भारतीय वैज्ञानिकों ने सहसंयोजक कार्बनिक फ्रेमवर्क (सीओएफ) आधारित फोटोकैटलिस्ट का उपयोग करते हुए अल्कोहल से सीधे एमाइड तैयार करने के लिए एक हरित और कुशल रासायनिक प्रक्रिया की खोज की है, जो फार्मास्यूटिकल्स और सिंथेटिक सामग्रियों के औद्योगिक विनिर्माण में क्रांतिकारी परिवर्तन ला सकता है।
रसायन विज्ञान में एमाइड आवश्यक है और यह प्रोटीन, फार्मास्यूटिकल्स और सिंथेटिक सामग्री सहित कार्बनिक यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला में प्रमुख घटकों के रूप में कार्य करता है। पारंपरिक एमाइड संश्लेषण विधियों में प्रायः उच्च तापमान और कठिन परिस्थितियों की आवश्यकता होती है, जिससे महत्वपूर्ण पर्यावरणीय प्रभाव और अक्षमता उत्पन्न होती है। इन पारंपरिक दृष्टिकोणों में आम तौर पर संक्रमण धातु उत्प्रेरक शामिल होते हैं और पर्याप्त अपशिष्ट उत्पन्न करते हैं, जिससे ज्यादा सतत विकल्पों की आवश्यकता होती है।
विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के अंतर्गत आने वाला एक स्वायत्त संस्थान, एसएन बोस नेशनल सेंटर फॉर बेसिक साइंसेज के शोधकर्ताओं ने लाल प्रकाश विकिरण के अंतर्गत एक फोटोकैटलिस्ट के रूप में सहसंयोजक कार्बनिक फ्रेमवर्क (सीओएफ) का उपयोग करके अल्कोहल से एमाइड को संश्लेषित करने के लिए एक नई विधि की खोज की है। यह उत्प्रेरक विधि दवा निर्माण, सामग्री विज्ञान और हरित रसायन विज्ञान सहित विभिन्न उद्योगों में रासायनिक प्रक्रियाओं में सहायक साबित हो सकती है और महत्वपूर्ण रासायनिक संरचनाओं को बनाने के लिए सतत, कुशल और रीसाइकल दृष्टिकोण प्रदान कर सकती है।
इस पद्धति के लाभ में हल्की प्रतिक्रिया की स्थिति, उच्च दक्षता, उत्कृष्ट पुनर्चक्रण और लाल-प्रकाश सक्रियण की व्यावहारिकता शामिल है, जो कम हानिकारक है और ज्यादा प्रभावी तरीके से काम करती है, जो इसे बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है। इसके अतिरिक्त, विभिन्न कार्यात्मक समूहों के लिए सीओएफ की सहनशीलता चुनौतीपूर्ण सब्सट्रेट्स, जैसे कि माध्यमिक एमाइड्स, के लिए उनकी प्रयोज्यता को बढ़ाती है, जिन्हें पारंपरिक उत्प्रेरक का उपयोग करके संश्लेषित करना बहुत कठिन होता है।
नव विकसित विधि रेडॉक्स-सक्रिय टीटीटी-डीएचटीडी सीओएफ का उपयोग करती है, जिसे उच्च घनत्व वाले कार्बनिक अंशों, अर्थात् डाइथियोफेनेडियोन के साथ डिजाइन किया गया है, जो फोटोजेनरेटेड इलेक्ट्रॉनों (स्कीम 1) को साथ लाने के लिए महत्वपूर्ण है। यह सुविधा सीओएफ को हाइड्रोजन परमाणु अमूर्त प्रतिक्रियाओं को कुशलतापूर्वक सुविधाजनक बनाने में सक्षम बनाती है। दृश्यमान स्पेक्ट्रम में प्रकाश को अवशोषित करने के लिए सीओएफ की क्षमता, इसके संकीर्ण बैंड अंतराल के साथ मिलकर, इसे विशेष रूप से उत्तेजक उत्पन्न करने के लिए प्रभावी बनाती है, जो डिहाइड्रोजेनेटिव युग्मन प्रतिक्रियाओं के लिए आवश्यक हैं। लाल प्रकाश अवशोषण पर, सीओएफ एक फोटोकैमिकल प्रतिक्रिया से गुजरता है जो अल्कोहल के डिहाइड्रोजनेशन को शुरू करने में सक्षम उत्तेजित अवस्था उत्पन्न करता है, जिसके कारण एमाइन के साथ युग्मन के माध्यम से एमाइड का निर्माण होता है। यह प्रक्रिया सीओएफ की स्थिरता और पुनर्चक्रण से लाभान्वित होती है, जिससे यह बार-बार उपयोग के लिए एक मजबूत उत्प्रेरक बन जाती है।
इस शोध के निहितार्थ महत्वपूर्ण हैं। दवा उद्योग में, यह विधि दवा उत्पादन को सुव्यवस्थित कर सकती है, लागत में कमी ला सकती है और धातु संदूषण को समाप्त कर सकती है। सामग्री विज्ञान में, यह एमाइड लिंकेज के साथ नए पॉलिमर और सामग्रियों के विकास को सक्षम बना सकता है, विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए सामग्री की सीमा का विस्तार कर सकता है। आगे के शोध भी बेहतर प्रदर्शन और स्थिरता के लिए सीओएफ संरचना को आशावान बना सकते हैं,और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए प्रक्रिया को बढ़ाना इसकी पूरी क्षमता को साकार करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण होगा।
सतत और हरे एमाइड संश्लेषण के लिए टीटीटी-डीएचटीडी सीओएफ-उत्प्रेरित विधि का विकास रासायनिक उत्प्रेरण में एक महत्वपूर्ण प्रगति को चिह्नित करता है। हल्के प्रतिक्रिया की स्थिति, कुशल प्रकाश सक्रियण और उत्कृष्ट पुनर्चक्रण के संयोजन से, यह दृष्टिकोण पारंपरिक रूप से कई सीमाओं को संबोधित करता है और सतत और कुशल रासायनिक प्रक्रियाओं का मार्ग प्रशस्त करता है। जैसे-जैसे अनुसंधान आगे बढ़ेगा, इसकी सफलता का प्रभाव कई उद्योगों में फैल सकता है, जिससे हरियाली और ज्यादा प्रभावी रासायनिक संश्लेषण में प्रगति हो सकती है।
प्रकाशन लिंक
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202410300
