विषमवलयी संयुगे : रासायनिक पदार्थांचा, विशेषतः कार्बनी संयुगांचा, एक वर्ग. वलयी संयुगांमध्ये सर्व वलय-अणू तेच (सजातीय) असल्यास त्यांना समवलयी संयुगे म्हणतात. कार्बनी समवलयी संयुगांमध्ये सर्व वलय-अणू कार्बन असतात. ज्या कार्बनी संयुगांमध्ये एक किंवा अनेक वलये असून कमीत कमी एक अणू कार्बनाव्यतिरिक्त इतर मूलद्रव्याचा (म्हणजे विषम-अणू) असतो, त्यांना विषमवलयी संयुगे म्हणतात. ऑक्झॅझोलीन हे याचे उदाहरण आहे. पाच वलय-अणूंनी बनलेल्या या संयुगामध्ये दोन अणू कार्बनाचे नसून नायट्रोजन व ऑक्सिजन यांचे आहेत. फॉस्फोनायट्रिलिक क्लोराइड हे अकार्बनी विषमवलयी संयुगाचे उदाहरण आहे. हे सहा घटकी वलयी संयुग नायट्रोजन आणि फॉस्फरस यांच्या एकाआड एक अणूंनी बनलेले आहे. आतापर्यंत अभ्यास करण्यात आलेल्या विषमवलयी संयुगांमधील जास्तीत जास्त प्रकार कार्बनी संयुगांचे आहेत.
विषमवलयाच्या आकारात, रचनेत व त्यात आढळणाऱ्या विषम-अणूत पुष्कळच विविधता आढळून येते. एथिलीन ऑक्साइड हे सर्वांत लहान त्रिघटकी वलय आहे, तर क्राउन ईथरे (उदा. १८- क्राउन -६) या संयुगांमध्ये फार मोठी वलये असतात. वलयामध्ये एकेक बंध असल्यास ती संतृप्त आणि एक किंवा अनेक द्विबंध असल्यास ती असंतृप्त असतात. सर्वसाधारणपणे वलयात एक किंवा दोन विषम-अणू असतात क्वचित प्रसंगी त्यांचा आकडा तीन -चारपेक्षाही जास्त असतो. ही संयुगे एकवलयी किंवा बहुवलयी असू शकतात. बहुवलयी संयुगांमधील सर्व वलये विषमवलयी किंवा त्यांतील काही समवलयी व काही विषमवलयी असू शकतात.
सामान्यतः विषम-अणू म्हणून ऑक्सिजन, नायट्रोजन व गंधक यांचे अणू आढळून येत असले, तरी अन्य मूलद्रव्यांचे अणूही वलयात असू शकतात. विषम-अणू सहसंयुजा बंधात [⟶ संयुजा] स्थिर राहणारा असेल, तरच तो वलय-अणू बनू शकतो. वलयाची भूमितीय रचना लक्षात घेता सहसंयुजा बंधकोन व वलयांतर वाजवीपेक्षा कमी वा अधिक असू नये. आंतरहायड्रोजन बंधाने तयार झालेल्या वलयांना विषमवलये मानीत नाहीत.
अल्कलॉइडे, साखर, काही जीवनसत्वे, डीऑक्सिरिबोन्यूक्लिइक अम्‍ल (डीएनए) व रिबोन्यूक्लिइक अम्‍ल (आरएनए), वनस्पती रंगद्रव्ये, डांबरातील अनेक घटक, पुष्कळशी नैसर्गिक रंगद्रव्ये (इंडिगो, हरितद्रव्य, हीमोग्‍लोबिन आणि अँथोसायनिने), प्रतिजैव (अँटिबायॉटिक) पदार्थ (पेनिसिलीन, स्ट्रेप्टोमायसीन), काही आवश्यक ॲमिनो अम्ले (ट्रिप्टोफेन) आणि पुष्कळशी पेप्टाइडे (ऑक्सिटोसीन) ही विषमवलयी संयुगे आहेत. थॅलोसायनिने आणि थॅलिने यांसारखी महत्वाची कृत्रिम रंजके, अनेक औषधे व विषारी पदार्थ, सल्फाथायाझोल, पायरेथ्रीन, स्ट्रिक्‍नीन, रोटेनॉन, रेसरपीन, हिस्टामीनरोधके, अरगट अल्कलॉइडे, मार्फीन, बार्बिच्युरेटे, शांतके (लिब्रियम व व्हॅलियम), कृत्रिम बहुवारिके (पॉलिव्हिनील पिरिडीन, पॉलिव्हिनील पायरोलिडोन आणि मेलॅमीन फॉर्‌माल्डिहाइड), अनेक औद्योगिक विद्रावके म्हणजे विरघळविणारे पदार्थ (पिरिडीन, डायऑक्झेन आणि टेट्राहायड्रोफ्यूरान) आणि साठवण करावयाची रसायने (एथिलीन ऑक्साइड, प्रोपिलीन ऑक्साइड आणि खनिज तेल हायड्रोकार्बने) हीसुद्धा विषमवलयी संयुगे आहेत.
