সিলিকন-ভিত্তিক জৈব যৌগের একটি বড় গ্রুপ। তাদের জন্য দ্বিতীয়, আরও সাধারণ নাম হল সিলিকন। অর্গানোসিলিকন যৌগের সুযোগ ক্রমাগত বাড়ছে। এগুলি মানব ক্রিয়াকলাপের প্রায় সমস্ত ক্ষেত্রেই ব্যবহৃত হয় - মহাকাশবিজ্ঞান থেকে ওষুধ পর্যন্ত। তাদের উপর ভিত্তি করে উপকরণ উচ্চ প্রযুক্তিগত এবং ভোক্তা গুণাবলী আছে.
সাধারণ ধারণা
অর্গানোসিলিকন যৌগগুলি এমন যৌগ যেখানে সিলিকন এবং কার্বনের মধ্যে একটি বন্ধন রয়েছে। এগুলিতে অন্যান্য অতিরিক্ত রাসায়নিক উপাদানও থাকতে পারে (অক্সিজেন, হ্যালোজেন, হাইড্রোজেন এবং অন্যান্য)। এই বিষয়ে, পদার্থের এই গ্রুপটি বিভিন্ন ধরণের বৈশিষ্ট্য এবং অ্যাপ্লিকেশন দ্বারা আলাদা করা হয়। অন্যান্য জৈব যৌগগুলির বিপরীতে, অর্গানোসিলিকন যৌগগুলির কর্মক্ষমতার বৈশিষ্ট্যগুলি আরও ভাল এবং মানব স্বাস্থ্যের জন্য উচ্চতর নিরাপত্তা রয়েছে যখন সেগুলি প্রাপ্ত হয় এবং ব্যবহার করার সময়,তাদের থেকে তৈরি।
তাদের গবেষণা XIX শতাব্দীতে শুরু হয়েছিল। সিলিকন টেট্রাক্লোরাইড ছিল প্রথম সংশ্লেষিত পদার্থ। একই শতাব্দীর 20 থেকে 90 এর দশকের সময়কালে, এই ধরণের অনেক যৌগ প্রাপ্ত হয়েছিল: সিলেনস, ইথার এবং অর্থোসিলিসিক অ্যাসিডের প্রতিস্থাপিত এস্টার, অ্যালকাইলক্লোরোসিলেনস এবং অন্যান্য। সিলিকন এবং সাধারণ জৈব পদার্থের কিছু বৈশিষ্ট্যের সাদৃশ্য একটি মিথ্যা ধারণা তৈরি করেছে যে সিলিকন এবং কার্বন যৌগ সম্পূর্ণ অভিন্ন। রাশিয়ান রসায়নবিদ ডি.আই. মেন্ডেলিভ প্রমাণ করেছিলেন যে এটি এমন নয়। তিনি আরো প্রতিষ্ঠিত করেন যে সিলিকন-অক্সিজেন যৌগগুলির একটি পলিমারিক গঠন রয়েছে। এটি জৈব পদার্থের জন্য সাধারণ নয়, যেখানে অক্সিজেন এবং কার্বনের মধ্যে একটি বন্ধন রয়েছে৷
শ্রেণীবিভাগ
অর্গানোসিলিকন যৌগগুলি জৈব এবং অর্গানোমেটালিকের মধ্যে একটি মধ্যবর্তী অবস্থান দখল করে। তাদের মধ্যে, পদার্থের 2টি বড় গ্রুপকে আলাদা করা হয়েছে: কম আণবিক ওজন এবং উচ্চ আণবিক ওজন।
প্রথম গ্রুপে, সিলিকন হাইড্রোজেনগুলি প্রাথমিক যৌগ হিসাবে কাজ করে এবং বাকিগুলি তাদের ডেরিভেটিভ। এর মধ্যে নিম্নলিখিত পদার্থ রয়েছে:
- সিলানেস এবং এর হোমোলগ (ডিসিলেন, ট্রিসিলেন, টেট্রাসিলেন);
- প্রতিস্থাপিত সিলেন (বুটিলসিলেন, টার্ট-বুটিলসিলেন, আইসোবুটিসিলেন);
