વિષમ-ચક્રીય સંયોજનો (heterocyclic compounds)

વિષમ–ચક્રીય સંયોજનો (heterocyclic compounds) : કાર્બનિક રાસાયણિક સંયોજનોનો એવો વર્ગ કે જેના અણુઓ પરમાણુઓનાં એક કે વધુ વલયો (rings) ધરાવતા હોય અને વલયમાંનો ઓછામાં ઓછો એક કાર્બન સિવાયનો અન્ય પરમાણુ હોય. કુદરતમાં મળતાં અનેક વિષમ-ચક્રીય સંયોજનો કાર્બન ઉપરાંત એક કે વધુ નાઇટ્રોજન, ઑક્સિજન કે સલ્ફર-પરમાણુ ધરાવે છે. જોકે સલ્ફર કે ઑક્સિજનને મુકાબલે નાઇટ્રોજન ધરાવતાં સંયોજનો વિપુલ માત્રામાં જાણીતાં છે. મૂળ પિતૃવલય ધરાવતું સંયોજન તો ભાગ્યે જ કુદરતમાં મળે છે. ઇપૉક્સાઇડ, લૅક્ટોન, લૅક્ટામ તથા ચક્રીય એન્હાઇડ્રાઇડ અને ઇમાઇડની સામાન્ય રીતે વિષમ-ચક્રીયમાં ગણના થતી નથી; કારણ કે તેઓની અનેક પ્રક્રિયાઓ મુક્ત શૃંખલાવાળાં સંયોજનોના જેવી લાક્ષણિકતા ધરાવે છે અને પ્રક્રિયા થતાં જ વલય ખૂલી જાય છે. વિષમ ચક્રીય સંયોજનોનું રસાયણ ખૂબ ક્લિષ્ટ (complex) છે તેમજ તેઓનું સંશ્ર્લેષણ ખાસ આવડત માગી લે છે. કુદરતમાં મળી આવતાં વિષમ-ચક્રીઓની લાક્ષણિકતા તેઓની ઉપશાખાઓ તથા આ શાખાઓનું વૈવિધ્ય છે.

કુદરતમાં સૌથી વિપુલ પ્રમાણમાં મળતું વિષમ ચક્રીય પોર્ફિન વલય ક્લૉરોફિલ તથા હીમોગ્લોબિનના હેમી (Heme) ભાગમાં હોય છે. આ બંનેમાં વલય (ચાર પાયરોલ-વલયો એકબીજાં સાથે અન્ય ચાર કાર્બન-પરમાણુઓ સાથે જોડાઈને 16-સભ્યોવાળું વિષમચક્રી બનાવે છે.) ખૂબ જ મોટું હોય છે અને તેની મધ્યમાં મૅગ્નેશિયમ કે લોહ(આયર્ન)નો પરમાણુ રહેલો હોય છે. આવા જ સંબંધિત પદાર્થોમાં સાઇટોક્રૉમ તેમજ પ્રોટોપોર્ફાઇરિન્સ – જેવાં કે વિટામિન B₁₂ તથા હિમોસાયનીન (સ્તરકવચીના લોહીમાંનું વાદળી પ્રોટીન) જે ઑક્સિજનવાહક છે, તેમાં પોર્ફિન વલયની મધ્યમાં લોહને બદલે કૉપરનો પરમાણુ હોય છે.

વિટામિનો, પ્રતિજીવીઓ (ઍન્ટિબાયૉટિક્સ) વગેરે મોટાભાગે વિષમ ચક્રીય સંયોજનો છે. સૌથી સામાન્ય વિષમચક્રીઓ પાંચ કે છ સભ્યવાળાં વલયો છે; જેમાં નાઇટ્રોજન, ઑક્સિજન કે સલ્ફર-પરમાણુ હોય છે. વધુ જાણીતાં સાદાં વિષમચક્રીઓમાં પિરિડીન, પાયરોલ, ફ્યુરાન તથા થાયૉફિન છે.

પિરિડીન તથા પાયરોલ નાઇટ્રોજન ધરાવતાં વિષમચક્રીઓ છે જે કોલટારમાંથી અથવા સાંશ્ર્લેષિત રીતે મેળવવામાં આવે છે. આ બંનેનું રંગકો તથા ઔષધોમાં પરિવર્તન કરી શકાતું હોવાથી તેઓ અગત્યનાં ઔદ્યોગિક સંયોજનો છે.

