کیا ریجنٹ ہے جو سیلولوز کو تحلیل کرتا ہے؟

سیلولوز ایک پیچیدہ پولیساکرائڈ ہے جو بہت سے گلوکوز یونٹوں پر مشتمل ہے جو β-1،4-glycosidic بانڈز کے ذریعہ جڑا ہوا ہے۔ یہ پودوں کے خلیوں کی دیواروں کا بنیادی جزو ہے اور پودوں کے خلیوں کی دیواروں کو مضبوط ساختی مدد اور سختی دیتا ہے۔ طویل سیلولوز مالیکیولر چین اور اعلی کرسٹل لیلٹی کی وجہ سے ، اس میں مضبوط استحکام اور ناقابل تسخیر ہے۔

(1) سیلولوز کی خصوصیات اور تحلیل کرنے میں دشواری

سیلولوز میں درج ذیل خصوصیات ہیں جو تحلیل کرنا مشکل بناتی ہیں۔

اعلی کرسٹل لیلٹی: سیلولوز مالیکیولر زنجیریں ہائیڈروجن بانڈز اور وین ڈیر والز فورسز کے ذریعہ ایک سخت جالی کا ڈھانچہ تشکیل دیتی ہیں۔

پولیمرائزیشن کی اعلی ڈگری: سیلولوز کی پولیمرائزیشن (یعنی سالماتی چین کی لمبائی) کی ڈگری زیادہ ہوتی ہے ، عام طور پر سیکڑوں سے ہزاروں گلوکوز یونٹوں تک ہوتی ہے ، جو انو کی استحکام کو بڑھاتا ہے۔

ہائیڈروجن بانڈ نیٹ ورک: ہائیڈروجن بانڈز سیلولوز سالماتی زنجیروں کے درمیان اور اس کے اندر وسیع پیمانے پر موجود ہیں ، جس کی وجہ سے عام سالوینٹس کے ذریعہ تباہ اور تحلیل ہونا مشکل ہوجاتا ہے۔

(2) ریجنٹس جو سیلولوز کو تحلیل کرتے ہیں

فی الحال ، معلوم ریجنٹس جو سیلولوز کو مؤثر طریقے سے تحلیل کرسکتے ہیں ان میں بنیادی طور پر درج ذیل زمرے شامل ہیں:

1. آئنک مائعات

آئنک مائعات نامیاتی کیشنز اور نامیاتی یا غیر نامیاتی آئنوں پر مشتمل مائعات ہیں ، عام طور پر کم اتار چڑھاؤ ، اعلی تھرمل استحکام اور اعلی ایڈجسٹیبلٹی کے ساتھ۔ کچھ آئنک مائعات سیلولوز کو تحلیل کرسکتے ہیں ، اور بنیادی طریقہ کار یہ ہے کہ سیلولوز سالماتی زنجیروں کے مابین ہائیڈروجن بانڈز کو توڑنا ہے۔ عام آئنک مائع جو سیلولوز کو تحلیل کرتے ہیں ان میں شامل ہیں:

1-بٹیل -3-میتھیلیمیڈازولیم کلورائد ([BMIM] CL): یہ آئنک مائع ہائیڈروجن بانڈ قبول کرنے والوں کے ذریعہ سیلولوز میں ہائیڈروجن بانڈز کے ساتھ بات چیت کرکے سیلولوز کو تحلیل کرتا ہے۔

1-ایتھیل -3-میتھیلیمیڈازولیم ایسیٹیٹ ([EMIM] [AC]): یہ آئنک مائع نسبتا mlos ہلکے حالات میں سیلولوز کی اعلی حراستی کو تحلیل کرسکتا ہے۔

2. امائن آکسیڈینٹ حل
امائن آکسیڈینٹ حل جیسے ڈائیتھیلامین (ڈی ای اے) اور تانبے کے کلورائد کے مخلوط حل کو [کیو (II) -امونیم حل] کہا جاتا ہے ، جو ایک مضبوط سالوینٹ سسٹم ہے جو سیلولوز کو تحلیل کرسکتا ہے۔ یہ آکسیکرن اور ہائیڈروجن بانڈنگ کے ذریعے سیلولوز کے کرسٹل ڈھانچے کو تباہ کرتا ہے ، جس سے سیلولوز سالماتی چین کو نرم اور زیادہ گھلنشیل ہوتا ہے۔