- অর্থোসিলিসিক অ্যাসিডের ইথার (টেট্রামেথক্সিসিলেন, ডাইমেথক্সিডাইথক্সিসিলেন);
- অর্থোসিলিসিক অ্যাসিডের হ্যালোয়েস্টার (ট্রাইমেথোক্সিক্লোরোসিলেন, মেথোক্সিথোক্সিডিক্লোরোসিলেন);
- অর্থোসিলিসিক অ্যাসিডের প্রতিস্থাপিত এস্টার (মিথাইলট্রাইথক্সিসিলেন, মিথাইলফেনাইলডাইথক্সিসিলেন);
- অ্যালকাইল-(আরিল)-হ্যালোসিলেনস (ফেনাইলট্রিক্লোরোসিলেন);
- অর্গানোসিলেনের হাইড্রোক্সিল ডেরিভেটিভস(ডাইহাইড্রোক্সিডাইথাইলসিলেন, হাইড্রোক্সিমিথাইলথিলফেনাইলসিলেন);
- অ্যালকাইল-(আরিল)-অ্যামিনোসিলানেস (ডায়ামিনোমিথাইলফেনাইলসিলেন, মেথাইলামিনোট্রাইমিথাইলসিলেন);
- অ্যালকক্সি-(অ্যারিলোক্সি)-অ্যামিনোসিলানেস;
- অ্যালকাইল-(আরিল)-অ্যামিনোহালোসিলেনস;
- অ্যালকাইল-(আরিল)-ইমিনোসিলানেস;
- আইসোসায়ানেটস, থায়োআইসোসায়ানেটস এবং সিলিকন থায়োথারস।
উচ্চ আণবিক ওজন অর্গানোসিলিকন যৌগ
ম্যাক্রোমলিকুলার জৈব যৌগগুলির শ্রেণীবিভাগের ভিত্তি হল পলিমার সিলিকন হাইড্রোজেন, যার কাঠামোগত চিত্রটি নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে৷
নিম্নলিখিত পদার্থগুলো এই গ্রুপের অন্তর্গত:
- অ্যালকাইল-(আরিল)-পলিসিলেনস;
- অর্গানোপোলিয়ালকাইল-(পলিয়ারিল)-সিলানেস;
- পলিওরগানোসিলোক্সেন;
- পলিওরগানোঅ্যালকাইলিন-(ফেনিলিন)-সিলোক্সেনস;
- পলিওরগানোমেটালোসিলক্সেনস;
- মেটালোয়েডসিলেন চেইন পলিমার।
রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য
যেহেতু এই পদার্থগুলি অত্যন্ত বৈচিত্র্যময়, তাই সিলিকন এবং কার্বনের মধ্যে বন্ধনকে চিহ্নিত করে এমন সাধারণ নিদর্শনগুলি স্থাপন করা কঠিন৷
অর্গানোসিলিকন যৌগের সবচেয়ে বৈশিষ্ট্যপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল:
- উন্নত তাপমাত্রার প্রতিরোধী জৈব র্যাডিকেল বা Si পরমাণুর সাথে যুক্ত অন্যান্য গ্রুপের ধরন এবং আকার দ্বারা নির্ধারিত হয়। টেট্রাসাবস্টিটিউটেড সিলেনের সর্বোচ্চ তাপীয় স্থিতিশীলতা রয়েছে। তাদের পচন শুরু হয় 650-700 °C তাপমাত্রায়। পলিডাইমিথাইলসিলোক্সিলেনগুলি 300 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় ধ্বংস হয়ে যায়। Tetraethylsilane এবং hexaethyldisilane 350 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় দীর্ঘায়িত গরমে পচে যায়,এই ক্ষেত্রে, ইথাইল র্যাডিকেলের 50% নির্মূল হয় এবং ইথেন নির্গত হয়।
