिए, किसी भी इच्छुक रसायनज्ञ के लिए उनकी संरचना, नामकरण, गुणधर्म और प्रतिक्रियाओं में महारत हासिल करना महत्वपूर्ण होता है।

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