વિન્યાસ (configuration) : કોઈ પણ અણુમાં પરમાણુઓ કે સમૂહોની અવકાશીય (spatial) ગોઠવણી. ખાસ કરીને કાર્બનિક રસાયણમાં આ પદ અણુમાંના અસમમિત કાર્બન પરમાણુ આસપાસ પ્રતિસ્થાપક (substituent) પરમાણુઓ કે સમૂહોનું સ્થાન (location) અથવા સ્થિતિ (disposition) દર્શાવવા વધુ વપરાય છે. દા.ત., દ્વિતીયક બ્યુટાઇલ ક્લોરાઇડના બે પ્રકાશીય (optical) સમઘટકો (isomers) મળે છે. તેમના વિન્યાસ નીચે જણાવ્યા પ્રમાણે I અને II મુજબ દર્શાવી શકાય.
પ્રયોગશાળામાં C2H5CHClCH3 સૂત્ર ધરાવતાં બે સંયોજનો મેળવી શકાયાં છે. આમાંનું એક ધ્રુવીભૂત પ્રકાશના તલ(plane)ને જમણી બાજુએ અને બીજું ડાબી બાજુએ ફેરવે છે. એકને (+) દ્વિતીયક બ્યુટાઇલ ક્લોરાઇડ અને બીજાને (–) દ્વિતીયક બ્યુટાઇલ ક્લોરાઇડ તરીકે ઓળખાવી શકાય. પણ એક જ અણુસૂત્ર ધરાવતાં બે સમઘટકો અથવા સંયોજનો પૈકી કયા સંયોજનને દક્ષિણ ભ્રમણીય (+) અને કયાને વામભ્રમણીય (–) કહેવું તે કેવી રીતે નક્કી કરવું ? એટલે કે કયા સંયોજનને કયા વિન્યાસ વડે દર્શાવવું ? 1951 સુધી આ પ્રશ્ર્ન પૂર્ણત: ઉકેલી શકાયેલો ન હતો. પરંતુ તે વર્ષે જે. એસ. બીવોટે એક વિશિષ્ટ પ્રકારના એક્સ-કિરણ પૃથક્કરણ દ્વારા પ્રકાશક્રિયાશીલ (optically active) સંયોજનમાંના પરમાણુઓની ચોક્કસ સંરચના દર્શાવી. આ માટે તેમણે (+)-ટાર્ટરિક ઍસિડનો ક્ષાર ઉપયોગમાં લીધો. આ એ જ ઍસિડ હતો, જેના અભ્યાસથી 100 વર્ષ અગાઉ લૂઈ પાશ્ર્ચરે પ્રકાશિક સમઘટકતાની શોધ કરી હતી.
આકૃતિ 1 : દ્વિતીયક બ્યુટાઇલ ક્લોરાઇડ (C2H5CHClCH3)
1951 અગાઉ (+)ટાર્ટરિક ઍસિડનો વિન્યાસ કે જેની બે શક્યતા હતી, તે અડસટ્ટે નક્કી કરવામાં આવેલો અને તેના પરિપ્રેક્ષ્યમાં અન્ય પ્રકાશ-સમઘટકો માટે (+) અથવા (–) વિન્યાસ આપવામાં આવેલા. દ્વિતીયક બ્યુટાઇડલ ક્લોરાઇડ માટે આગળ દર્શાવેલા વિન્યાસ પૈકી વિન્યાસI (–)-સમઘટક માટે જ્યારે વિન્યાસ II (+) સમઘટક માટે નક્કી કરવામાં આવ્યો હતો.