- অ্যাসিড, ক্ষার এবং অ্যালকোহলের রাসায়নিক প্রতিরোধ র্যাডিক্যালের গঠনের উপর নির্ভর করে, যা সিলিকন পরমাণুর সাথে এবং পদার্থের সম্পূর্ণ অণুর সাথে সম্পর্কিত। সুতরাং, অ্যালিফ্যাটিক প্রতিস্থাপিত এস্টারগুলিতে সিলিকনের সাথে কার্বনের বন্ধন ঘনীভূত সালফিউরিক অ্যাসিডের সংস্পর্শে আসলে ধ্বংস হয় না, যখন মিশ্র অ্যালকাইল-(আরিল)-প্রতিস্থাপিত এস্টারগুলিতে, একই পরিস্থিতিতে, ফিনাইল গ্রুপটি ক্লিভড হয়। সিলোক্সেন বন্ডগুলিরও উচ্চ শক্তি রয়েছে৷
- অর্গানোসিলিকন যৌগগুলি ক্ষারকে তুলনামূলকভাবে প্রতিরোধী। তাদের ধ্বংস শুধুমাত্র কঠোর পরিস্থিতিতে ঘটে। উদাহরণস্বরূপ, পলিডাইমিথাইলসিলোক্সানে, মিথাইল গ্রুপের বিভাজন শুধুমাত্র 200 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে তাপমাত্রায় এবং চাপে (একটি অটোক্লেভে) পরিলক্ষিত হয়।
ম্যাক্রোমলিকুলার যৌগের বৈশিষ্ট্য
সিলিকন-ভিত্তিক ম্যাক্রোমলিকুলার পদার্থের বিভিন্ন প্রকার রয়েছে:
- একমাত্রিক;
- কার্যকর;
- ত্রয়ী;
- চতুর্মুখী।
এই যৌগগুলিকে একত্রিত করে, আপনি পাবেন:
- ডিসিলোক্সেন ডেরিভেটিভস, যা প্রায়শই তরল যৌগ;
- চক্রীয় পলিমার (তৈলাক্ত তরল);
- ইলাস্টোমার (একটি রৈখিক কাঠামো সহ পলিমার যা কয়েক হাজার মনোমার এবং একটি বড় আণবিক ওজন নিয়ে গঠিত);
- একটি রৈখিক কাঠামো সহ পলিমার, যার শেষ গোষ্ঠীজৈব র্যাডিকেল (তেল) দ্বারা অবরুদ্ধ।
মিথাইল র্যাডিকেল থেকে সিলিকন অনুপাত ১.২-১.৫ সহ রেজিন বর্ণহীন কঠিন পদার্থ।
নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্যগুলি উচ্চ-আণবিক জৈব সিলিকন যৌগের জন্য সাধারণ:
- তাপ প্রতিরোধের;
- হাইড্রোফোবিসিটি (জলের অনুপ্রবেশের প্রতিরোধ);
- উচ্চ অস্তরক কর্মক্ষমতা;
- বিস্তৃত তাপমাত্রা পরিসরে একটি ধ্রুবক সান্দ্রতা মান বজায় রাখা;
- রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এমনকি শক্তিশালী অক্সিডেন্টের উপস্থিতিতেও।
সিলেনের শারীরিক বৈশিষ্ট্য
