समावयवी

रसायन विज्ञान में, समावयवी (isomers) ऐसे अणु या बहुपरमाणुक आयन होते हैं जिनका आणविक सूत्र समान होता है – यानी प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या समान होती है – लेकिन अंतरिक्ष में परमाणुओं की व्यवस्था अलग-अलग होती है। समावयवता (Isomerism) समावयवियों के अस्तित्व या संभावना को संदर्भित करती है।

समावयवियों के रासायनिक या भौतिक गुण समान हों, यह आवश्यक नहीं है। समावयवता के दो मुख्य रूप संरचनात्मक (या संवैधानिक) समावयवता हैं, जिसमें परमाणुओं के बीच बंध भिन्न होते हैं; और त्रिविम समावयवता (या स्थानिक समावयवता), जिसमें बंध समान होते हैं लेकिन परमाणुओं की सापेक्ष स्थिति भिन्न होती है।

समावयवियों के दो व्यापक प्रकार

समावयवी संबंध एक पदानुक्रम बनाते हैं। दो रसायन समान संवैधानिक समावयवी हो सकते हैं, लेकिन गहन विश्लेषण पर एक-दूसरे के त्रिविम समावयवी हो सकते हैं। दो अणु जो एक-दूसरे के समान त्रिविम समावयवी हैं, वे अलग-अलग संरूपण रूपों में हो सकते हैं या अलग-अलग आइसोटोपोलॉग हो सकते हैं। विश्लेषण की गहराई अध्ययन के क्षेत्र या रुचि के रासायनिक और भौतिक गुणों पर निर्भर करती है।

अंग्रेजी शब्द "isomer" (IPA: /ˈaɪsəməɹ/) "isomeric" से बना एक पश्च-निर्माण (back-formation) है, जिसे जर्मन isomerisch के माध्यम से स्वीडिश isomerisk से लिया गया था; जिसे बदले में ग्रीक ἰσόμερoς isómeros से गढ़ा गया था, जिसके मूल isos = "समान", méros = "भाग" हैं।

संरचनात्मक समावयवी और स्थिति समावयवी

मुख्य लेख: संरचनात्मक समावयवी

स्थिति समावयवी (Position isomers) का आणविक सूत्र और कार्यात्मक समूह समान होता है, लेकिन कार्बन श्रृंखला में कार्यात्मक समूह की स्थिति भिन्न होती है। इस घटना को स्थिति समावयवता कहा जाता है।

उदाहरण 1:C₃H₈O

propan-1-ol		CH₃–CH₂–CH₂–OH
propan-2-ol		CH₃–CH(OH)–CH₃

कार्यात्मक समूह की स्थिति भिन्न है। दोनों समावयवियों में एक हाइड्रॉक्सिल कार्यात्मक समूह (–OH) है, लेकिन अलग-अलग स्थितियों में।

संरचनात्मक समावयवी (Structural isomers) में प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या समान होती है (इसलिए आणविक सूत्र समान होता है), लेकिन परमाणु अलग-अलग तरीकों से जुड़े होते हैं।

उदाहरण 2: C₃H₈O

यह उदाहरण आणविक सूत्र $\mathrm{C}{\phantom{A}}_3\mathrm{H}{\phantom{A}}_8\mathrm{O}$ वाले तीन अलग-अलग यौगिकों को दर्शाता है:

