एम्फीपैथिक अणु क्या हैं?

एक एम्फीपैथिक अणु, जिसे एम्फीफिलिक भी कहा जाता है, एक रासायनिक यौगिक है जिसकी संरचना विपरीत ध्रुवों के दो क्षेत्रों को दर्शाती है, जिनमें से एक ध्रुवीय है और इसलिए हाइड्रोफिलिक है जबकि दूसरा नॉनपोलर है, जिससे यह हाइड्रोफोबिक या लिपोफिलिक बन जाता है। यह रासायनिक यौगिकों का एक बहुत ही महत्वपूर्ण वर्ग है जो एक जलीय चरण और एक ध्रुवीय कार्बनिक चरण के साथ एक साथ बातचीत कर सकता है, जो इन चरणों के बीच स्थिर मिश्रण के निर्माण की सुविधा प्रदान करता है, जैसे कि निलंबन और कोलाइड्स। दूसरी ओर, वे एक प्रकार के यौगिक भी हैं जो जलीय मीडिया में ध्रुवीय कार्बनिक पदार्थों की उपस्थिति को संगत बनाना संभव बनाता है, जो कि जीवन के अस्तित्व के लिए आवश्यक है, जैसा कि हम जानते हैं।

एम्फीपैथिक शब्द की व्युत्पत्ति

व्युत्पन्न रूप से, एम्फ़िपैथिक शब्द दो प्राचीन ग्रीक शब्दों के मिलन से बना है:

एम्फिस + पथिकोस

एम्फिस का अर्थ है “दोनों” या “दोनों तरफ” और पथिकोस , जो बदले में प्राचीन ग्रीक पाथोस से आता है , “अनुभव” या “भावना” को संदर्भित करता है। इस तरह, हम कह सकते हैं कि एम्फ़िपैथिक शब्द एक रासायनिक पदार्थ को संदर्भित करता है जो इसकी संरचना के विपरीत पक्षों पर विभिन्न अंतःक्रियाओं का अनुभव करता है या जो अणु के दोनों किनारों पर अलग-अलग आकर्षण महसूस करता है।

दूसरी ओर, एम्फीपैथिक के लिए एक सामान्य पर्याय एम्फीफिलिक है, एक शब्द जिसका उपयोग जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान दोनों में समान वर्ग के यौगिकों को संदर्भित करने के लिए किया जाता है। एम्फीफिलिक शब्द भी दो ग्रीक शब्दों से आया है:

एम्फिस + फिलिया

फिलिया एक प्राचीन ग्रीक शब्द है जिसका अर्थ है प्रेम, इसलिए एम्फीफिलिक अणु शब्द एक अणु को संदर्भित करता है जो एक ही समय में पानी (हाइड्रोफिलिक अणु) और गैर-ध्रुवीय यौगिकों (लिपोफिलिक अणु) दोनों का प्रेमी है। लिपोफिलिक अणुओं को हाइड्रोफोबिक भी कहा जाता है, क्योंकि एक गैर-ध्रुवीय पदार्थ की ओर आकर्षित होने का मतलब पानी को पीछे हटाना है।

एम्फीपैथिक अणुओं की संरचना

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एक एम्फीपैथिक अणु के दो पक्ष अलग-अलग ध्रुवीय विशेषताओं के साथ होते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि अणु का एक सिरा ध्रुवीय होता है, जबकि दूसरा सिरा अध्रुवीय होता है।

ध्रुवीय भाग आमतौर पर अणु का केवल एक छोटा सा हिस्सा बनाता है, जबकि गैर-ध्रुवीय भाग में आमतौर पर एक लंबी हाइड्रोकार्बन श्रृंखला होती है, या तो पूरी तरह से संतृप्त या कुछ असंतृप्त होती है। अणु के प्रत्येक भाग को बनाने वाले परमाणुओं के आकार और संख्या में इस अंतर के कारण, ध्रुवीय भाग को आमतौर पर सिर कहा जाता है, जबकि गैर-ध्रुवीय भाग को पूंछ कहा जाता है।