कार्बन अणू अत्यंत जलदपणे पाच किंवा सहा घटक असलेली वलये तयार करतात. वलयातील पाच घटकांपैकी एक नायट्रोजन हा विषम-अणू असलेल्या ॲरोमॅटिक विषमवलयांना पायरोल म्हणतात. वनस्पती रंगद्रव्य ⇨हरितद्रव्य (क्लोरोफिल) आणि रक्तातील लाल रंगद्रव्य हीमोग्‍लोबिन या पदार्थांच्या वलयांमध्ये केंद्रभागी पायरोल असते. पुष्कळ ॲरोमॅटिक विषमवलयी संयुगांत विषमवलय बेंझीन वलयाशी सायुज्यित असते म्हणजे ही दोन वलये दोन कार्बन अणूंनी जोडलेली असतात. इंडिगो आणि थॅलोसायनिने यांसारखी रंगद्रव्ये पायरोल केंद्रभागी असलेल्या सायुज्यित वलयापासून मिळवितात.
निसर्गात व्यापकपणे वलयातील पाच घटकांपैकी एक ऑक्सिजन हा विषम-अणू असलेली विषमवलयी संयुगे आढळतात. फुरफुराल टेट्राहायड्रोफ्यूरान, फुरफुरील अल्कोहॉल आणि फ्यूरोइक अम्‍ल हे फ्यूरानाचेअनुजात (एका संयुगापासून तयार केलेली दुसरी संयुगे) आहेत. बेंझोफ्यूरान यास कुमरोन असेही म्हणतात. या संयुगाचा उपयोग प्लॅस्टिक तयार करण्यासाठी होतो. [⟶ फ्यूरान].
वलयातील पाच घटकांपैकी एक गंधक हा विषम-अणू असलेल्या संयुगांना थायोफीन असे म्हणतात. हे डांबरामध्ये आणि शेल तेलात सापडते.
वलयातील सहा घटकांपैकी एक नायट्रोजन हा विषम-अणू असलेले पिरिडीन आणि ऑक्सिजन हा विषम-अणू असलेले पायरान ही विषमवलयी संयुगे आहेत. अनेक नैसर्गिक पदार्थांमध्ये पिरिडीन वलय आढळते.
उदा., ब६ जीवनसत्व (पिरिडॉक्सीन) आणि व्हिनील पिरिडीन हे व्यापारी दृष्ट्या महत्वाचे पिरिडीन अनुजात आहेत. अनेक महत्त्वाच्या औषधी रसायनांमध्येसुद्धा पिरिडीन वलय केंद्रभागी असते. पिरिडीनाची सायुज्यित वलये क्विनीन व मॉर्फीन यांमध्ये असतात. सायुज्यित टेट्राहायड्रोपायरान वलय ई जीवनसत्त्वासारख्या अनेक नैसर्गिक पदार्थांमध्ये व अँथोसायनीन रंगद्रव्यामध्ये आढळते. टेट्राहायड्रोपायरानाचे ऑक्सिडीकरण केल्यास ग्‍लुटारिक अम्‍ल मिळते.
अनेक विषमवलयी संयुगांच्या एका वलयामध्ये एकापेक्षा अधिक विषम-अणू असतात. पुष्कळ वेळा विषम-अणू सारखेच असतात. उदा., इमिडॅझोल या संयुगाच्या पाच घटकी वलयामध्ये दोन नायट्रोजन अणू असतात. हिस्टिडीन या ॲमिनो अम्‍लाचा हा महत्त्वाचा घटक आहे. एक गंधक अणू व एक नायट्रोजन अणू असलेले थायाझोल वलय ब१ जीवनसत्व (थायामीन), पेनिसिलिने आणि इतर अनेक औषधे यांमध्ये आढळते. दोन नायट्रोजन अणू असलेली सहा घटकी वलये-युरॅसील, थायमीन आणि सायटोसीन-न्यूक्लिइक अम्‍लांचे महत्वाचे घटक आहेत [⟶ न्यूक्लिइक अम्ले]. बार्बिच्युरेट औषधांमध्ये पिरिमिडीन वलय आढळते. सायुंज्यित वलयांमध्ये अनेक विषम अणू असतात. न्यूक्लिइक अम्‍लामध्ये आढळणाऱ्या ॲडेनीन व ग्वानीन या प्यूरीन संयुगांमध्ये दोन सायुज्यित वलये असून चार नायट्रोजन अणू असतात [⟶ प्यूरीने]. जीवनसत्व ब गटातील रिबोफ्लाविनामध्ये तीन सायुज्यित वलये असून चार नायट्रोजन अणू असतात.