ફ્યુરાન ઑક્સિજનયુક્ત તથા થાયૉફિન સલ્ફરયુક્ત વિષમચક્રી છે. વિષમચક્રીઓનું વર્ગીકરણ પૅરેફિન જેવાં, ઑલેફિન જેવાં તથા ઍરોમેટિક એમ ત્રણ વિભાગમાં કરી શકાય. આ મુજબ પીપરિડીન વિષમચક્રી પૅરેફિન સંયોજન છે; જેમાં કોઈ દ્વિબંધ નથી. જ્યારે 4, 5-ડાઇહાઇડ્રૉફ્યુરાન વિષમચક્રી ઑલેફિન છે. પિરિડીન એક વિશિષ્ટ વિષમ-ચક્રીય ઍરોમેટિક સંયોજન છે.

આ પ્રકારના વર્ગીકરણ દ્વારા વિષમચક્રી સંયોજનોને સીધાં જ બિનવિષમચક્રી સંયોજનો સાથે સરખાવવામાં સરળતા રહે છે. સામાન્ય રીતે સંતૃપ્ત વિષમચક્રી પૅરેફિન સંયોજનો તથા આંશિક રીતે અસંતૃપ્ત વિષમચક્રી ઑલેફિન સંયોજનોની સંશ્ર્લેષણ માટેની રીતો, ભૌતિક તેમજ રાસાયણિક ગુણધર્મો તેમના આનુષંગિક બિનચક્રીય (મુક્ત શૃંખલાવાળા વલય ન હોય તેવાં) સંયોજનો સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત હોય છે. આ રીતે પીપરિડીનને ચક્રીય દ્વિતીયક એમાઇન ગણી શકાય. તે બિનચક્રીય એમાઇન CH₃CH₂NHCH₂CH₃ સાથે ઘણી રીતે સામ્ય ધરાવે છે. આ જ રીતે 4, 5-ડાઇહાઇડ્રૉફ્યુરાન ઘણી રીતે અસંતૃપ્ત ઈથરઇથાઇલ વિનાઇલ ઈથર CH₃CH₂OCH = CH₂ને મળતો આવે છે.

વિષમ-ચક્રીય ઍરોમેટિક સંયોજનોનું રસાયણ એક નવીન (novel) રસાયણના પ્રકાર તરીકે ગણાવી શકાય અને તેના ઉપર ખાસ વધુ ભાર મૂકવામાં આવે છે.

વિષમચક્રીય સંયોજનોનાં નામકરણના નિયમો : (अ) એક વલય ધરાવતી (monocyclic) પ્રણાલીઓ :

વલયનું કદ, વિષમ પરમાણુઓની પ્રકૃતિ, સંખ્યા, સ્થાન તથા અસંતૃપ્તતાની માત્રા ટૂંકા તથા સરળ નામ વડે સ્પષ્ટ રીતે દર્શાવવાં જરૂરી છે. આ રીતે નામો યોજવા માટે નીચેનાં નિયમો માર્ગદર્શક છે :

(1) વલયનું કદ મૂળ વડે દર્શાવાય છે. ir(3), et-(4), -ol(5), -in(6), -ep(7), oc(8), on(9) અને -ec(10) માટે અનુક્રમે વપરાય છે.

(2) વિષમ પરમાણુની પ્રકૃતિ ઉપસર્ગથી દર્શાવાય છે; દા.ત., oxo–, thia–, aza. એક કરતાં વધુ વિષમ પરમાણુઓ હોય ત્યારે ઑક્સિજન, સલ્ફર, નાઇટ્રોજન એ ક્રમમાં લખવામાં આવે છે.

(જુઓ કોષ્ટક 1.)

કોષ્ટક 1 : વિષમ પરમાણુઓ અને ઉપસર્ગ

તત્વ	ઉપસર્ગ	સંયોજકતા
ઑક્સિજન	ઑક્સા (oxa-)	2
સલ્ફર	થાયા (thia-)	2
નાઇટ્રોજન	એઝા (aza-)	3
ફૉસ્ફરસ	ફૉસ્ફા (phospha-)	3

(3) સંતૃપ્તતાની માત્રા પ્રત્યય વડે દર્શાવાય છે. (જુઓ કોષ્ટક 2.)