यह संरचनात्मक विवरण हमें एम्फीपैथिक या एम्फीफिलिक अणुओं को उन रासायनिक यौगिकों के रूप में परिभाषित करने की अनुमति देता है जिनकी संरचना में एक ध्रुवीय सिर और एक गैर-ध्रुवीय पूंछ होती है।

ध्रुवीय सिर या हाइड्रोफिलिक अंत

एम्फ़िपैथिक अणुओं के ध्रुवीय छोर की विशेषता अत्यधिक ध्रुवीय या यहां तक ​​कि आयनिक कार्यात्मक समूह हैं। जीव विज्ञान में कुछ विशेष रूप से महत्वपूर्ण मामलों में, उनके पास ज़्विटरियोनिक डोमेन भी हो सकते हैं, अर्थात, अणु के कुछ भाग जो विपरीत विद्युत आवेशों को वहन करते हैं, लेकिन जिनका शुद्ध आवेश शून्य है।

एम्फीपैथिक या एम्फीफिलिक अणुओं के ध्रुवीय शीर्ष में मौजूद कार्यात्मक समूहों की एक और महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि उनमें पानी के अणुओं के साथ एक या अधिक हाइड्रोजन बांड बनाने की क्षमता होती है। यही है, वे ऐसे समूह हैं जिनके पास शुद्ध ऋणात्मक या धनात्मक आवेश वाले परमाणु होते हैं, या अत्यधिक विद्युतीय परमाणुओं वाले समूह होते हैं जो ध्रुवीकृत होते हैं और उनके पास इलेक्ट्रॉनों के मुक्त जोड़े होते हैं जिन्हें वे पानी के अणु के साथ साझा कर सकते हैं।

हालांकि यह कड़ाई से आवश्यक नहीं है, ध्रुवीय प्रमुखों के कार्यात्मक समूह भी आमतौर पर प्रोटिक होते हैं, अर्थात, उनके पास पानी के साथ हाइड्रोजन बांड के निर्माण में हाइड्रोजन परमाणु के दाताओं के रूप में कार्य करने की क्षमता होती है।

कई एम्फीपैथिक अणुओं के ध्रुवीय प्रमुखों पर आमतौर पर पाए जाने वाले कार्यात्मक समूहों के कुछ उदाहरण हैं:

ऊपर दी गई तालिका में उल्लिखित कार्यात्मक समूहों के अलावा, कई अन्य कार्यात्मक समूह हैं जो विभिन्न एम्फीपैथिक अणुओं के ध्रुवीय प्रमुखों का हिस्सा हैं। हालाँकि, ये कुछ सबसे आम हैं। दूसरी ओर, एक ध्रुवीय सिर में एक से अधिक कार्यात्मक समूह हो सकते हैं जैसे कि ऊपर वर्णित हैं, जिससे विभिन्न गुणों वाले विभिन्न ध्रुवीय सिरों की एक विस्तृत विविधता हो सकती है।

ध्रुवीय पूंछ, लिपोफिलिक अंत या हाइड्रोफोबिक अंत

एक एम्फीपैथिक अणु के ध्रुवीय सिर से जुड़े हम हमेशा एक या एक से अधिक गैर-ध्रुवीय पूंछ पाएंगे। उन्हें पूंछ कहा जाता है क्योंकि वे हमेशा कार्बन परमाणुओं की लंबी श्रृंखला होती हैं, जिनमें ज्यादातर मामलों में 10 से अधिक कार्बन और कई मामलों में 20 से अधिक होते हैं।

कार्बन-कार्बन बॉन्ड पूरी तरह से नॉनपोलर हैं क्योंकि वे परमाणुओं के बीच के बॉन्ड हैं। इसके अलावा, कार्बन-हाइड्रोजन बांड भी गैर-ध्रुवीय होते हैं क्योंकि दोनों तत्वों में बहुत समान विद्युतीयता होती है। यह एल्काइल, अल्केनाइल और एल्केनील चेन को पूरी तरह से नॉनपोलर बनाता है। एरियल समूहों (सुगंधित छल्ले वाले) और अन्य चक्रीय हाइड्रोकार्बन के बारे में भी यही कहा जा सकता है ।

लाइनें लंबी क्यों हैं?