যেহেতু এই পদার্থগুলি গঠন এবং সংমিশ্রণে অত্যন্ত ভিন্নধর্মী, তাই আমরা নিজেদেরকে সবচেয়ে সাধারণ গোষ্ঠীগুলির মধ্যে একটির অর্গানোসিলিকন যৌগ বর্ণনা করতে সীমাবদ্ধ রাখি - সিলেনস৷
মনোসিলেন এবং ডিসিলেন (যথাক্রমে SiH4 এবং Si2H4) স্বাভাবিক অবস্থায় অবস্থা হল গ্যাস যে একটি অপ্রীতিকর গন্ধ আছে. জল এবং অক্সিজেনের অভাবে, তারা রাসায়নিকভাবে বেশ স্থিতিশীল।
টেট্রাসিলেন এবং ট্রিসিলেন হল উদ্বায়ী বিষাক্ত তরল। পেন্টাসিলেন এবং হেক্সাসিলেনও বিষাক্ত এবং রাসায়নিকভাবে অস্থির৷
এই পদার্থগুলি অ্যালকোহল, পেট্রল, কার্বন ডাইসালফাইডে ভালভাবে দ্রবীভূত হয়। পরবর্তী ধরণের সমাধানগুলির একটি উচ্চ বিস্ফোরক ঝুঁকি রয়েছে। উপরের যৌগগুলির গলনাঙ্ক -90 °C (টেট্রাসিলেন) থেকে -187 °C (ট্রিসিলেন) পর্যন্ত।
গ্রহণ
Si-তে র্যাডিকেল যোগ করা ভিন্নভাবে এগিয়ে যায় এবং শুরুর উপাদানের বৈশিষ্ট্য এবং সংশ্লেষণের অবস্থার উপর নির্ভর করে। কিছুজৈব পদার্থ সহ সিলিকনের যৌগগুলি শুধুমাত্র কঠোর পরিস্থিতিতে তৈরি করা যেতে পারে, অন্যরা আরও সহজে প্রতিক্রিয়া দেখায়।
সিলেন বন্ডের উপর ভিত্তি করে অর্গানোসিলিকন যৌগগুলি প্রাপ্ত করা অ্যালকাইল (বা অ্যারিল)-ক্লোরোক্সিসিলেনস (বা অ্যালকোক্সিসিলেন) এর হাইড্রোলাইসিস দ্বারা সঞ্চালিত হয় যার পরে সিলানলগুলির পলিকনডেনসেশন হয়। একটি সাধারণ প্রতিক্রিয়া নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে৷
পলিকনডেনসেশন তিনটি দিকে অগ্রসর হতে পারে: রৈখিক বা চক্রীয় যৌগ গঠনের সাথে, একটি নেটওয়ার্ক বা স্থানিক কাঠামোর পদার্থ প্রাপ্তির সাথে। সাইক্লিক পলিমারের ঘনত্ব এবং সান্দ্রতা তাদের রৈখিক সমকক্ষের তুলনায় বেশি।
ম্যাক্রোমলিকুলার যৌগের সংশ্লেষণ
জৈব রেজিন এবং সিলিকন-ভিত্তিক ইলাস্টোমারগুলি মনোমারগুলির হাইড্রোলাইসিস দ্বারা উত্পাদিত হয়। হাইড্রোলাইসিস পণ্যগুলি পরবর্তীকালে উত্তপ্ত হয় এবং অনুঘটক যোগ করা হয়। রাসায়নিক রূপান্তরের ফলস্বরূপ, জল (বা অন্যান্য পদার্থ) নির্গত হয় এবং জটিল পলিমার তৈরি হয়৷
অক্সিজেন ধারণকারী অর্গানোসিলিকন যৌগগুলি তাদের সংশ্লিষ্ট কার্বন-ভিত্তিক যৌগের তুলনায় পলিমারাইজেশনের প্রবণতা বেশি। বিপরীতে, সিলিকন 2 বা তার বেশি হাইড্রক্সিল গ্রুপ ধারণ করতে সক্ষম। চক্রাকার থেকে ক্রস-লিঙ্কড পলিমার অণু গঠনের সম্ভাবনা মূলত জৈব র্যাডিকালের আকারের উপর নির্ভর করে।