C₃H₈O के संरचनात्मक समावयवी: I 1-प्रोपेनॉल, II 2-प्रोपेनॉल, III एथिल-मेथिल-ईथर।

दिखाए गए पहले दो समावयवी उदाहरण 1 के समान हैं: वे प्रोपेनॉल हैं, यानी प्रोपेन से प्राप्त अल्कोहल। दोनों में एकल बंधों द्वारा जुड़े तीन कार्बन परमाणुओं की एक श्रृंखला है, जिसमें शेष आठ कार्बन संयोजकताएं सात हाइड्रोजन परमाणुओं और एक हाइड्रॉक्सिल समूह $-\mathrm{O}\mathrm{H}$ द्वारा भरी जाती हैं, जिसमें हाइड्रोजन परमाणु से बंधा एक ऑक्सीजन परमाणु शामिल होता है। ये दो समावयवी इस बात में भिन्न हैं कि हाइड्रॉक्सिल किस कार्बन से बंधा है: या तो कार्बन श्रृंखला के एक छोर पर प्रोपेन-1-ऑल (1-प्रोपेनॉल, n-प्रोपिल अल्कोहल, n-प्रोपेनॉल; I) या मध्य कार्बन पर प्रोपेन-2-ऑल (2-प्रोपेनॉल, आइसोप्रोपिल अल्कोहल, आइसोप्रोपेनॉल; II)। इन्हें संघनित संरचनात्मक सूत्रों $\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}-\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2-\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\mathrm{H}$ और $\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}-\mathrm{C}\mathrm{H}(\mathrm{O}\mathrm{H})-\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$ द्वारा वर्णित किया जा सकता है।

$\mathrm{C}{\phantom{A}}_3\mathrm{H}{\phantom{A}}_8\mathrm{O}$ का तीसरा समावयवी ईथर मेथॉक्सीएथेन (एथिल-मेथिल-ईथर; III) है। अन्य दो के विपरीत, इसमें ऑक्सीजन परमाणु दो कार्बनों से जुड़ा होता है, और सभी आठ हाइड्रोजन सीधे कार्बनों से बंधे होते हैं। इसे संघनित सूत्र $\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}-\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2-\mathrm{O}-\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$ द्वारा वर्णित किया जा सकता है।

अल्कोहल "3-प्रोपेनॉल" कोई अन्य समावयवी नहीं है, क्योंकि इसके और 1-प्रोपेनॉल के बीच का अंतर श्रृंखला के साथ कार्बनों की संख्या तय करने की दिशा में विकल्प का परिणाम है। इसी कारण से, "एथॉक्सीमेथेन" मेथॉक्सीएथेन के समान ही अणु है, कोई अन्य समावयवी नहीं।

1-प्रोपेनॉल और 2-प्रोपेनॉल स्थिति समावयवियों के उदाहरण हैं, जो इस बात में भिन्न होते हैं कि कुछ विशेषताएं, जैसे द्वि-बंध या कार्यात्मक समूह, "मूल" अणु (इस मामले में प्रोपेन) पर कहाँ स्थित हैं।

उदाहरण 3: C₃H₄

हाइड्रोकार्बन $\mathrm{C}{\phantom{A}}_3\mathrm{H}{\phantom{A}}_4$ के भी तीन संरचनात्मक समावयवी हैं:

I प्रोपाडाईन	II प्रोपाइन	III साइक्लोप्रोपीन

दो समावयवियों (I और II) में, तीन कार्बन परमाणु एक खुली श्रृंखला में जुड़े होते हैं, लेकिन उनमें से एक में (प्रोपाडाईन या एलीन; I) कार्बन दो द्वि-बंधों द्वारा जुड़े होते हैं, जबकि दूसरे में (प्रोपाइन या मेथिलएसिटिलीन; II) वे एक एकल बंध और एक त्रि-बंध द्वारा जुड़े होते हैं। तीसरे समावयवी (साइक्लोप्रोपीन; III) में तीन कार्बन दो एकल बंधों और एक द्वि-बंध द्वारा एक वलय (ring) में जुड़े होते हैं। तीनों में, कार्बन परमाणुओं की शेष संयोजकताएं चार हाइड्रोजनों द्वारा पूरी होती हैं।

फिर से, ध्यान दें कि त्रि-बंध वाला केवल एक ही संरचनात्मक समावयवी है, क्योंकि उस बंध का अन्य संभावित स्थान केवल तीन कार्बनों को अलग क्रम में खींचना है। इसी कारण से, केवल एक साइक्लोप्रोपीन है, तीन नहीं।

टॉटोमर

टॉटोमर (Tautomers) संरचनात्मक समावयवी हैं जो आसानी से आपस में परिवर्तित हो जाते हैं, ताकि दो या दो से अधिक प्रजातियां संतुलन में सह-अस्तित्व में रहें जैसे

$\mathrm{H}-\mathrm{X}-\mathrm{Y}=\mathrm{Z}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{X}=\mathrm{Y}-\mathrm{Z}-\mathrm{H}$.