अणु के एम्फीपैथिक होने के लिए पूंछ लंबी क्यों होनी चाहिए, इसका कारण यह है कि यदि वे बहुत छोटी हैं, तब भी जब गैर-ध्रुवीय होती हैं, तो सिर की ध्रुवीयता गैर-ध्रुवीय श्रृंखला की हाइड्रोफोबिसिटी को अभिभूत कर सकती है, जिससे अणु पूरी तरह से हाइड्रोफिलिक हो जाता है। यह मामला है, उदाहरण के लिए, मेथनॉल, इथेनॉल और प्रोपेनोल के आइसोमर्स जैसे शॉर्ट-चेन अल्कोहल के साथ, जो कि उनकी संरचना में एल्काइल समूह होने के बावजूद, पानी के साथ पूरी तरह से गलत हैं और तेलों में अघुलनशील हैं।

दूसरी ओर, गैर-ध्रुवीय अणुओं के बीच प्रमुख अंतःक्रियाएं वैन डेर वाल्स बल हैं जैसे लंदन फैलाव बल। ध्रुवीय और आयनिक समूहों के ध्रुवीय और हाइड्रोजन बंधन की तुलना में ये बल बहुत कमजोर हैं। हालांकि, वे संपर्क क्षेत्र के साथ बढ़ते हैं और इसलिए, कार्बन श्रृंखला की लंबाई के साथ।

उपरोक्त के आधार पर, एक अणु के लिए जिसका ध्रुवीय सिर एक ही समय में देखने योग्य हाइड्रोफोबिक व्यवहार प्रदर्शित करता है, और इस प्रकार एक वास्तविक एम्फीपैथिक अणु माना जाता है, इन श्रृंखलाओं के बीच वैन डेर वाल्स की बातचीत के लिए ध्रुवीय पूंछ काफी लंबी होनी चाहिए, और उनके बीच और अन्य गैर-ध्रुवीय पदार्थ पानी को पीछे हटाने के लिए पर्याप्त मजबूत होते हैं।

एम्फीपैथिक अणुओं के उदाहरण

रसायन विज्ञान में एम्फीपैथिक अणु

रसायन विज्ञान में एम्फ़िपैथिक अणुओं में साबुन और डिटर्जेंट यौगिकों, सर्फेक्टेंट या सर्फैक्टेंट यौगिकों के पूरे परिवार शामिल हैं, चाहे वे तटस्थ, आयनिक या धनायनित हों। इन एम्फीपैथिक अणुओं के कुछ विशिष्ट उदाहरण हैं:

• सोडियम पामिटेट
• पोटेशियम डोडेसिल सल्फेट
• 1-डेकानोल
• नॉनडेसिलेमोनियम क्लोराइड
• कोकामीडोप्रोपाइल बीटाइन
• डाइमिथाइलडियोक्टाडेसिलेमोनियम क्लोराइड
• बैन्ज़लकोलियम क्लोराइड

जीव विज्ञान में एम्फ़िपैथिक अणु

महान जैविक मूल के यौगिकों और रासायनिक पदार्थों की एक विशाल विविधता एम्फीपैथिक अणु हैं। शायद सबसे आम ट्राइग्लिसराइड्स और फैटी एसिड हैं, जो कोशिका झिल्ली और दीवारों के मुख्य घटक हैं जो कोशिका के आंतरिक भाग को पर्यावरण से अलग करते हैं, और जो कोशिका के विभिन्न अंतःकोशिकीय डिब्बों और अन्य अंगों की झिल्लियों को बनाते हैं। कोशिकाओं।