বিশ্লেষণ
অর্গানোসিলিকন যৌগগুলির বিশ্লেষণ বিভিন্ন দিকে পরিচালিত হয়:
- ভৌত ধ্রুবক নির্ণয় (গলনাঙ্ক, স্ফুটনাঙ্ক এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্য)।
- গুণগত বিশ্লেষণ। বার্নিশ, তেল এবং রেজিনে এই ধরণের যৌগগুলি সনাক্ত করতে, পরীক্ষার নমুনা সোডিয়াম কার্বনেটের সাথে মিশ্রিত করা হয়, জল দিয়ে বের করা হয় এবং তারপরে অ্যামোনিয়াম মলিবডেট এবং বেনজিডিন দিয়ে চিকিত্সা করা হয়। অর্গানোসিলিকন উপস্থিত থাকলে, নমুনাটি নীল হয়ে যায়। সনাক্ত করার অন্যান্য উপায় আছে।
- পরিমাণগত বিশ্লেষণ। অর্গানোসিলিকন যৌগগুলির গুণগত এবং পরিমাণগত উভয় গবেষণার জন্য, ইনফ্রারেড এবং নির্গমন বর্ণালী বর্ণালী পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। অন্যান্য পদ্ধতিও ব্যবহার করা হয় - সল-জেল বিশ্লেষণ, ভর স্পেকট্রোস্কোপি, পারমাণবিক চৌম্বকীয় অনুরণন।
- বিশদ ভৌত ও রাসায়নিক গবেষণা।
পদার্থের বিচ্ছিন্নতা এবং পরিশোধন পূর্ব-উৎপাদন করুন। কঠিন রচনাগুলির জন্য, যৌগগুলির পৃথকীকরণ তাদের বিভিন্ন দ্রবণীয়তা, স্ফুটনাঙ্ক এবং স্ফটিককরণের ভিত্তিতে করা হয়। রাসায়নিকভাবে বিশুদ্ধ জৈব সিলিকন যৌগগুলির বিচ্ছিন্নতা প্রায়শই ভগ্নাংশ পাতন দ্বারা বাহিত হয়। তরল পর্যায়গুলি একটি পৃথক ফানেল ব্যবহার করে পৃথক করা হয়। গ্যাসের মিশ্রণের জন্য, নিম্ন তাপমাত্রায় শোষণ বা তরলীকরণ এবং ভগ্নাংশ ব্যবহার করা হয়।
আবেদন
অর্গানোসিলিকন যৌগের সুযোগ অনেক বড়:
- প্রযুক্তিগত তরল উত্পাদন (তৈলাক্তকরণ তেল, ভ্যাকুয়াম পাম্পের জন্য কার্যকরী তরল, পেট্রোলিয়াম জেলি, পেস্ট, ইমালশন, ডিফোমার এবং অন্যান্য);
- রাসায়নিক শিল্প - স্টেবিলাইজার, মডিফায়ার, ক্যাটালিস্ট হিসেবে ব্যবহার করুন;
- পেইন্ট এবং বার্নিশ শিল্প - ধাতব, কংক্রিট, কাচ এবং অন্যান্য উপকরণের জন্য তাপ-প্রতিরোধী, জারা-বিরোধী আবরণ তৈরির জন্য সংযোজন;
- অ্যারোস্পেস ইঞ্জিনিয়ারিং - প্রেসের উপকরণ, জলবাহী তরল, কুল্যান্ট, অ্যান্টি-আইসিং যৌগ;
- বৈদ্যুতিক প্রকৌশল - রজন এবং বার্নিশ উৎপাদন, সমন্বিত সার্কিট রক্ষার জন্য উপকরণ;
- ইঞ্জিনিয়ারিং শিল্প - রাবার পণ্য, যৌগ, লুব্রিকেন্ট, সিল্যান্ট, আঠালো উত্পাদন;