महत्वपूर्ण उदाहरण कीटो-एनोल टॉटोमेरिज्म और एक अमीनो एसिड के तटस्थ और ज़्विटरआयनिक रूपों के बीच का संतुलन हैं।

त्रिविम समावयवी

त्रिविम समावयवियों के दो प्रकार

मुख्य लेख: त्रिविम समावयवता

त्रिविम समावयवियों (Stereoisomers) में समान परमाणु या समस्थानिक समान प्रकार के बंधों द्वारा जुड़े होते हैं, लेकिन अंतरिक्ष में उन परमाणुओं की सापेक्ष स्थिति में भिन्न होते हैं। त्रिविम समावयवियों के दो व्यापक प्रकार मौजूद हैं, इनैन्टीओमर्स (enantiomers) और डायस्टेरियोमर्स (diastereomers)। इनैन्टीओमर्स के भौतिक गुण समान होते हैं लेकिन डायस्टेरियोमर्स के नहीं।

इनैन्टीओमर्स

दो यौगिकों को इनैन्टीओमर कहा जाता है यदि उनके अणु एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब हैं और उन्हें केवल घूर्णन या स्थानांतरण द्वारा मेल नहीं खाया जा सकता है – जैसे बायां हाथ और दायां हाथ। दो आकृतियों को कायरल (chiral) कहा जाता है।

एक उत्कृष्ट उदाहरण ब्रोमोक्लोरोफ्लोरोमेथेन ($\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{F}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{B}\mathrm{r}$) है। दो इनैन्टीओमर्स को अलग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, इस आधार पर कि हाइड्रोजन परमाणु से देखे जाने पर $\mathrm{F}⟶\mathrm{C}\mathrm{l}⟶\mathrm{B}\mathrm{r}$ का पथ दक्षिणावर्त (clockwise) मुड़ता है या वामावर्त (counterclockwise)। एक संरूपण को दूसरे में बदलने के लिए, किसी बिंदु पर उन चार परमाणुओं को एक ही तल पर होना होगा – जिसके लिए कार्बन परमाणु से उनके बंधों को गंभीर रूप से तनावपूर्ण या तोड़ना होगा। दो संरूपणों के बीच संबंधित ऊर्जा अवरोध इतना अधिक है कि कमरे के तापमान पर उनके बीच व्यावहारिक रूप से कोई रूपांतरण नहीं होता है, और उन्हें अलग-अलग विन्यास माना जा सकता है।

इसके विपरीत, यौगिक क्लोरोफ्लोरोमेथेन $\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{F}$ कायरल नहीं है; इसके अणु का दर्पण प्रतिबिंब भी एक उपयुक्त अक्ष के बारे में आधे-मोड़ द्वारा प्राप्त किया जाता है।

(R)-2,3-पेंटाडाईन

कायरल यौगिक का एक और उदाहरण 2,3-पेंटाडाईन $\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}-\mathrm{C}\mathrm{H}=\mathrm{C}=\mathrm{C}\mathrm{H}-\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$ है, एक हाइड्रोकार्बन जिसमें दो अतिव्यापी द्वि-बंध होते हैं। द्वि-बंध ऐसे होते हैं कि तीन मध्य कार्बन एक सीधी रेखा में होते हैं, जबकि पहले तीन और अंतिम तीन लंबवत तलों पर स्थित होते हैं। अणु और उसका दर्पण प्रतिबिंब अध्यारोपण योग्य नहीं हैं, भले ही अणु में समरूपता का एक अक्ष हो। दो इनैन्टीओमर्स को, उदाहरण के लिए, दाएं हाथ के नियम द्वारा अलग किया जा सकता है। इस प्रकार की समावयवता को अक्षीय समावयवी (axial isomer) कहा जाता है।

इनैन्टीओमर्स रासायनिक प्रतिक्रियाओं में समान व्यवहार करते हैं, सिवाय कायरल यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया करते समय या कायरल उत्प्रेरकों की उपस्थिति में, जैसे कि अधिकांश एंजाइम। इस अंतिम कारण से, अधिकांश कायरल यौगिकों के दो इनैन्टीओमर्स के जीवित जीवों में आमतौर पर काफी अलग प्रभाव और भूमिकाएं होती हैं। जैव रसायन और खाद्य विज्ञान में, एक कायरल अणु के दो इनैन्टीओमर्स – जैसे ग्लूकोज – को आमतौर पर पहचाना जाता है और बहुत अलग पदार्थों के रूप में माना जाता है।