કોષ્ટક 2 : મૂળ (stem), પ્રત્યય અને વલયનું કદ

મૂળ + પ્રત્યય

નાઇટ્રોજનયુક્ત વલય					નાઇટ્રોજનરહિત વલય
વલયનું કદ	મૂળ	અસંતૃપ્ત*	એક દ્વિબંધ	સંતૃપ્ત	અસંતૃપ્ત*	એક દ્વિબંધ	સંતૃપ્ત
3	–ir–	–irine	–	–iridine	–irene	–	–irane
4	–et–	–ete	–etine	–etidine	–ete	–etene	–etane
5	–ol–	–ole	–oline	–olidine	–ole	–olene	–olane
6	–in–	–ine	–	**	–in	–	–ane
7	–ep–	–epine	–	**	–epin	–	–epane
8	–oc–	–ocine	–	**	–onin	–	–onane
9	–on–	–onine	–	**	–onin	–	–onane
10	–ec–	–ecine	–	**	–ecin	–	–ecane

નોંધ :  *       સંચયી દ્વિબંધ સિવાયની મહત્તમ દ્વિબંધ સંખ્યા.

        **     સંતૃપ્તતા દર્શાવવા પરહાઇડ્રૉ (perhydro) ઉપસર્ગ મૂળ અને પ્રત્યયને લગાડાય છે.

(4) વિષમ પરમાણુથી શરૂ કરીને વલયના સભ્યોને ક્રમાંક અપાય છે. એક કરતાં વધુ વિષમ પરમાણુઓ વલયમાં હોય તો પસંદગી ઉપરના નિયમ 2 મુજબ કરવામાં આવે છે. બીજા પરમાણુઓ કે સમૂહોને ક્રમાંક આપતી વેળા નાનામાં નાની સંખ્યાથી દર્શાવાય છે.

(5) આંશિક સંતૃપ્ત વલયો ડાઇહાઇડ્રો અથવા ટેટ્રાહાઇડ્રો વ્યુત્પન્ન તરીકે ઓળખાય છે. સંતૃપ્તતા દર્શાવવા માટે H(હાઇડ્રોજન)ની સાથે સંતૃપ્તતાનું સ્થાન દર્શાવતો આંક લખાય છે.

કેટલાંક વલયોને રૂઢ નામોથી ઓળખવાનું પણ ચાલુ વપરાશમાં છે. ઉદાહરણો નીચે દર્શાવ્યાં છે :

ઉપસર્ગ અને મૂળની અંગ્રેજી જોડણીની કાળજીપૂર્વક નોંધ લેવી જરૂરી છે; કારણ જોડણીના અલ્પ ફેરફારોથી બંધારણની ભિન્નતા દર્શાવાય છે. મૂળનો અમુક ભાગ વલયની સભ્યસંખ્યા દર્શાવતા શબ્દનો ભાગ છે :

3 ‘tri’ માંનો ‘ir’                  8 ‘octa’ માંનો ‘oc’

4 ‘tetra’ માંનો ‘et’              9 ‘nona’ માંનો ‘on’

7 ‘hepta’ માંનો ‘ep’            10 ‘deca’ માંનો ‘ec’

(ब) બહુચક્રીય પ્રણાલીઓ (polycyclic systems) આ માટે નીચેના નિયમો અનુસરાય છે :

(1) વિષમ-ચક્રીય વલયને મૂળ (પૂર્વજ, parent) વલય તરીકે પસંદ કરાય છે અને સંઘનિત (fused, condensed) વલયના નામને ઉપસર્ગ તરીકે લેવાય છે; દા.ત.,

(2) પૂર્વજ વલય પસંદ કરતી વખતે નાઇટ્રોજનયુક્ત વલય, ઑક્સિજનયુક્ત વલય તથા સલ્ફરયુક્ત વલય  એમ ક્રમ જળવાવો જોઈએ. બહુચક્રીય વલયના સભ્યોને ક્રમાંક આપતાં, જો હાજર હોય તો ઑક્સિજનને નાનામાં નાનો આંકડો અપાય છે; દા.ત.,

આમાં નાઇટ્રોજનયુક્ત વલયને પૂર્વજ તરીકે લેવાય છે.