- হালকা শিল্প - টেক্সটাইল ফাইবার, চামড়া, লেদারেটের মডিফায়ার; defoamers;
- ফার্মাসিউটিক্যাল ইন্ডাস্ট্রি - প্রস্থেটিক্স, ইমিউনোস্টিমুল্যান্টস, অ্যাডাপ্টোজেন, প্রসাধনী সামগ্রীর উৎপাদন।
এই জাতীয় পদার্থের সুবিধার মধ্যে রয়েছে যে এগুলি বিভিন্ন পরিস্থিতিতে ব্যবহার করা যেতে পারে: গ্রীষ্মমন্ডলীয় এবং ঠান্ডা জলবায়ুতে, উচ্চ চাপে এবং ভ্যাকুয়ামে, উচ্চ তাপমাত্রা এবং বিকিরণে। তাদের উপর ভিত্তি করে ক্ষয়রোধী আবরণগুলি -60 থেকে +550 °С.তাপমাত্রা পরিসরে পরিচালিত হয়
প্রাণীসম্পদ
পশুপালনে অর্গানোসিলিকন যৌগগুলির ব্যবহার এই সত্যের উপর ভিত্তি করে যে সিলিকন হাড় এবং সংযোগকারী টিস্যু, বিপাকীয় প্রক্রিয়াগুলির গঠনে সক্রিয়ভাবে জড়িত। এই ট্রেস উপাদান পোষা প্রাণীর বৃদ্ধি এবং বিকাশের জন্য অত্যাবশ্যক৷
শো হিসাবেঅধ্যয়ন, পোল্ট্রি এবং গবাদি পশুর খাদ্যে অর্গানোসিলিকন পদার্থের সাথে সংযোজনগুলির প্রবর্তন লাইভ ওজন বৃদ্ধিতে অবদান রাখে, মৃত্যুহার হ্রাস এবং বৃদ্ধির প্রতি ইউনিট ফিড খরচ, নাইট্রোজেন, ক্যালসিয়াম এবং ফসফরাসের বিপাক বৃদ্ধি করে। গরুতে এই ধরনের ওষুধের ব্যবহার প্রসূতি রোগ প্রতিরোধেও সাহায্য করে।
রাশিয়ায় উৎপাদন
রাশিয়ায় অর্গানোসিলিকন যৌগগুলির বিকাশে নেতৃস্থানীয় উদ্যোগ হল GNIIChTEOS৷ এটি একটি সমন্বিত বৈজ্ঞানিক কেন্দ্র যা সিলিকন, অ্যালুমিনিয়াম, বোরন, লোহা এবং অন্যান্য রাসায়নিক উপাদানগুলির উপর ভিত্তি করে যৌগ তৈরির জন্য শিল্প প্রযুক্তি তৈরিতে নিযুক্ত রয়েছে। এই সংস্থার বিশেষজ্ঞরা 400 টিরও বেশি অর্গানোসিলিকন উপকরণ তৈরি এবং প্রবর্তন করেছেন। কোম্পানির তাদের উৎপাদনের জন্য একটি পাইলট প্ল্যান্ট রয়েছে৷
তবে, সিলিকন ভিত্তিক জৈব যৌগগুলির উত্পাদনের বিকাশের বৈশ্বিক গতিশীলতায় রাশিয়া অন্যান্য দেশের তুলনায় অনেক নিকৃষ্ট। সুতরাং, গত 20 বছরে, চীনা শিল্প এই পদার্থগুলির উত্পাদন প্রায় 50 গুণ এবং পশ্চিম ইউরোপ - 2 গুণ বাড়িয়েছে। বর্তমানে, রাশিয়ায় অর্গানোসিলিকন যৌগগুলির উত্পাদন কেজেডএসকে-সিলিকন, জেএসসি আলতাইহিমপ্রম, রেডকিনস্কি পাইলট প্ল্যান্ট, জেএসসি খিমপ্রম (চুভাশ প্রজাতন্ত্র), জেএসসি সিলানে পরিচালিত হয়৷