एक कायरल यौगिक का प्रत्येक इनैन्टीओमर आमतौर पर इसके माध्यम से गुजरने वाले ध्रुवीकृत प्रकाश के तल को घुमाता है। घूर्णन का परिमाण समान होता है लेकिन दो समावयवियों के लिए विपरीत दिशाएं होती हैं, और यह समाधान में उनकी सांद्रता को अलग करने और मापने का एक उपयोगी तरीका हो सकता है। इस कारण से, इनैन्टीओमर्स को पहले "ऑप्टिकल समावयवी" कहा जाता था।(Petrucci, Harwood, Herring, 2002, pp. 996-997) हालांकि, यह शब्द अस्पष्ट है और IUPAC द्वारा इसे हतोत्साहित किया जाता है।

कुछ इनैन्टीओमर जोड़े (जैसे ट्रांस-साइक्लोऑक्टीन के) आंतरिक गतियों द्वारा आपस में परिवर्तित हो सकते हैं जो बंध की लंबाई और कोणों को केवल थोड़ा बदलते हैं। अन्य जोड़े (जैसे CHFClBr) बंधों को तोड़े बिना आपस में परिवर्तित नहीं हो सकते हैं, और इसलिए अलग-अलग विन्यास हैं।

डायस्टेरियोमर्स

त्रिविम समावयवी जो इनैन्टीओमर्स नहीं हैं, उन्हें डायस्टेरियोमर्स कहा जाता है। कुछ डायस्टेरियोमर्स में कायरल केंद्र हो सकते हैं, और कुछ में नहीं हो सकते हैं।

सिस-ट्रांस समावयवता

दो कार्बन परमाणुओं के बीच एक द्वि-बंध शेष चार बंधों (यदि वे एकल हैं) को उसी तल पर रहने के लिए मजबूर करता है, जो इसके π कक्षक द्वारा परिभाषित बंध के तल के लंबवत होता है। यदि प्रत्येक कार्बन पर दो बंध अलग-अलग परमाणुओं से जुड़ते हैं, तो दो अलग-अलग संरूपण संभव हैं जो द्वि-बंध के बारे में कार्बनों में से एक के 180 डिग्री के मोड़ से एक-दूसरे से भिन्न होते हैं।

शास्त्रीय उदाहरण डाइक्लोरोएथीन $\mathrm{C}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2$ है, विशेष रूप से संरचनात्मक समावयवी $\mathrm{C}\mathrm{l}-\mathrm{H}\mathrm{C}=\mathrm{C}\mathrm{H}-\mathrm{C}\mathrm{l}$ जिसमें प्रत्येक कार्बन से एक क्लोरीन बंधा होता है। इसके दो संरूपणीय समावयवी हैं, जिसमें दो क्लोरीन द्वि-बंध के तल के एक ही तरफ या विपरीत तरफ होते हैं। उन्हें पारंपरिक रूप से क्रमशः सिस (लैटिन से जिसका अर्थ है "इस तरफ") और ट्रांस ("दूसरी तरफ") कहा जाता है, या IUPAC अनुशंसित नामकरण में Z और E कहा जाता है। इन दो रूपों के बीच रूपांतरण के लिए आमतौर पर अस्थायी रूप से बंधों को तोड़ने (या द्वि-बंध को एकल बंध में बदलने) की आवश्यकता होती है, इसलिए दोनों को अणु के अलग-अलग विन्यास माना जाता है।

अधिक सामान्यतः, सिस–ट्रांस समावयवता (जिसे पहले "ज्यामितीय समावयवता" कहा जाता था) उन अणुओं में होती है जहाँ दो विशिष्ट कार्यात्मक समूहों का सापेक्ष अभिविन्यास अन्य परमाणुओं के कुछ हद तक कठोर ढांचे द्वारा प्रतिबंधित होता है।

