প্লাটিনাম একটি অত্যন্ত ব্যয়বহুল ধাতু যা পাওয়া এবং পরিষ্কার করা কঠিন। আমরা প্রতিবছর উৎপাদিত ক্ষুদ্র সরবরাহের অধিকাংশ তাদের ধাতুর মতো বৈশিষ্ট্যের জন্য ব্যবহার করা হয় না; পরিবর্তে, এটি বিভিন্ন রাসায়নিক উত্পাদন করতে ব্যবহৃত হয়, কিন্তু আপনার গাড়ির নিষ্কাশন পরিষ্কার করার জন্য একটি অনুঘটক হিসাবেও ব্যবহৃত হয়। প্ল্যাটিনাম দিয়ে প্রাপ্ত সবকিছুই এই ব্যবহারের জন্য একটি অতিরিক্ত খরচ এবং পরিবেশের ক্ষতি করে।
এবারের রসায়নে নোবেল পুরস্কার দুইজন গবেষককে প্রদান করে যারা ধাতুকে পেছনে ফেলে অনুঘটক নিয়ে গবেষণা করতে সাহায্য করেছে। বেঞ্জামিন লিস্ট এবং ডেভিড ম্যাকমিলান অর্গানোক্যাটালাইসিসের ক্ষেত্রে প্রধান আবিষ্কার করেছিলেন, অনুঘটক তৈরি করেছিলেন যা সস্তা, সাধারণ রাসায়নিক থেকে তৈরি হতে পারে। তার কাজটি একটি অসংগঠিত উপাখ্যান সংগ্রহ করে এবং একটি শক্তিশালী ধারণাগত কাঠামো প্রদান করে যা অন্যান্য অনেক পরীক্ষাগারকে তাদের কাজ চালিয়ে যেতে দেয়।
এত ধাতু নয়
হৃদয়ে, রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলি ইলেকট্রনের স্থানান্তর, পরমাণুর মধ্যে বা রাসায়নিক বন্ধনের নতুন কনফিগারেশনের সাথে জড়িত। ধাতুগুলি প্রায়শই কার্যকর অনুঘটক হয় কারণ তারা ইলেকট্রনের স্থানান্তরকে সহজতর করে। অনেক ধাতু একটি প্রতিক্রিয়ার সময় সহজেই তাদের ইলেকট্রনগুলোকে সাময়িকভাবে পূরণ করতে পারে, অথবা অন্য রাসায়নিক পদার্থ থেকে ইলেকট্রনকে আকৃষ্ট করতে পারে যাতে একটি প্রক্রিয়া সঠিকভাবে প্রস্তুত হয়।
কিন্তু ধাতু একটি বিশাল সমস্যা সেট করে। অনেকগুলি বিরল এবং তাই ব্যয়বহুল; এগুলি পাওয়ার জন্য প্রায়শই বড় খনির কাজ জড়িত থাকে। এগুলি পৃথক করা যায় না, উল্লেখযোগ্যভাবে বিকল্প প্রতিক্রিয়াগুলিকে অনুঘটক করতে পারে, বা প্রতিক্রিয়াগুলি নিজেরাই মোকাবেলা করতে পারে, যা তাদের অনুঘটকীয় কার্যগুলি নিষ্ক্রিয় করতে পারে। এই সবই ধাতব অনুঘটকগুলির বিকল্প খুঁজে পেতে এটি একটি মূল্যবান ব্যবসা করে তোলে।
এবং আসলে, আমরা জানতাম যে বিকল্প আছে। বিশ্বের সবচেয়ে কার্যকরী অনুঘটকগুলির মধ্যে কয়েকটি হল সম্পূর্ণ সস্তা এবং সহজেই প্রাপ্ত উপকরণ যেমন কার্বন, নাইট্রোজেন, অক্সিজেন এবং সালফার থেকে তৈরি এনজাইম। বছরের পর বছর ধরে, এই উপাদানগুলি থেকে তৈরি জৈব রাসায়নিকের বিভিন্ন প্রতিবেদনগুলি যা দরকারী অনুঘটক হিসাবে কাজ করে সাহিত্যে উপস্থিত হয়েছে। সমস্যা হল এগুলো ছিল এককালীন ফলাফল। তারা অত্যাচারিত হয়নি এবং এখন অর্গানোক্যাটালিস্ট নামে পরিচিত নীতিগুলির একটি বিস্তৃত বোঝার জন্য ব্যবহার করা হয়নি।
2000 সালে, তালিকা এবং ম্যাকমিলান উভয়ই নিবন্ধ প্রকাশ করেছিল যা এটিকে পরিবর্তন করতে সহায়তা করেছিল। এই নথিতে ব্যবহৃত প্রতিক্রিয়া এবং অনুঘটকগুলির উপর মনোযোগ কেন্দ্রীভূত করার পরিবর্তে, আমরা কিছু সাধারণ নীতি নিয়ে আলোচনা করব যা তাদের কাছ থেকে অনুমান করা যেতে পারে, কারণ এগুলি সত্যিই ক্ষেত্রে অগ্রগতির দিকে পরিচালিত করেছে।
কেন organocatalysts শক্তিশালী
শুরুতে উল্লিখিত হিসাবে, ধাতু অনুঘটক ঘন ঘন ইলেকট্রন দান বা গ্রহণের মাধ্যমে রাসায়নিক বিক্রিয়াকে এগিয়ে নিতে সাহায্য করে। ধাতু এখানে ভাল কাজ করে কারণ তাদের ইলেকট্রনের সংখ্যা পরিবর্তন করতে প্রায়ই খুব কম শক্তি ব্যবহার করা হয়। কার্বনের মতো কিছু থেকে ইলেকট্রন যোগ করা বা অপসারণ করলে বেশি শক্তি লাগে। যাইহোক, জৈব অণু অনেক পরমাণুতে ছড়িয়ে থাকা বন্ধনের মধ্যে ইলেকট্রন বিতরণ করে। এই রাসায়নিক বন্ধন ব্যবস্থা থেকে সাময়িক সংযোজন বা ইলেকট্রন অপসারণের জন্য অনেক কম শক্তির প্রয়োজন হতে পারে, যা তাদেরকে সামান্য ধাতুর মতো কাজ করতে দেয়।
