रसायन विज्ञान लिंडलार उत्प्रेरक

लिंडलर उत्प्रेरक#

लिंडलर उत्प्रेरक एक विषमांगी उत्प्रेरक है जिसे कार्बनिक रसायन में अल्काइनों को चयनात्मक रूप से अल्कीनों में हाइड्रोजनीकरण के लिए प्रयोग किया जाता है। इसे कैल्शियम कार्बोनेट पर आधारित पैलेडियम धातु से बनाया जाता है और इसे लेड एसीटेट से विषैला बनाया जाता है। इस उत्प्रेरक को हर्बर्ट लिंडलर ने 1952 में विकसित किया था।

लिंडलर उत्प्रेरक की तैयारी#

लिंडलर उत्प्रेरक एक विषमांगी उत्प्रेरक है जिसे कार्बनिक रसायन में अल्काइनों को चयनात्मक रूप से अल्कीनों में हाइड्रोजनीकरण के लिए प्रयोग किया जाता है। इसे कैल्शियम कार्बोनेट पर आधारित पैलेडियम धातु से बनाया जाता है और इसे लेड एसीटेट से विषैला बनाया जाता है। यह उत्प्रेरक अपने आविष्कारक हर्बर्ट लिंडलर के नाम पर रखा गया है।

आवश्यक सामग्री#

• पैलेडियम क्लोराइड $\ce{(PdCl2)}$
• कैल्शियम कार्बोनेट $\ce{(CaCO3)}$
• लेड एसीटेट $\ce{(Pb(CH3COO)2)}$
• एथेनॉल $\ce{(EtOH)}$
• पानी $\ce{(H2O)}$

प्रक्रिया#

1. 5 ग्राम पैलेडियम क्लोराइड को 100 मिलीलीटर एथेनॉल में एक गोल तल वाले फ्लास्क में घोलें।
2. घोल में 10 ग्राम कैल्शियम कार्बोनेट मिलाएं और तब तक चलाएं जब तक एक समांगी मिश्रण न बन जाए।
3. मिश्रण में 1 ग्राम लेड एसीटेट मिलाएं और फिर से चलाएं जब तक एक समांगी मिश्रण न बन जाए।
4. मिश्रण को बुचनर फनल से छानें और ठोस को एथेनॉल से धोएं।
5. ठोस को 110 °C पर ओवन में 2 घंटे तक सुखाएं।

भंडारण भविष्य में उपयोग के लिए वस्तुओं को सुरक्षित स्थान पर रखने की प्रक्रिया है।#

लिंडलर उत्प्रेरक को एक ठंडे, सूखे स्थान पर संग्रहित किया जाना चाहिए। यह नमी और वायु के प्रति संवेदनशील है, इसलिए इसे वायुरोधी पात्र में रखा जाना चाहिए।

लिंडलर उत्प्रेरक अभिक्रिया#

लिंडलर उत्प्रेरक अभिक्रिया एक बहुउद्देशीय और चयनात्मक कार्बनिक अभिक्रिया है जिसका उपयोग विशेष रूप से ऐल्काइनों को ऐल्कीनों में हाइड्रोजनीकृत करने के लिए किया जाता है। इसका नाम इसके खोजकर्ता हर्बर्ट लिंडलर के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने पहली बार 1952 में इस अभिक्रिया की सूचना दी थी।

क्रियाविधि#

लिंडलर उत्प्रेरक अभिक्रिया एक विषमांगी उत्प्रेरकीय हाइड्रोजनीकरण क्रियाविधि के माध्यम से आगे बढ़ती है। उत्प्रेरक में बेरियम सल्फेट आधार पर निहित पैलेडियम धातु होती है, जिसमें लेड एसीटेट एक संशोधक के रूप में कार्य करता है। यह अभिक्रिया सामान्यतः कम तीव्रता वाली परिस्थितियों में, आमतौर पर कमरे के तापमान और वायुमंडलीय दबाव पर, हाइड्रोजन गैस को अपचायक के रूप में उपयोग करते हुए संपन्न की जाती है।