उदाहरण के लिए, चक्रीय अल्कोहल इनोसिटोल $(\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_6$ (साइक्लोहेक्सेन का छह-गुना अल्कोहल) में, छह-कार्बन चक्रीय रीढ़ काफी हद तक प्रत्येक कार्बन पर हाइड्रॉक्सिल $-\mathrm{O}\mathrm{H}$ और हाइड्रोजन $-\mathrm{H}$ को जगह बदलने से रोकती है। इसलिए, किसी के पास अलग-अलग विन्यास समावयवी होते हैं जो इस बात पर निर्भर करते हैं कि प्रत्येक हाइड्रॉक्सिल वलय के औसत तल के "इस तरफ" है या "दूसरी तरफ"। घूर्णन के तहत समकक्ष समावयवियों को छोड़कर, इस मानदंड से भिन्न नौ समावयवी हैं, और वे अलग-अलग स्थिर पदार्थों के रूप में व्यवहार करते हैं (उनमें से दो एक-दूसरे के इनैन्टीओमर्स हैं)। प्रकृति में सबसे आम (मायो-इनोसिटोल) में उस तल के एक ही तरफ कार्बन 1, 2, 3 और 5 पर हाइड्रॉक्सिल होते हैं, और इसलिए इसे सिस-1,2,3,5–ट्रांस-4,6-साइक्लोहेक्सेनहेक्सोल कहा जा सकता है। और इन सिस–ट्रांस समावयवियों में से प्रत्येक में संभवतः स्थिर "कुर्सी" (chair) या "नाव" (boat) संरूपण हो सकते हैं (हालांकि इनके बीच के अवरोध अलग-अलग सिस–ट्रांस समावयवियों के बीच की तुलना में काफी कम हैं)।

दो समावयवी संकुल, सिसप्लेटिन और ट्रांसप्लेटिन, M = Pt के साथ वर्गाकार समतलीय MX₂Y₂ अणुओं के उदाहरण हैं।

सिस और ट्रांस समावयवी अकार्बनिक समन्वय यौगिकों में भी होते हैं, जैसे वर्गाकार समतलीय $\mathrm{M}\mathrm{X}{\phantom{A}}_2\mathrm{Y}{\phantom{A}}_2$ संकुल और अष्टफलकीय $\mathrm{M}\mathrm{X}{\phantom{A}}_4\mathrm{Y}{\phantom{A}}_2$ संकुल।

अधिक जटिल कार्बनिक अणुओं के लिए, सिस और ट्रांस लेबल अस्पष्ट हो सकते हैं। ऐसे मामलों में, कान-इनगोल्ड-प्रेलॉग प्राथमिकता नियमों के आधार पर एक अधिक सटीक लेबलिंग योजना का उपयोग किया जाता है।

आइसोटोप और स्पिन

आइसोटोपॉमर्स

एक अणु या आयन के समावयवियों की गणना करते समय एक ही तत्व के विभिन्न आइसोटोपों को परमाणुओं के विभिन्न प्रकारों के रूप में माना जा सकता है। एक या अधिक परमाणुओं को उनके आइसोटोपों द्वारा प्रतिस्थापित करने से एक ही समावयवी से कई संरचनात्मक समावयवी और/या त्रिविम समावयवी बन सकते हैं।

उदाहरण के लिए, एक एथेन अणु पर सामान्य हाइड्रोजन (${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{1}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}1}\mathrm{H}$) के दो परमाणुओं को ड्यूटेरियम (${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{2}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}2}\mathrm{H}$, या $\mathrm{D}$) द्वारा प्रतिस्थापित करने से दो अलग-अलग संरचनात्मक समावयवी प्राप्त होते हैं, जो इस बात पर निर्भर करता है कि प्रतिस्थापन दोनों एक ही कार्बन (1,1-डाइड्यूटेरोएथेन, $\mathrm{H}\mathrm{D}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}-\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$) पर हैं या प्रत्येक कार्बन पर एक (1,2-डाइड्यूटेरोएथेन, $\mathrm{D}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}-\mathrm{C}\mathrm{D}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2$); जैसे कि प्रतिस्थापी ड्यूटेरियम के बजाय क्लोरीन था। दो अणु आसानी से आपस में परिवर्तित नहीं होते हैं और उनके गुण अलग-अलग होते हैं, जैसे कि उनका माइक्रोवेव स्पेक्ट्रम।