(3) બૃહત્ (large) પ્રણાલીમાં પૂર્વજ વલયના સભ્યોને ક્રમાંક આપવામાં આવે છે તથા 1, 2-બંધવાળી બાજુને ‘a’ આપીને ક્રમસર બીજી બાજુઓને ‘b’, ‘c’, ‘d’ એમ અક્ષરો આપવામાં આવે છે.

અહીં બેન્ઝીન વલય ક્વિનોલીનની ‘g’ બાજુ સાથે સંઘનિત થયેલ હોવાથી સંપૂર્ણ નામ બેન્ઝો [g] ક્વિનોલીન થશે.

ત્રણ વલયોમાંના બે જુદા હોય તો ત્રણેય વલયોને છૂટા પાડીને નીચે પ્રમાણે સંયુક્ત નામ યોજી શકાય :

પાયરેઝીનની (b) બાજુ ફ્યુરેનના 2, 3સ્થાન સાથે અને પાયરેઝીનની (e) બાજુ ફ્યુરેનના 2’, 3’ સ્થાનો સાથે જોડાયેલ છે. આથી સંયુક્ત નામ નીચે મુજબ થશે :

પાયરેઝીનની (b) બાજુ 2, 3-સાથે જોડાયેલ છે અને (e) બાજુ 3’, 2’ સ્થાનો સાથે જોડાયેલ હોવાથી નામ ડાયફ્યુરો [2, 3-b : 3’, 2’e] પાયરેઝીન થશે.

બહુચક્રીય વલયમાં સૌથી ઉપરના ભાગમાં સૌથી દૂરની જમણી બાજુના વલયથી શરૂ કરીને દક્ષિણાવર્ત ક્રમમાં (clockwise) વલયના પરમાણુઓને આંકડા આપવામાં આવે છે. આમ કરતી વેળા વલયના જોડાણવાળા પરમાણુઓ છોડી દેવામાં આવે છે; દા.ત.,

વિષમ-ચક્રીય સંયોજનોના મુખ્ય પ્રકારો :

અહીં વર્ગીકરણ વલયના પરિમાપ (size) મુજબ કરવું વધુ અનુકૂળ છે; કારણ કે ચોક્કસ પરિમાપવાળા વિષમચક્રી વલયોમાં ઘણું સામાન્યપણું (common feature) જોવા મળે છે. કાર્બોસાઇક્લિક વલયોની માફક વિષમચક્રી વલયોમાં સામાન્યીકરણ નીચે મુજબ દર્શાવી શકાય :

3-તથા 4-સભ્યોવાળાં વલયો તણાવયુક્ત (વિકૃતિવાળાં) હોય છે, જેથી તે તત્કાળ ખૂલી જઈ શકે છે; તે તત્કાળ બનાવી પણ શકાય છે. આવાં વિષમચક્રીઓ જાણીતાં ક્રિયાશીલ મધ્યસ્થીઓ (માધ્યમિકો) છે.

5-તથા 6-સભ્યોવાળાં વલયો ખૂબ સ્થાયી હોય છે તથા તત્કાળ બનાવી શકાય છે. તેઓનાં વલયનાં પરિમાપ મુજબ તેમનામાં ઍરોમેટિક ગુણધર્મ વિકસતો જાય છે.

7-તથા વધુ સભ્યોવાળાં વલયો સ્થાયી હોય છે, પરંતુ જલદી બનાવી શકાતાં નથી. તેમના ઉપર સંશોધન પ્રમાણમાં ઓછું થયું છે.

ત્રણ સભ્યોવાળાં વલયો : ત્રણ સભ્યોવાળાં વિષમચક્રીમાં એક પરમાણુ નાઇટ્રોજન, ઑક્સિજન કે સલ્ફર ધરાવે છે; તેમને અનુક્રમે એઝીરિડિન, ઑક્સિરેન (ઇથિલીન ઑક્સાઇડ) તથા થીરેન (Thiirane) કહે છે તથા તેઓનાં વ્યુત્પન્નો કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયાઓ દ્વારા બનાવી શકાય છે :

અહીં Y એવો                   એઝીરિડિન : Z = NH

સમૂહ છે જે વિષમ              ઑક્સિરેન : Z = O

પરમાણુ Z દ્વારા વિસ્થાપન      થીરેન  : Z = S

પામે છે.