अभिक्रिया की क्रियाविधि निम्नलिखित चरणों को सम्मिलित करती है:

1. हाइड्रोजन का अधिशोषण: हाइड्रोजन गैस पैलेडियम धातु उत्प्रेरक की सतह पर अधिशोषित होती है।
2. उत्प्रेरक-आधार संकुल का निर्माण: ऐल्काइन आधार उत्प्रेरक की सतह पर अधिशोषित होता है, जिससे पैलेडियम धातु के साथ एक संकुल बनता है।
3. हाइड्रोजनीकरण: अधिशोषित हाइड्रोजन परमाणु ऐल्काइन आधार में स्थानांतरित हो जाते हैं, जिससे एक ऐल्कीन उत्पाद का निर्माण होता है।
4. उत्पाद का विलगन: ऐल्कीन उत्पाद उत्प्रेरक की सतह से विलगित हो जाता है, जिससे अभिक्रिया पूर्ण होती है।

चयनात्मकता#

लिंडलर उत्प्रेरक अभिक्रिया अल्काइनों को अल्कीनों में हाइड्रोजनीकरण के लिए अत्यधिक चयनात्मक होती है। यह चयनात्मकता उत्प्रेरक तंत्र में लेड एसीटेट और क्विनोलिन संशोधकों की उपस्थिति के कारण होती है। लेड एसीटेट उत्प्रेरक के लिए विष के रूप में कार्य करता है, जो अल्कीन उत्पाद को अल्केन में आगे के हाइड्रोजनीकरण को रोकता है। क्विनोलिन उत्प्रेरक के लिए विष के रूप में कार्य करता है, जिससे इसकी निष्क्रियता को रोका जाता है।

लाभ और हानियाँ#

लिंडलर उत्प्रेरक का उपयोग हाइड्रोजनीकरण अभिक्रियाओं में किया जाता है और इसके कई लाभ होते हैं, जिनमें शामिल हैं:

• अल्काइनों को अल्कीनों में हाइड्रोजनीकरण के लिए उच्च चयनात्मकता।
• सामान्य तापमान और वायुमंडलीय दबाव पर मिल्ड अभिक्रिया परिस्थितियाँ।
• विस्तृत सब्सट्रेट स्कोप, जिसमें विभिन्न प्रकार के अल्काइन शामिल हैं।
• बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए आसानी से स्केल अप किया जा सकता है।

हालांकि, लिंडलर उत्प्रेरक अभिक्रिया के कुछ नुकसान भी हैं, जिनमें शामिल हैं:

• अभिक्रिया धीमी हो सकती है, विशेष रूप से बाधित अल्काइनों के लिए।
• अभिक्रिया मिश्रण में अशुद्धियों के कारण उत्प्रेरक निष्क्रिय हो सकता है।
• अभिक्रिया के लिए विषैले लेड एसीटेट को संशोधक के रूप में उपयोग करना आवश्यक होता है।

कुल मिलाकर, लिंडलर उत्प्रेरक अभिक्रिया कार्बनिक संश्लेषण में अल्काइनों को अल्कीनों में चयनात्मक हाइड्रोजनीकरण के लिए एक मूल्यवान उपकरण है। इसके लाभ इसकी हानियों से अधिक हैं, जिससे यह अकादमिक और औद्योगिक दोनों क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली अभिक्रिया बन गई है।

लिंडलर उत्प्रेरक के उपयोग#

लिंडलर उत्प्रेरक एक विषमांगी उत्प्रेरक है जो कार्बनिक रसायन में प्रयोग होता है। यह कैल्शियम कार्बोनेट पर आधारित पैलेडियम धातु से बना होता है और आमतौर पर ऐल्काइनों को ऐल्कीनों में हाइड्रोजनीकरण के लिए प्रयोग किया जाता है। यह उत्प्रेरक अपने आविष्कारक हर्बर्ट लिंडलर के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने पहली बार इसके उपयोग की रिपोर्ट 1952 में दी थी।