এই আচরণটি কৌশলগতভাবে অবস্থিত নাইট্রোজেন পরমাণু দ্বারা বাড়ানো যেতে পারে দুটি অতিরিক্ত ইলেকট্রন যা এই বাঁধাই নেটওয়ার্কগুলিতে অংশগ্রহণ করতে পারে না। সঠিক অবস্থার অধীনে, তারা ইলেকট্রন সংক্রমণেও অংশ নিতে পারে।
অর্গানোক্যাটালিস্টের আরেকটি বৈশিষ্ট্য হল তারা অনেক এনজাইম ভাগ করে নেয়। এনজাইমগুলি প্রায়ই অণুগুলিকে প্রসারিত এবং স্ট্রেইন করে একটি অনুঘটক পদ্ধতিতে যোগাযোগ করে। অনেক ক্ষেত্রে, অণুর পরিবর্তিত জ্যামিতি রাসায়নিক বিক্রিয়ায় মধ্যবর্তী জ্যামিতির অনুরূপ। এটি, পরিবর্তে, একটি প্রতিক্রিয়ার সম্ভাবনা বাড়ায় (এটি অনুঘটকটির কাজ)।
এবং যদিও তারা এনজাইমের মতো বড় এবং জটিল নয়, অর্গানোক্যাটালিস্ট কখনও কখনও তা করতে পারে। এটি অনুঘটক বিক্রিয়ায় জড়িত এক বা একাধিক অণুর মধ্যে হাইড্রোজেন বাঁধাই বা হাইড্রোফোবিক মিথস্ক্রিয়ার ফলে ঘটতে পারে।
অবশেষে, অনেক অনুঘটক (ধাতু সহ) বিক্রিয়ায় জড়িত একটি অণুর সাথে অস্থায়ী রাসায়নিক বন্ধন গঠন করে। অন্য কথায়, একটি বিক্রিয়ায় মধ্যবর্তী রাসায়নিক পদার্থের মধ্যে একটি অনুঘটক এবং বিক্রিয়ায় জড়িত অণুগুলির সমন্বয়। এই মধ্যবর্তী রাসায়নিকটি তখন অন্য অণুর সাথে বিক্রিয়া করে জিনিসগুলিকে এগিয়ে নিয়ে যেতে।
এটির একটি উল্লেখযোগ্য পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া রয়েছে। এই প্রতিক্রিয়াগুলির সাথে জড়িত অনেক জৈব রাসায়নিক দুটি রূপ নিতে পারে, যেমন বাম এবং ডান হাত, যা একে অপরের আয়না চিত্র (যাকে বলা হয় এনান্টিওমার)। বেশিরভাগ স্বতaneস্ফূর্ত রাসায়নিক বিক্রিয়া বাম এবং ডান হাতের পণ্যগুলির মিশ্রণ তৈরি করবে। যাইহোক, মধ্যবর্তী ফর্মটি চূড়ান্ত পণ্যের প্রতিক্রিয়া স্থানান্তর করতে সাহায্য করতে পারে। এটি রসায়নবিদদের প্রতিক্রিয়া তৈরি করতে দেয় যা একটি একক এনান্টিওমার তৈরি করে।
নোবেল বিজয়ী এবং তাদের কাজের ভিত্তিতে মানুষ উভয়ের দ্বারা বিকশিত বিভিন্ন অনুঘটক এই বৈশিষ্ট্যগুলির একটি বা একাধিক ব্যবহার করতে পারে।
সবুজ হচ্ছে
উপরে উল্লিখিত অন্যান্য সমস্ত সুবিধা ছাড়াও, অর্গানোক্যাটালিস্টের দুটি প্রধান সুবিধা রয়েছে। প্রথমত, অনুঘটকরা নিজেরাই জীববিজ্ঞানের সাথে ওভারল্যাপ করে, তালিকার অন্যতম প্রধান নথি, যা প্রোটিন ব্যবহার করে, অনেক প্রোটিন অনুঘটক অন্তর্ভুক্ত একটি অ্যামিনো অ্যাসিড, একটি অনুঘটক হিসাবে। এর মানে হল যে রসায়নবিদ এবং রসায়নবিদদের সাথে একটি দরকারী দ্বিমুখী কথোপকথন আছে যারা অনুঘটককে চিহ্নিত করে যা এনজাইমগুলির সাথে প্রক্রিয়া ভাগ করতে পারে এবং রসায়নবিদ যারা এনজাইমে ক্যাটালাইসিসের নতুন রূপ প্রস্তাব করে যা সহজ অণু দ্বারা অনুকরণ করা যায়।
যা আমাদের দ্বিতীয় পয়েন্টে নিয়ে আসে। এনজাইম এবং অর্গানোক্যাটালিস্ট উভয়ের বিকাশই সমাজকে আরও টেকসই ভিত্তিতে নিয়ে যাওয়া সহজ করে তুলতে পারে। অর্গানোক্যাটালিস্ট তৈরিতে ব্যবহৃত যেকোনো উপাদান সহজেই উদ্ভিদ থেকে বের করা যায়। এমনকি যদি আমাদের এখনও অন্যান্য কারণে ধাতু অপসারণ করতে হয়, তবে কম কারণ থাকা ভাল জিনিস হতে পারে।