આવાં ત્રણ સભ્યોવાળાં વલય ઉપર કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયકનું આક્રમણ થતાં વલય ખૂલી જાય છે :

આવી પ્રક્રિયા દ્વારા લાંબી શૃંખલાવાળા બહુલકો C₂H₅O (CH₂CH₂Z)nCH₂CH₂ZH મેળવી શકાય. આ રીતે ઑક્સિરેન તથા એઝીરિડિનના બહુલકો તથા સહબહુલકો ઉપયોગી પ્લાસ્ટિક છે. સામાન્ય ઈથર એમાઇન કે સલ્ફાઇડના પ્રમાણમાં એઝીરિડિન, ઑક્સિરેન તથા થીરેન જેવાં વિષમચક્રી પેરૅફિનો તેમનામાં રહેલા તણાવને કારણે વધુ ક્રિયાશીલતા દર્શાવે છે. 1950 પછી ત્રણ સભ્યોવાળાં બે વિષમ પરમાણુયુક્ત વિષમચક્રીઓ શોધાયાં છે.

આ સંયોજનો બનાવવાં સરળ છે પણ તેમનો કોઈ ખાસ ઉપયોગ નથી.

ચાર સભ્યોવાળાં વલયો : એઝેટીડીન, ઑક્સિટેન તથા થીઇટેનમાં અનુક્રમે નાઇટ્રોજન, ઑક્સિજન તથા સલ્ફર વિષમ પરમાણુ તરીકે હોય છે. તેઓ ત્રણ સભ્યોવાળાં વલયો માટેની રીતો મુજબ બનાવાય છે. તેવી જ રીતે કેન્દ્રાનુરાગી પ્રક્રિયાઓ દ્વારા બનાવી શકાય છે :

     એઝેટિડિન   : Z = NH

     ઑક્સિટેન   : Z = O

     થીઇટેન      : Z = S

અહીં પ્રક્રિયાઓ ત્રણ સભ્યોવાળાં વિષમચક્રીઓને મુકાબલે ધીમી થતી હોય છે તથા આવાં વલયો ખૂલવાની પ્રક્રિયા ઘણી ધીમી હોય છે. આ પ્રકારના વિષમચક્રીઓમાં બે સંબંધિત ઍન્ટિબાયૉટિક (પ્રતિજીવી) શ્રેણી છે જે પેનિસિલીનો તથા સિફેલોસ્પોરિનો તરીકે જાણીતી છે. આ બંનેમાં એઝેરિડિનોન વલય રહેલું છે. એઝેટિડિનોન વલયને β-લૅક્ટામ પણ કહે છે.

પાંચ સભ્યોવાળાં વલયો : આ વર્ગ(family)નાં આદિ પૂર્વજ ઍરોમેટિક સંયોજનો  પાયરોલ, ફ્યુરાન અને થાયૉફિનનાં સૂત્રો અગાઉ દર્શાવ્યાં છે. પાંચ સભ્યોવાળાં એક વિષમ પરમાણુવાળાં વિષમચક્રીઓનું સામાન્ય સૂત્ર નીચે મુજબ થશે :

આ સંયોજનોનાં સંતૃપ્ત તુલ્ય રૂપોને અનુક્રમે પાયરોલિડિન, ટેટ્રાહાઇડ્રૉફ્યુરાન તથા થાયૉફેન કહે છે. બેન્ઝીન વલય સાથે સંઘનિત પાયરોલ, ફ્યુરાન કે થાયૉફિન સંઘનિત કરેલાં દ્વિચક્રીય સંયોજનોને અનુક્રમે ઇન્ડોલ, બેન્ઝોફ્યુરાન તથા થાયૉનૅપ્થીન કહે છે :