लिंडलर उत्प्रेरक के अनुप्रयोग#

लिंडलर उत्प्रेरक का उपयोग विभिन्न कार्बनिक अभिक्रियाओं में किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• ऐल्काइनों को ऐल्कीनों में हाइड्रोजनीकरण: यह लिंडलर उत्प्रेरक का सबसे सामान्य उपयोग है। यह उत्प्रेरक चयनात्मक रूप से ऐल्काइन की ट्रिपल बॉन्ड को ऐल्कीन की डबल बॉन्ड में बदलता है, बिना डबल बॉन्ड को आगे घटाकर ऐल्केन बनाए।
• एरोमैटिक वलयों का हाइड्रोजनीकरण: लिंडलर उत्प्रेरक का उपयोग बेंजीन जैसे एरोमैटिक वलयों को साइक्लोहेक्सेन बनाने के लिए नहीं किया जा सकता।
• कार्बोनिल यौगिकों का हाइड्रोजनीकरण: लिंडलर उत्प्रेरक का उपयोग टर्मिनल और आंतरिक ऐल्काइनों को ऐल्कीनों में हाइड्रोजनीकृत करने के लिए किया जा सकता है।
• इमीनों का हाइड्रोजनीकरण: लिंडलर उत्प्रेरक का उपयोग नाइट्राइलों को ऐमीनों में हाइड्रोजनीकृत करने के लिए किया जा सकता है।

लिंडलर उत्प्रेरक के लाभ#

लिंडलर उत्प्रेरक के पास अन्य हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरकों की तुलना में कई लाभ होते हैं, जिनमें शामिल हैं:

• चयनात्मकता: लिंडल उत्प्रेरक अल्काइनों को अल्कीनों में हाइड्रोजनीकृत करने के लिए अत्यधिक चयनात्मक होता है, द्विबंध को आगे अल्केन में परिवर्तित किए बिना।
• कोमल अभिक्रिया परिस्थितियाँ: लिंडल उत्प्रेरक सामान्यतः कोमल अभिक्रिया परिस्थितियों जैसे कि कमरे के तापमान और वायुमंडलीय दबाव में प्रयोग किया जाता है।
• सुविधाजनक हैंडलिंग: लिंडल उत्प्रेरक एक ठोस होता है, जिससे इसे संभालना और संग्रहित करना आसान होता है।

लिंडल उत्प्रेरक के नुकसान#

लिंडल उत्प्रेरक के कुछ नुकसान भी हैं, जिनमें शामिल हैं:

• वायु और नमी के प्रति संवेदनशीलता: लिंडल उत्प्रेरक वायु और नमी के प्रति संवेदनशील होता है, जो उत्प्रेरक को निष्क्रिय कर सकते हैं।
• सीमित सब्सट्रेट स्कोप: लिंडल उत्प्रेरक सभी प्रकार के सब्सट्रेट्स के हाइड्रोजनीकरण के लिए उपयुक्त नहीं होता है। उदाहरण के लिए, इसका उपयोग उन अल्काइनों के हाइड्रोजनीकरण के लिए नहीं किया जा सकता है जो इलेक्ट्रॉन-वापस लेने वाले समूहों से प्रतिस्थापित हों।

लिंडल उत्प्रेरक एक बहुउपयोगी और चयनात्मक उत्प्रेरक है जिसका उपयोग विभिन्न कार्बनिक अभिक्रियाओं में किया जाता है। यह विशेष रूप से अल्काइनों को अल्कीनों में हाइड्रोजनीकृत करने के लिए उपयोगी होता है। हालांकि, यह उत्प्रेरक वायु और नमी के प्रति संवेदनशील होता है और इसकी सब्सट्रेट स्कोप सीमित होती है।