વિન્યાસનો નિરપેક્ષ વિનિર્દેશ (specification) : આકૃતિ દોર્યા વિના વિન્યાસ રજૂ કરવા માટેની વધુ અનુકૂળ અને ઉપયોગી રીતે એ ઇંગ્લૅન્ડના કાહ્ન અને ઇન્ગોલ્ડ તથા ઝુરિકના પ્રિલોગે વિકસાવેલી કાહ્ન-ઇન્ગોલ્ડ-પ્રિલોગ પદ્ધતિ છે અને હવે તે અણુઓમાંનાં કિરાલ-કેન્દ્રોના સાપેક્ષ વિન્યાસ દર્શાવવા ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે. પ્રત્યેક કિરાલ-કેન્દ્ર બે આરસી-પ્રતિબિંબી (mirror-image) વિન્યાસ ધરાવશે. તેમને કાં તો R અથવા S (લૅટિન : rectus = જમણો; sinister = ડાબો) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ માટે પ્રથમ તો કિરાલ-કેન્દ્ર સાથે જોડાયેલા ચાર પરમાણુઓ કે સમૂહોને 1, 2, 3, 4 એમ અગ્રતાક્રમ આપવામાં આવે છે. આ માટે ચાર પરમાણુઓને તેમના ઘટતા જતા પરમાણુક્રમાંક પ્રમાણે ગોઠવવામાં આવે છે, જેમ કે I, Br, Cl, S, P, F, O, N, C, H. જો આ ચાર પસંદ કરાયેલા પરમાણુઓ પૈકી બે એકસરખા પરમાણુક્રમાંક ધરાવતા હોય તો તેમની સાથે જોડાયેલા પરમાણુઓના બીજા સમૂહને લક્ષમાં લેવામાં આવે છે. (અને જરૂર પડે તે પ્રમાણે આગળ). આ બીજા સમૂહમાંના સૌથી ઊંચા પરમાણુક્રમાંકવાળા પરમાણુથી માંડીને તે પછી આવતા ક્રમાંકવાળા – એમ અગ્રતાક્રમ આપવામાં આવે છે. દા.ત., અસમમિત કાર્બન સાથે મિથાઇલ અને ઇથાઇલ સમૂહો જોડાયેલા હોય તો બંનેમાં પ્રથમ પરમાણુ કાર્બનનો છે, પણ મિથાઇલમાં H, H, H જ્યારે ઇથાઇલમાં C, H, H પરમાણુઓ છે. આમ ઇથાઇલમાંના કાર્બનનો પરમાણુક્રમાંક વધુ હોવાથી તેને અગ્રતા આપવામાં આવે છે. દા.ત.,
આ પછી અણુને એવી રીતે અભિવિન્યાસિત કરી (oriented) જોવામાં આવે છે કે જેથી સૌથી નીચા અગ્રતાક્રમવાળો સમૂહ અથવા લિગેન્ડ આંખથી વધુમાં વધુ દૂર રહે. આમ કરવાથી બાકીના ત્રણ બંધો (bonds) એક પ્રકારની ત્રિસમાનતાક્ષ અથવા ત્રિકોણી (trigonal) ગોઠવણી બનાવશે. હવે જો વર્તુળ ફરતે આવેલા આ ત્રણ સમૂહોને ઉચ્ચતમ અગ્રતાક્રમવાળાથી ન્યૂનતમ અગ્રતાક્રમવાળા સમૂહ તરફ જોવામાં આવે તો આપણે કાં તો ઘડિયાળના કાંટાની દિશામાં (જમણી બાજુ) આગળ વધવું પડે અથવા તો કાંટાની વિરુદ્ધ દિશામાં (ડાબી તરફ) જવું પડે. પ્રથમને R અને બીજાને S વિન્યાસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આકૃતિ 2 : અનુક્રમિક નિયમો મુજબ ચારેય સમૂહોને યોગ્ય તક આપી કિરાલ-કેન્દ્ર ઉપરનો નિરપેક્ષ વિન્યાસ નક્કી કરી શકાય
આ રીતે પ્રકાશક્રિયાશીલ સંયોજનનું પૂરેપૂરું નામ વિન્યાસ તથા પ્રકાશઘૂર્ણનની દિશા પણ દર્શાવે છે. દા.ત., (S) – (+)-દ્વિતીયક બ્યુટાઇલ ક્લોરાઇડ. આ પ્રમાણે તેના રેસેમિક વિન્યાસને (RS) – દ્વિ. બ્યુટાઇલ ક્લોરાઇડ નામ આપવામાં આવે છે.
અહીં એ સ્પષ્ટતા જરૂરી છે કે જૂના વખતમાં વપરાતી d તથા l–સંજ્ઞાને હવે (+) તથા (–) સંજ્ઞા દ્વારા દર્શાવાય છે, જે સંયોજન માટે પ્રાયોગિક રીત દ્વારા જોવા મળતા ધ્રુવીય ભ્રમણની દિશા સૂચવે છે. સંજ્ઞા D તથા L–વિન્યાસ સૂચવે છે અને તેને ધ્રુવણ દિશા સાથે કોઈ સંબંધ નથી. આથી D(–) ગ્લિસરિક ઍસિડ અને L(+) લૅક્ટિક ઍસિડ નામો જાણીતાં છે. સંજ્ઞા d–તથા l–ધ્રુવણદિશા સૂચવે છે તથા R–તથા S–સંયોજનનો નિરપેક્ષ વિન્યાસ સૂચવે છે. R–તથા S–સંજ્ઞાને અસમ અણુની ધ્રુવીય ભ્રમણદિશા સાથે કોઈ સીધો સંબંધ નથી. તે માત્ર નિરપેક્ષ વિન્યાસ સૂચવે છે. આ કારણે કેટલાયે અણુઓને R(+) – અથવા R (–) [જૂની રીતે R-(d) તથા R-(l) કહેવાય પણ હવે તે પ્રચલિત નથી] તેમજ S(+) અથવા S(–) સંજ્ઞા આપી શકાય. દા.ત.,
(S) – (+) દ્વિ. બ્યુટાઇલ ક્લોરાઇડ
(R) – (–) દ્વિ. બ્યુટાઇલ ક્લોરાઇડ
જ. પો. ત્રિવેદી