અપચયિત પાયરોલ વલયોમાં આવશ્યક એમિનો-ઍસિડ પ્રોલીન તથા હાઇડ્રૉક્સિ-પ્રોલીન આવે છે, જે મોટાભાગનાં પ્રોટીનમાં ઘટક તરીકે હોય છે. પાયરોલ વ્યુત્પન્નોમાં હીમોગ્લોબીન તથા ક્લૉરોફિલ, વિટામિન B₁₂ વગેરે આવે છે. પ્થેલોસાયનીન્સ નામના સંશ્ર્લેષિત વર્ણકમાં ચાર બેન્ઝોપાયરોલ વલયો એક બૃહદ્ વલય સ્વરૂપે રહેલાં હોય છે. ખૂબ જાણીતો વાટ (Vat) રંગક ઇન્ડિગો (ગળી) આવા પ્રકારનો છે. કુદરતમાં મળતા ઇન્ડોલ વ્યુત્પન્નોમાં ટ્રિપ્ટોફેન જાણીતો આવશ્યક એમિનોઍસિડ છે, જે પ્રોટીનમાં હોય છે. ઇન્ડોલ-3-એસિટિક ઍસિડ-એ વનસ્પતિ-વૃદ્ધિ (વિકાસ) અંત:સ્રાવ (હોર્મોન) છે – ઘણા આલ્કેલૉઇડોમાં ઇન્ડોલ વલય હોય છે.

પૉલિહાઇડ્રૉક્સિ આલ્ડિહાઇડ કે કીટોન જેમનું સામાન્ય નામ કાર્બોહાઇડ્રેટ છે, તે પાંચ સભ્યોવાળું ફ્યુરેનોઝ-વલય ધરાવે છે. કેટલાંક કાર્બોહાઇડ્રેટનું નિર્જળીકરણ કરવાથી ફ્યુરાન-વ્યુત્પન્નો મળે છે. ફ્યુરાન-2-આલ્ડિહાઇડ જે ફ્યુરફ્યુરાલ તરીકે જાણીતો છે તે દ્રાવક તરીકે તેમજ પ્લાસ્ટિકના ઉત્પાદનમાં વપરાય છે. અપચયિત ફ્યુરાન વ્યુત્પન્નોમાં કુદરતમાં મળતું વિટામિન-સી અથવા ઍસ્કોર્બિક ઍસિડ ખૂબ જાણીતું વિટામિન છે.

થાયૉફિન વર્ગમાંનું ખૂબ અગત્યનું વિટામિન બાયોટિન અપચયિત થાયૉફિન વ્યુત્પન્ન છે.

છ સભ્યોવાળાં એક વિષમ પરમાણુ ધરાવતાં વલયો :

પિરિડીન અને તેનાં વ્યુત્પન્નો :

પિરિડીન, 2-પિરિડોન, 4-પિરિડોન, 2, 4, 6-(ટ્રાઇમિથાઇલ પિરિડીન) (ફોલીડીન), (મિથાઇલ પિરિડીન), પીકોલીન (3ઇથાઇલ પિરિડીન), લ્યુટીડીન વગેરેમાંથી કેટલાંકનાં વ્યુત્પન્નો નીચે દર્શાવ્યાં છે :

બેન્ઝોપિરિડીનોના બે સમઘટક પદાર્થો ક્વિનોલીન તથા આઇસોક્વિનોલીન; ડાઇબેન્ઝોપિરિડીનોના બે સમઘટકો એક્રિડીન તથા ફિનાન્થ્રીડીન વગેરે કોલટારમાંથી મળે છે :

મેપાક્રીન નામનું ઔષધ એક્રિડોન વ્યુત્પન્ન છે તથા ક્લૉરોક્વીન ક્વિનોલીનનું વ્યુત્પન્ન છે. આ બંને મલેરિયા-પ્રતિકારક ઔષધો છે.

છ સભ્યોવાળાં ઍરોમેટિક, મૂળ ઑક્સિજન તથા સલ્ફર ધરાવતાં સંયોજનો પાયરિલિયમ તથા થાયોપાયરિલિયમ કહેવાય છે વિષમ પરમાણુ ઉપર ધનવીજભાર હોય છે.