दूसरी ओर, कई प्रोटीन स्वयं विशाल एम्फीपैथिक अणु होते हैं जिनके अमीनो एसिड में हाइड्रोफिलिक और हाइड्रोफोबिक अवशेष होते हैं जो प्रोटीन को उनकी विशिष्ट माध्यमिक और तृतीयक संरचना देने के लिए आदेशित और उन्मुख होते हैं। इसके अलावा, हाइड्रोफोबिक पूंछ और हाइड्रोफिलिक सिर भी प्रोटीन के स्थान और कार्य में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

महत्वपूर्ण जैविक एम्फीपैथिक अणुओं के कुछ विशिष्ट उदाहरण हैं:

• ट्राइग्लिसराइड्स जो वसा का हिस्सा हैं, जैसे ट्राईओलिन (ग्लिसरॉल और ओलिक एसिड के 3 अणुओं के बीच एस्टर), ट्रिपाल्मिटिन (ग्लिसरॉल और पामिटिक एसिड के 3 अणुओं के बीच एस्टर) और ट्रिस्टीरिन (ग्लिसरॉल और 3 स्टीयरिक एसिड अणुओं के बीच एस्टर)।
• मोनोग्लिसराइड्स जैसे मोनोलॉरिन और ग्लिसरील मोनोस्टियरेट।

एम्फीपैथिक अणुओं का उपयोग और महत्व

यह हमेशा कहा गया है कि पानी जीवन का आधार है, लेकिन एम्फीपैथिक अणुओं के बिना यह संभव नहीं होगा, क्योंकि उनके बिना कोशिकाएं नहीं बन सकतीं। यह एम्फ़िपैथिक या एम्फ़िफ़िलिक अणुओं की लिपोसोम्स और मिसेल बनाने की प्राकृतिक प्रवृत्ति के साथ-साथ विभिन्न प्रकार की झिल्लियों के कारण होता है।

यदि पानी, तेल और एक एम्फीपैथिक यौगिक का मिश्रण तैयार किया जाता है, तो एम्फीपैथिक अणु पानी और तेल के बीच इंटरफेस के साथ वितरित किए जाएंगे। वे इस तरह से व्यवस्थित होंगे कि ध्रुवीय सिर जलीय चरण में भंग रहता है, जबकि हाइड्रोफोबिक या लिपोफिलिक पूंछ तैलीय चरण में रहती है।

यदि इस झिल्ली को तोड़ने के लिए मिश्रण को हिलाया जाता है, तो ऐसी संरचनाएँ बन सकती हैं जिनमें तेल की छोटी-छोटी बूंदें एम्फीपैथिक अणुओं द्वारा संपुटित हो जाती हैं और ध्रुवीय शीर्षों से ढक जाती हैं जो जलीय मैट्रिक्स में आसानी से फैल जाती हैं। इन संरचनाओं को मिसेल कहा जाता है। यह साबुन और डिटर्जेंट के संचालन का सिद्धांत है, क्योंकि वे सतह या कपड़े पर मौजूद विभिन्न वसा और अन्य ध्रुवीय अशुद्धियों को समाहित और भंग कर देते हैं।

दूसरी ओर, यदि हम शुद्ध पानी में एम्फीपैथिक अणुओं को मिलाते हैं और हिलाते हैं, तो एम्फीपैथिक अणु एक दोहरी परत बनाते हैं, जिसके अंदर गैर-ध्रुवीय श्रृंखलाएं होती हैं और ध्रुवीय शीर्ष जलीय मैट्रिक्स के संपर्क में आते हैं। यदि हिलाया जाता है, तो ऐसी संरचनाएं बन सकती हैं जिनमें जलीय मैट्रिक्स का एक हिस्सा इस दोहरी झिल्ली द्वारा समझाया जाता है, इस प्रकार एक लिपोसोम बनता है। ये लिपोसोम्स कोशिकाओं की संरचना का आधार होते हैं।

संदर्भ

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