लिंडल उत्प्रेरक FAQs#

लिंडलर उत्प्रेरक एक विषमांगी उत्प्रेरक है जो कार्बनिक रसायन विज्ञान में एल्काइनों को एल्कीनों में चयनात्मक हाइड्रोजनीकरण के लिए प्रयोग किया जाता है। यह कैल्शियम कार्बोनेट पर आधारित पैलेडियम धातु से बना होता है और लेड एसीटेट से विषैला बनाया जाता है। लिंडलर उत्प्रेरक एल्काइनों को एल्कीनों में अपचयित करने के लिए अत्यधिक चयनात्मक होता है, और यह सामान्यतः एल्कीनों को एल्केनों में अपचयित नहीं करता है।

लिंडलर उत्प्रेरक क्या है?#

लिंडलर उत्प्रेरक एक विषमांगी उत्प्रेरक है जो कार्बनिक रसायन विज्ञान में एल्काइनों को एल्कीनों में चयनात्मक हाइड्रोजनीकरण के लिए प्रयोग किया जाता है। यह कैल्शियम कार्बोनेट पर आधारित पैलेडियम धातु से बना होता है और लेड एसीटेट से विषैला बनाया जाता है।

लिंडलर उत्प्रेरक के अनुप्रयोग क्या हैं?#

लिंडलर उत्प्रेरक का उपयोग कार्बनिक रसायन विज्ञान की विभिन्न अभिक्रियाओं में किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• एल्काइनों को एल्कीनों में चयनात्मक हाइड्रोजनीकरण
• एल्काइनों को सिस-एल्कीनों में अर्ध-हाइड्रोजनीकरण
• एरोमेटिक वलयों का हाइड्रोजनीकरण
• कार्बोनिल समूहों का हाइड्रोजनीकरण

लिंडलर उत्प्रेरक के लाभ क्या हैं?#

लिंडलर उत्प्रेरक में एल्काइनों के हाइड्रोजनीकरण के लिए अन्य उत्प्रेरकों की तुलना में कई लाभ हैं, जिनमें शामिल हैं:

• एल्काइनों को एल्कीनों में अपचयित करने के लिए उच्च चयनात्मकता
• सामान्यतः एल्कीनों को एल्केनों में अपचयित नहीं करता
• सौम अभिक्रिया परिस्थितियाँ
• उपयोग और संभालने में आसान

लिंडलर उत्प्रेरक की कमियाँ क्या हैं?#

लिंडलर उत्प्रेरक में कुछ कमियाँ भी हैं, जिनमें शामिल हैं:

• प्रतिक्रिया मिश्रण में मौजूद अशुद्धियों द्वारा निष्क्रिय किया जा सकता है
• वायु और नमी के प्रति संवेदनशील हो सकता है
• महंगा हो सकता है

Lindlar उत्प्रेरक का उपयोग कैसे किया जाता है?#

Lindlar उत्प्रेरक आमतौर पर हल्के परिस्थितियों में हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया में प्रयोग किया जाता है। प्रतिक्रिया मिश्रण को सामान्य तापमान और दबाव पर हाइड्रोजन वातावरण में हिलाया जाता है। उत्प्रेरक को आमतौर पर स्लरी रूप में प्रतिक्रिया मिश्रण में मिलाया जाता है।

Lindlar उत्प्रेरक के उपयोग के लिए सुरक्षा सावधानियाँ क्या हैं?#

Lindlar उत्प्रेरक एक विषैला पदार्थ है और इसे सावधानी से संभालना चाहिए। Lindlar उत्प्रेरक के उपयोग के समय निम्नलिखित सुरक्षा सावधानियाँ बरती जानी चाहिए:

• दस्ताने और आँखों की सुरक्षा पहनें
• अच्छी तरह हवादार क्षेत्र में काम करें
• त्वचा और आँखों के संपर्क से बचें
• उत्प्रेरक को निगलें नहीं
• उत्प्रेरक का उचित तरीके से निपटान करें