વીજભાર ન હોય તેવાં સંપૂર્ણ સંઘનિત ઑક્સિજન તથા સલ્ફર ધરાવતા વિષમચક્રીઓમાં 4-પાયરોન, 2-પાયરોન તથા તેનાં વ્યુત્પન્નો જાણીતાં છે :

પાયરોન વલય કેટલીક કુદરતી નીપજો  કોજીક ઍસિડ (ઍન્ટિબાયૉટિક) તથા બ્યુફોટૉક્સિન(વિષાણુ સ્ટેરૉઇડ)માં જોવા મળે છે. બેન્ઝોપાયરિલિયમ ધનાયન અનેક કુદરતી નીપજોમાં જોવા મળે છે; ઉદાહરણ; વિટામિન E એ ક્રોમાન વ્યુત્પન્ન છે. તથા ડાયકુમેરોલ એ રક્ત-સ્કંદક છે તથા કુમારિનનો વ્યુત્પન્ન છે.

બે કે વધુ વિષમ પરમાણુયુક્ત પાંચ તથા છ સભ્યોવાળાં વલયો :

એન્ટીપાયરીન (જ્વરશામક) પાયરેઝોલ વ્યુત્પન્ન છે; હિસ્ટીડીન (એમિનો-ઍસિડ) ઇમિડાઝોલ છે જ્યારે એલર્જી માટે કારણભૂત હિસ્ટામાઇન પણ ઇમિડાઝોલ વ્યુત્પન્ન છે.

સાઇક્લોસિરાઇન (ઍન્ટિબાયૉટિક) આઇસો-ઑક્સાઝોલ વ્યુત્પન્ન છે. આ જ રીતે વિટામિન B₁ (અથવા થાયામીન) તથા પેનિસિલીનમાં થાયાઝોલ વલય હોય છે.

છ સભ્યોવાળાં વલયોમાં

મુખ્ય વલયો છે. જાણીતાં પિરિમિડીનોમાં યુરેસીલ, થાઇમીન, સિસ્ટોસીન વગેરેને ગણાવી શકાય. વેરોનલ નામનું બાર્બીટ્યૂરેટ ઔષધ પણ પિરિમિડીન વલય ધરાવે છે. ઑક્સાઝીન તથા થાયાઝીન પણ જાણીતાં છે; પરંતુ ઓછી અગત્ય ધરાવે છે. તેમાંથી માત્ર મોર્ફોલીન દ્રાવક તરીકે ખૂબ વપરાય છે.

બેન્ઝો ડાયાઝિનોમાંના ઘણાંને સામાન્ય નામોથી ઓળખવામાં આવે છે :

એડેનીન, ગ્વાનીન, કૅફિન, થિયૉબ્રોમીન, યુરિક ઍસિડ આ બધાં સંયોજનોમાં પિરિમિડીન બેઇઝ હોય છે. ન્યૂક્લિઇક ઍસિડમાં પણ આ પિરિમિડીન બેઇઝ હોય છે. ફૉલિક ઍસિડ પ્ટેરિડીન વ્યુત્પન્ન છે :

એઝેપાઇન શ્રેણીમાં ખૂબ જાણીતું પ્રશાન્તક (ટ્રાક્વિલાઇઝર) લિબ્રિયમ 1, 4-ડાયએઝેપાઇન-4-ઑક્સાઇડ છે.

કેટલાંક અવનવાં વિષમચક્રી સંયોજનો(જુઓ : અદ્ભુત કાર્બનિક સંયોજનો. વિશ્વકોશ ગ્રંથ 1)માં સીડનોન, બોરેઝીન, ફેરોસીન વગેરે જાણીતાં થયાં છે. સિડની શહેરમાં શોધાયેલાં મેસોઆયનિક સંયોજનોને સીડનોન નામ આપવામાં આવ્યું છે.

કેટલાંક આને અકાર્બનિક બેન્ઝીન કહે છે.

ફેરોસીન :

Fe(C₅H₅)₂ ફેરોસીનની શોધ દ્વારા સંક્રમણ ધાતુ-સંકીર્ણોનું એક નવું જ ‘રસાયણ’ અસ્તિત્વમાં આવ્યું છે. ફેરોસીનનું બંધારણ વિલ્કિન્સને શોધેલું, જેના માટે તેમને નોબેલ પારિતોષિક મળ્યું હતું.