एक और उदाहरण क्लोरोफ्लोरोमेथेन ($\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{F}$) में हाइड्रोजनों में से एक के लिए ड्यूटेरियम के एक परमाणु को प्रतिस्थापित करना होगा। जबकि मूल अणु कायरल नहीं है और इसका एक ही समावयवी है, प्रतिस्थापन $\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{D}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{F}$ के कायरल इनैन्टीओमर्स का एक जोड़ा बनाता है, जिसे उनकी ऑप्टिकल गतिविधि द्वारा (कम से कम सिद्धांत रूप में) अलग किया जा सकता है।

जब दो समावयवी समान होते यदि प्रत्येक तत्व के सभी आइसोटोपों को एक ही आइसोटोप द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता, तो उन्हें आइसोटोपॉमर या आइसोटोपिक समावयवी के रूप में वर्णित किया जाता है। उपरोक्त दो उदाहरणों में यदि सभी $\mathrm{D}$ को $\mathrm{H}$ द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता, तो दोनों डाइड्यूटेरोएथेन एथेन बन जाते और दोनों ड्यूटेरोक्लोरोफ्लोरोमेथेन $\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{F}$ बन जाते।

आइसोटोपॉमर्स की अवधारणा आइसोटोपोलॉग्स या आइसोटोपिक होमोलॉग्स से अलग है, जो अपनी आइसोटोपिक संरचना में भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, $\mathrm{C}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_5\mathrm{D}$ और $\mathrm{C}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{D}{\phantom{A}}_2$ आइसोटोपोलॉग्स हैं और आइसोटोपॉमर्स नहीं हैं, और इसलिए वे एक-दूसरे के समावयवी नहीं हैं।

स्पिन समावयवी

परमाणु गुणों पर आधारित समावयवता का एक और प्रकार स्पिन समावयवता है, जहाँ अणु केवल घटक परमाणु नाभिकों की सापेक्ष स्पिन क्वांटम संख्या m_s में भिन्न होते हैं। यह घटना आणविक हाइड्रोजन के लिए महत्वपूर्ण है, जिसे स्पिन समावयवियों या परमाणु स्पिन समावयवियों के रूप में वर्णित दो लंबे समय तक जीवित रहने वाली अवस्थाओं में आंशिक रूप से अलग किया जा सकता है: पैराहाइड्रोजन, जिसमें दो नाभिकों के स्पिन विपरीत दिशाओं में इंगित करते हैं, और ऑर्थोहाइड्रोजन, जहाँ स्पिन एक ही दिशा में इंगित करते हैं।

अनुप्रयोग

विशिष्ट जैविक गुणों वाले समावयवी सामान्य हैं; उदाहरण के लिए, मेथिल समूहों का स्थान। प्रतिस्थापित जैन्थिन में, चॉकलेट में पाया जाने वाला थियोब्रोमाइन एक वैसोडिलेटर है जिसके कैफीन के साथ कुछ सामान्य प्रभाव हैं; लेकिन, यदि दो मेथिल समूहों में से एक को दो-वलय कोर पर एक अलग स्थिति में ले जाया जाता है, तो समावयवी थियोफिलाइन होता है, जिसके ब्रोंकोडिलेशन और सूजन-रोधी क्रिया सहित कई प्रभाव होते हैं। इसका एक और उदाहरण फेनेथिलामाइन-आधारित उत्तेजक दवाओं में होता है। फेन्टरमाइन एक गैर-कायरल यौगिक है जिसका प्रभाव एम्फ़ैटेमिन की तुलना में कमजोर होता है। इसका उपयोग भूख कम करने वाली दवा के रूप में किया जाता है और इसके हल्के या कोई उत्तेजक गुण नहीं होते हैं। हालांकि, एक वैकल्पिक परमाणु व्यवस्था डेक्सट्रोमेथामफेटामाइन देती है, जो एम्फ़ैटेमिन की तुलना में एक मजबूत उत्तेजक है।