रासायनिक गुणधर्म : संतृप्त विषमवलयी संयुगांचे रासायनिक गुणधर्म विवृत (खुली) शृंखला असलेल्या अनुरूप संयुगांसारखेच नेहमी असतात. उदा., एन-मिथिल पिपरिडीन हे सहा घटकांचे संपृक्त वलय आणि मिथिल एथिल प्रोपिल अमाइन फारसे भिन्न नाहीत. अनेक वेळा वलयी व अवलयी पदार्थांच्या गुणधर्मातील फरक त्रिमीतीय संरचनेमुळे होतात. तीन किंवा चार घटकी वलये जास्त विक्रियाशील असतात. कारण वलयाच्या भूमितीय आकारामुळे बंधकोन व बंधअंतर यांवर पडलेल्या ताणामुळे वलये सहज तुटून विवृत शृंखलेत रूपांतरीत होतात. उदा., एथिलीन ऑक्साइड विवृत शृंखलेतील अनुरूप असणाऱ्या डायमिथिल ईथरापेक्षा जास्त विक्रियाशील आहे.
काही असंतृप्त विषमवलयी संयुगे ॲरोमॅटिक संयुगांसारखे रासायनिक गुणधर्म दर्शवितात. पिरिडीन हे संयुग ऊष्मीय दृष्ट्या स्थिर द्रव्य असून ऑक्सिडीकरण विक्रियांना विरोध कर त्यांच्यामध्ये ॲरोमॅटिक प्रतिष्ठापन घडून येते. वलयाच्या अतृप्त बंधातील इलेक्ट्रॉन व विषम-अणूवरील रिकामे इलेक्ट्रॉन मिळून बेंझिनासारखा एका पातळीत सहांचा जुडगा होत असल्यामुळेच या पदार्थांना स्थैर्य व ॲरोमॅटिक गुणधर्म येत असले पाहिजेत, असे दिसते.
नामकरण पद्धती : विषमवलयी संयुगांना काही विशिष्ट पद्धतींनी नावे देता येतात पण या पद्धतींना सोडून दिलेली नावेच अनेक वेळा प्रचारात रूढ झाल्याचे आढळते. एका पद्धतीत अनुरूप ॲलिसायक्लिक संयुगाचा उल्लेख करून ऑक्सिजन, गंधक किंवा नायट्रोजन विषम-अणू असल्यास अनुक्रमे ऑक्झॅ (oxa), थाया (thia) किंवा ॲझा (aza) असे पूर्वप्रत्यय जोडण्याची प्रथा आहे. उदा., पिरिडिनाचे नाव ॲझाबेंझीन होते. ज्या वेळी एकाच प्रकारचे विषम-अणू एकापेक्षा जास्त म्हणजे दोन किंवा तीन असतात त्या संयुगांना डाय, ट्राय अशा पूर्वप्रत्ययाने संबोधले जाते (उदा., डायऑक्झॅ, डायथाया, डायॲझा, ट्रायऑक्झॅ, ट्रॉयथाया, ट्रॉयॲझा असे पूर्वप्रत्यय लावले जातात) परंतु वलयामध्ये निरनिराळे विषमअणू असतील, तर ऑक्सिजन, गंधक व नायट्रोजन या क्रमाने पूर्वप्रत्यय लावतात. उदा., वलयात गंधक आणि नायट्रोजनं असल्यास थायाझा ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन असल्यास ऑक्झॅझा वगैरे.
दुसरी पद्धत नऊ किंवा त्याहून कमी घटक असलेल्या वलयांकरिता वापरली जाते. यामध्ये ऑक्झॅ, थाया, ॲझा हे पूर्वप्रत्यय तसेच ठेवतात पण ॲलिसायक्लिक संयुगाचे नाव वगळून त्याऐवजी ३, ४, ५, ६ व ७ या घटकी वलयांकरिता इर (ir), इट (et), ओले (ole), इने (ine) व एम (ep) वापरले जातात. वलयातील अणूंना क्रमांक देताना प्राधान्य असलेल्या विषम-अणूपासून सुरुवात करतात व दुसरा विषम-अणू असल्यास त्याला लहानात लहान क्रमांक देतात.
पहा : ग्राभण.
संदर्भ : 1. Elderfield, R. C., Ed., Heterocyclic Compounds, 6 Vols., New York, 1950-57.
2. Katritzky. A. R. Rees, C.W., Eds., Comprehensive HeterocyclicChemistry : The Structure, Reactions, Synthesis and Uses ofHeterocyclic Compounds, 8 Vols., New York, 1984.
3. Palmer, M. H. The Structure and Reactions of Heterocyclic Compounds, New York, 1967.
4. Weissberger, A. Taylor, E. C. The Chemistry of Heterocyclic Compounds, a continuing series.
शिंगटे, रा. र्धो.
“