વિષમ-ચક્રીય ઍરોમેટિક સંયોજનોની પ્રકૃતિ (Nature of Hetero-aromaticity) : ઍરોમેટિક પ્રભાવ એટલે ચક્રીય સંયોજનોનું ચક્રીય સંયુગ્મન દ્વારા નોંધપાત્ર સ્થાયિત્વ મેળવવું. અહીં સામાન્ય રીતે છ પાઇ (π) ઇલેક્ટ્રૉન સ્થાયિત્વ માટે ભાગ લે છે. વલયમાંનો નાઇટ્રોજન પરમાણુ ધન-વીજભાર યા ઋણવીજભાર ધરાવતો હોય કે તટસ્થ પણ હોઈ શકે. વલયમાંનો ઑક્સિજન અને/અથવા સલ્ફર પરમાણુ તટસ્થ સ્થિતિમાં અથવા ધનવીજભાર યુક્ત હોઈ શકે છે.

વિષમ-ચક્રીય ઍરોમેટિક સંયોજનોમાં બે પ્રકારો છે, જેમાં તેઓ વચ્ચેનો મૂળભૂત તફાવત ગણાવવો હોય તો (i) એવાં વિષમ પરમાણુઓ જે ઍરોમેટિક સંયુગ્મનમાં પ્રવેશી શકે છે. આમ તેઓ વલયના તળને કાટખૂણે રહેલા પોતાના એકલ ઇલેક્ટ્રૉન-યુગ્મ દ્વારા સંયુગ્મન કરે છે તથા (ii) અન્ય પરમાણુ સાથે દ્વિબંધ દ્વારા જોડાયેલા વિષમ પરમાણુઓ સંયુગ્મનમાં ભાગ લઈને ઍરોમેટિક પ્રભાવ દર્શાવે છે. આ બંને રીતો વચ્ચે મૂળભૂત તફાવત રહેલો છે; દા.ત., પ્રથમ પ્રકારમાં પાયરોલમાંનો નાઇટ્રોજન પરમાણુ પોતાના બે ઇલેક્ટ્રૉન દ્વારા ઍરોમેટિક ઇલેક્ટ્રૉન-ષટ્ક પરિસ્થિતિનું નિર્માણ કરે છે. [(4n +2) p ઇલેક્ટ્રૉન્સ; હ્યુકેલનો નિયમ] પ્રત્યેક C-C દ્વિબંધમાંથી પણ ષટ્ક માટે બબ્બે ઇલેક્ટ્રૉન મળે છે. પરિણામે નાઇટ્રોજનમાંથી કાર્બન પરમાણુઓ તરફ ઇલેક્ટ્રૉન ઘનતાનો પ્રવાહ વહે છે.

બીજી રીતે પાયરોલ અણુને સસ્પંદન-સંકર (hybrid) તરીકે પણ દર્શાવી શકાય :

બીજા પ્રકારમાં પિરિડીનમાંનો નાઇટ્રોજન માત્ર એક જ ઇલેક્ટ્રૉન-ષટ્ક બનાવવા આપે છે, જ્યારે પાંચ કાર્બનમાંના પ્રત્યેક કાર્બન એક એક ઇલેક્ટ્રૉન આપે છે. (4n + 2 = 6π ઇલેક્ટ્રૉન્સ; હ્યુકેલનો નિયમ)

કાર્બન કરતાં નાઇટ્રોજનની ઇલેક્ટ્રૉન ઋણ્વીયતા વધુ હોઈ ઇલેક્ટ્રૉન-પ્રવાહ નાઇટ્રોજન તરફ વહેવાની ક્ષમતા વધારે હોય છે.

આમ ઍરોમેટિક પ્રભાવ માટે ઇલેક્ટ્રૉન-ષટ્ક હોવો આવશ્યક છે. આવા ઇલેક્ટ્રૉનના સતત પ્રવાહને લીધે (સંસ્પંદન સ્વરૂપો દ્વારા) પ્રણાલીનું ઍરોમેટિક સ્થાયિત્વ વધે છે. નીચેના કોષ્ટકમાં બેન્ઝીન સાથે કેટલાંક વિષમચક્રીઓની સ્થાયિત્વ-ઊર્જા દર્શાવી છે. (કિ.કે./મોલ)

બેન્ઝીન	પિરિડીન	પાઇરેઝીન
36	32	24
પાયરોલ	થાયૉફિન	ફ્યુરાન
14-31	24-31	17-23
પાયરેઝોલ	ઇમિડેઝોલ	1, 2, 4-ટ્રાયાઝોલ
27-41	12-32	20-49

જ.  પો. ત્રિવેદી