औषधीय रसायन विज्ञान और जैव रसायन में, इनैन्टीओमर एक विशेष चिंता का विषय हैं क्योंकि वे अलग-अलग जैविक गतिविधि रख सकते हैं। कई तैयारी प्रक्रियाएं दोनों इनैन्टीओमेरिक रूपों की समान मात्रा का मिश्रण प्रदान करती हैं। कुछ मामलों में, इनैन्टीओमर्स को कायरल स्थिर चरणों का उपयोग करके क्रोमैटोग्राफी द्वारा अलग किया जाता है। उन्हें डायस्टेरियोमेरिक लवणों के निर्माण के माध्यम से भी अलग किया जा सकता है। अन्य मामलों में, इनैन्टीओसेलेक्टिव संश्लेषण विकसित किए गए हैं।

एक अकार्बनिक उदाहरण के रूप में, cisplatin (ऊपर संरचना देखें) कैंसर की कीमोथेरेपी में उपयोग की जाने वाली एक महत्वपूर्ण दवा है, जबकि ट्रांस आइसोमर (transplatin) की कोई उपयोगी औषधीय गतिविधि नहीं होती है।

इतिहास

समावयवता (Isomerism) को पहली बार 1827 में देखा गया था, जब Friedrich Wöhler ने silver cyanate तैयार किया और पाया कि, यद्यपि इसका मौलिक संघटन $\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{C}\mathrm{N}\mathrm{O}$, silver fulminate (जिसे पिछले वर्ष Justus von Liebig द्वारा तैयार किया गया था) के समान था, लेकिन इसके गुण अलग थे। इस खोज ने उस समय की प्रचलित रासायनिक समझ को चुनौती दी, जिसके अनुसार रासायनिक यौगिक केवल तभी अलग हो सकते हैं जब उनके मौलिक संघटन भिन्न हों। (अब हम जानते हैं कि fulminate और cyanate की बंधन संरचनाओं को क्रमशः $\mathrm{O}{\phantom{A}}^{-}-\mathrm{N}{\phantom{A}}^{+}$≡$\mathrm{C}{\phantom{A}}^{-}$ और $\mathrm{O}=\mathrm{C}=\mathrm{N}{\phantom{A}}^{-}$ के रूप में वर्णित किया जा सकता है।)

आने वाले वर्षों में अतिरिक्त उदाहरण मिले, जैसे कि 1828 में वोहलर की यह खोज कि urea का परमाणु संघटन ($\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$) रासायनिक रूप से भिन्न ammonium cyanate के समान है। (अब ज्ञात है कि उनकी संरचनाएं क्रमशः $(\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}-){\phantom{A}}_2\mathrm{C}=\mathrm{O}$ और $[\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4^{+}][\mathrm{O}=\mathrm{C}=\mathrm{N}{\phantom{A}}^{-}]$ हैं।) 1830 में Jöns Jacob Berzelius ने इस घटना का वर्णन करने के लिए 'आइसोमेरिज्म' (समावयवता) शब्द पेश किया।

1848 में, Louis Pasteur ने देखा कि tartaric acid के क्रिस्टल दो प्रकार के आकारों में आते हैं जो एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब (mirror images) थे। क्रिस्टलों को हाथ से अलग करके, उन्होंने टार्टरिक एसिड के दो संस्करण प्राप्त किए, जिनमें से प्रत्येक केवल दो आकारों में से एक में क्रिस्टलीकृत होता था, और ध्रुवीकृत प्रकाश (polarized light) के तल को समान मात्रा में लेकिन विपरीत दिशाओं में घुमाता था। 1860 में, पाश्चर ने स्पष्ट रूप से परिकल्पना की कि आइसोमर्स के अणुओं का संघटन समान हो सकता है लेकिन उनके परमाणुओं की व्यवस्था अलग हो सकती है। यह गुण, विशेष रूप से क्रिस्टल के संबंध में, बहुरूपता (polymorphism) कहलाता है।

इन्हें भी देखें

• Allotropy (तत्वों की)
• Crystal polymorphism
• Chirality (chemistry)
• Cis–trans isomerism
• Cyclohexane conformation
• Descriptor (chemistry)
• Electromerism
• Isomerization
• Isomery (botany)
• Ligand isomerism
• Nuclear isomer
• Stereocenter
• Structural isomerism
• Tautomer
• Vitamer

बाहरी कड़ियाँ

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स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के "Isomer" लेख पर आधारित। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Isomer यह लेख स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।