मैं Lindlar उत्प्रेरक कहाँ से खरीद सकता हूँ?#

Lindlar उत्प्रेरक विभिन्न रासायनिक आपूर्तिकर्ताओं से उपलब्ध है।#

प्रमुख अवधारणाएँ#

मूलभूत बातें: Lindlar उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण के लिए एक “स्मार्ट ब्रेक” की तरह है - यह प्रतिक्रिया को ठीक उसी बिंदु पर रोक देता है। जब अल्काइन (ट्रिपल बॉन्ड) को अल्कीन (डबल बॉन्ड) में बदला जाता है, तो सामान्य उत्प्रेरक बहुत आगे चले जाते हैं और अल्केन उत्पन्न करते हैं। Lindlar उत्प्रेरक, जो पैलेडियम से बना होता है जिसे लेड और कैल्शियम कार्बोनेट से “विषैला” किया गया है, चयनात्मक रूप से इतना निष्क्रिय होता है कि यह केवल एक हाइड्रोजनीकरण चरण के बाद रुक जाता है। यह एक क्रूज़ नियंत्रण की तरह है जो ओवरस्पीडिंग को रोकता है!

मुख्य सिद्धांत:

1. चयनात्मक हाइड्रोजनीकरण: एल्काइनों को सिस-एल्कीनों में घटाता है, एल्केनों में आगे की कमी से पहले रुक जाता है
2. विषाक्त उत्प्रेरक: लेड एसीटेट और क्विनोलिन पैलेडियम को “विषाक्त” करते हैं, अति-कमी को रोकने के लिए सक्रियता घटाते हैं
3. स्टीरियोचयनात्मकता: हाइड्रोजन परमाणुओं के समान फलक पर सिन योग के कारण सिस (Z) एल्कीन उत्पन्न करता है

मुख्य सूत्र:

• $R-C\equiv C-R’ \xrightarrow{H_2,\ Lindlar\ catalyst} R-CH=CH-R’$ (सिस एल्कीन)
• उत्प्रेरक संरचना: Pd/CaCO₃ + Pb(OAc)₂ + क्विनोलिन

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JEE के लिए यह क्यों महत्वपूर्ण है#

अनुप्रयोग: Lindlar उत्प्रेरक फार्मास्युटिकल संश्लेषण (विशिष्ट एल्कीन स्टीरियोआइसोमर उत्पन्न करने), प्राकृतिक उत्पाद संश्लेषण, विटामिन और सुगंध के निर्माण, और असंतृप्त फैटी एसिड उत्पादन में महत्वपूर्ण है।

प्रश्न प्रकार: JEE परीक्षण: (1) Lindlar उत्प्रेरक को पूर्ण हाइड्रोजनीकरण से अलग करना, (2) उत्पादों की स्टीरियोरसायन (सिस बनाम ट्रांस) की भविष्यवाणी, (3) अन्य चयनात्मक कमी विधियों से तुलना, (4) उत्प्रेरण में विषाक्तता की भूमिका समझना।

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सामान्य गलतियाँ#

गलती 1: नियमित Pd/C उत्प्रेरक से भ्रमित होना → सही दृष्टिकोण: नियमित Pd/C पूर्ण हाइड्रोजनीकरण देता है जो एल्केन बनाता है; Lindlar चयनात्मक आंशिक हाइड्रोजनीकरण देता है जो सिस-एल्कीन बनाता है।

गलती 2: यह ट्रांस एल्कीन उत्पन्न करता है सोचना → सही दृष्टिकोण: Lindlar सिन योग के माध्यम से सिस (Z) एल्कीन उत्पन्न करता है; ट्रांस एल्कीन के लिए, घुलनधातु कमी (Na/NH₃) का प्रयोग करें।

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संबंधित विषय#

[[हाइड्रोजनीकरण अभिक्रियाएँ]], [[एल्कीन्स और एल्काइन्स]], [[उत्प्रेरण]], [[स्टीरियोरसायनशास्त्र]], [[कार्बनिक संश्लेषण]]