পাইরানোজ

পাইরানোজ হলো শর্করার একটি একত্রীকৃত পদ, এর রাসায়নিক গঠনে পাঁচটি কার্বন পরমাণু এবং একটি অক্সিজেন পরমাণুর সমন্বয়ে ছয়-ঝিল্লিযুক্ত বলয় অন্তর্ভুক্ত করে। বলয়ের বাইরে অন্য কার্বন থাকতে পারে। অক্সিজেন হিটারোসাইকাল পাইরানের সাথে সাদৃশ্য থাকায় এর নামটি উদ্ভূত হয় তবে পাইরানোজ বলয়ে দ্বি-বন্ধন নেই। পাইরনোজ যেখানে C (l) এর অ্যানোমেরিক OH কে একটি OR গ্রুপে রূপান্তরিত করে তাকে পাইরানোসাইড বলে।
অ্যালডিহাইড এর কার্বন ১ এর সাথে চিনির কার্বন ৫ (C-5) এর হাইড্রোক্সিল গ্রুপের বিক্রিয়ায় পাইরানোজ বলয় গঠিত হয়। এটি আন্তঃআণবিক হেমিঅ্যাসিটাল গঠন করে। যদি বিক্রিয়াটি C-4 হাইড্রোক্সিল এবং অ্যালডিহাইডের মধ্যে ঘটে তবে এর পরিবর্তে ফুরানোজ তৈরি হয়। পাইরানোজ গঠন ফুরানোজ গঠনের তুলনায় তাপগতীয়ভাবে বেশি স্থিতিশীল, যা দ্রবণে এই দুটি চক্রকার গঠন বিন্যাস দেখা যায়।
হেরমান এমিল ফিশার ডি-অ্যালডোহেক্সোজের গঠন নির্ধারণে তাঁর অবদানের জন্য রসায়নে নোবেল পুরস্কার (১৯০২) লাভ করেন। যাইহোক ফিশার প্রস্তাবিতরৈখিক, মুক্ত-অ্যালডিহাইড গঠন হেক্সোজ সুগার দ্রবণ হিসাবে গ্রহণ করে এমন গঠনসমূহের একটি খুব সামান্য অংশ উপস্থাপন করে। ওয়াল্টার হেওয়র্থের গবেষণা দলের এডমন্ড হার্স্ট এবং ক্লিফোর্ড পার্ভস তর্কাতীতভাবে সিদ্ধান্ত নেন যে হেক্সোজ সুগারসমূহ পছন্দসইভাবে পাইরানোজ বা ছয় সদস্যযুক্ত বলয় তৈরি করে। হেওয়র্থ বলয়ের সমতলের উপরে এবং নীচে গ্রুপসমূহের সাথে একটি সমতল ষড়ভুজ হিসাবে বলয়- হেওয়র্থ অভিক্ষেপ অঙ্কন করেন।
পাইরানোজ বলয়ের গঠনের আরও পরিমার্জন এলো যখন স্পন্সলার এবং ডোরে (১৯২৬) বুঝতে পারেন যে সাচসের ছয়-সদস্যের বলয়ের গাণিতিক আচরণ তাদের সেলুলোজের এক্স-রে কাঠামোর ক্ষেত্রে প্রয়োগ করা যেতে পারে। এটি নির্ধারণ করা হয়েছিল যে পাইরানোজ বলয় কুঁচিত হয়েছে, বলয়ের সকল কার্বন পরমাণুকে আদর্শ টেটারহেড্রাল জ্যামিতির নিকটে থাকতে দেয়।
এই কুঁচনটি মোট ৩৮ টি পৃথক মৌলিক পাইরানোজ আকারের দিকে নিয়ে যায়: ২ চেয়ার, ৬ নৌকা, ৬ তির্যক-নৌকা, ১২ অর্ধ-চেয়ার এবং ১২ টি খাম আকৃতি।
এই আকারগুলি একে অপরের সাথে সংযোগ স্থাপন করতে পারে; যাইহোক প্রতিটি গঠনের মধ্যে খুব আলাদা আপেক্ষিক শক্তি থাকতে পারে, তাই আন্তঃরূপান্তরের ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ বাধা উপস্থিত থাকতে পারে। এই রূপান্তরগুলির শক্তি কোয়ান্টাম মেকানিক্স থেকে গণনা করা যায়; সম্ভাব্য গ্লুকোপাইরানোজ আন্তঃ রূপান্তরগুলির একটি উদাহরণ দেওয়া হয়েছে।
পাইরানোজ বলয়ের আকারের সাথে সাইক্লোহেক্সেন বলয়ের পর্যাপ্ত মিল রয়েছে। তবে পাইরানোজসমূহের নির্দিষ্ট নামকরণের মধ্যে বলয় অক্সিজেনের উল্লেখ পাওয়া যায় এবং বলয়ে হাইড্রোক্সিলের উপস্থিতি এর গঠনমূলক অনুরক্তি স্বতন্ত্র ফলাফল দেয়। পাইরানোজ বলয়ের সাথে সুনির্দিষ্ট আকার এবং স্টেরিওমিক্যাল প্রভাব রয়েছে।
পাইরানোজের গঠনসমূহের নামকরণের ক্ষেত্রে প্রথমে কনফরমারটি নির্ধারণ করতে হয়। সাধারণ কনফরমারগুলি সাইক্লোহেক্সেনে পাওয়া মিলগুলির মতো এবং এগুলি নামকরণের ভিত্তি তৈরি করে। সাধারণ গঠনসমূহ হল চেয়ার (সি), নৌকা (বি), তির্যক (এস), অর্ধ-চেয়ার (এইচ) বা খাম (ই) আকৃতি । বলয়ের পরমাণু পরে সংখ্যাযুক্ত হয়; অ্যানোমেরিক বা হেমিঅ্যাসিটাল এ কার্বন সর্বদা ১ হয়। কাঠামোর অক্সিজেন পরমাণুগুলি সাধারণভাবে কার্বন পরমাণু দ্বারা উল্লেখ করা হয় যা তারা অ্যাসাইক্লিক গঠনের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং O আখ্যাত হয়। তারপরে:
উপরের চিত্রে আপেক্ষিক গঠন শক্তি দেখানো হয়েছে, চেয়ার গঠনসমূহ সবচেয়ে স্থিতিশীল শর্করা গঠন। এই তুলনামূলকভাবে সংজ্ঞায়িত এবং স্থিতিশীল রূপান্তরকরণ মানে পাইরানোজ বলয়ের হাইড্রোজেন পরমাণুগুলি একে অপরের তুলনামূলকভাবে ধ্রুবক কোণে ধারণ করে। কার্বোহাইড্রেট এনএমআর বলয়ের চারপাশের প্রতিটি হাইড্রোক্সিল গ্রুপের আকৃতি নির্ধারণ করতে এই দ্বিতল কোণগুলির সুবিধা গ্রহণ করে।