3. لتیم کلورائد ڈیمیتھیلاسیٹامائڈ (LICL-DMAC) سسٹم
ایل ای سی ایل-ڈی ایم اے سی (لتیم کلورائد-ڈیمیتھیلیسیٹامائڈ) سسٹم سیلولوز کو تحلیل کرنے کے لئے ایک کلاسک طریقوں میں سے ایک ہے۔ LICL ہائیڈروجن بانڈز کے لئے مقابلہ تشکیل دے سکتا ہے ، اس طرح سیلولوز انووں کے مابین ہائیڈروجن بانڈ نیٹ ورک کو تباہ کرسکتا ہے ، جبکہ سالوینٹس کی حیثیت سے ڈی ایم اے سی سیلولوز مالیکیولر چین کے ساتھ اچھی طرح بات چیت کرسکتا ہے۔

4. ہائیڈروکلورک ایسڈ/زنک کلورائد حل
ہائیڈروکلورک ایسڈ/زنک کلورائد حل ایک ابتدائی دریافت شدہ ریجنٹ ہے جو سیلولوز کو تحلیل کرسکتا ہے۔ یہ زنک کلورائد اور سیلولوز سالماتی زنجیروں کے مابین کوآرڈینیشن اثر تشکیل دے کر سیلولوز کو تحلیل کرسکتا ہے ، اور ہائیڈروکلورک ایسڈ سیلولوز انووں کے مابین ہائیڈروجن بانڈز کو تباہ کرتا ہے۔ تاہم ، یہ حل آلات کے لئے انتہائی سنکنرن ہے اور عملی ایپلی کیشنز میں محدود ہے۔

5. فائبرینولیٹک انزائمز
فائبرنولوٹک انزائمز (جیسے سیلولیسس) سیلولوز کو چھوٹے اولیگوساکرائڈس اور مونوساکرائڈس میں سڑنے کے ذریعہ سیلولوز کو تحلیل کرتے ہیں۔ اس طریقہ کار میں بائیوڈیگریڈیشن اور بائیو ماس تبادلوں کے شعبوں میں بہت ساری ایپلی کیشنز ہیں ، حالانکہ اس کی تحلیل کا عمل مکمل طور پر کیمیائی تحلیل نہیں ہے ، بلکہ بائیوکیٹالیسس کے ذریعہ حاصل کیا جاتا ہے۔

(3) سیلولوز تحلیل کا طریقہ کار

مختلف ریجنٹس میں سیلولوز کو تحلیل کرنے کے لئے مختلف میکانزم ہوتے ہیں ، لیکن عام طور پر ان کو دو اہم میکانزم سے منسوب کیا جاسکتا ہے۔
ہائیڈروجن بانڈز کی تباہی: مسابقتی ہائیڈروجن بانڈ کی تشکیل یا آئنک تعامل کے ذریعے سیلولوز مالیکیولر چینوں کے مابین ہائیڈروجن بانڈز کو تباہ کرنا ، جس سے یہ گھلنشیل ہوجاتا ہے۔
مالیکیولر چین میں نرمی: سیلولوز مالیکیولر زنجیروں کی نرمی میں اضافہ اور جسمانی یا کیمیائی ذرائع کے ذریعہ سالماتی زنجیروں کی کرسٹل کو کم کرنا ، تاکہ وہ سالوینٹس میں تحلیل ہوسکیں۔

(4) سیلولوز تحلیل کی عملی ایپلی کیشنز

سیلولوز تحلیل میں بہت سے شعبوں میں اہم ایپلی کیشنز ہیں:
سیلولوز مشتقوں کی تیاری: سیلولوز کو تحلیل کرنے کے بعد ، سیلولوز ایتھرس ، سیلولوز ایسٹرز اور دیگر مشتقات کو تیار کرنے کے لئے اس میں مزید کیمیائی ترمیم کی جاسکتی ہے ، جو کھانے ، دوائیوں ، ملعمع کاری اور دیگر شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔
سیلولوز پر مبنی مواد: تحلیل سیلولوز کا استعمال ، سیلولوز نانوفائبرز ، سیلولوز جھلیوں اور دیگر مواد کو تیار کیا جاسکتا ہے۔ ان مواد میں اچھی مکینیکل خصوصیات اور بائیوکمپیٹیبلٹی ہے۔
بایوماس انرجی: سیلولوز کو تحلیل اور ہراساں کرنے سے ، بائیو ایتھنول جیسے بائیو ایندھن کی تیاری کے لئے اسے خمیر کرنے والے شکر میں تبدیل کیا جاسکتا ہے ، جو قابل تجدید توانائی کی ترقی اور استعمال کو حاصل کرنے میں مدد کرتا ہے۔

سیلولوز تحلیل ایک پیچیدہ عمل ہے جس میں متعدد کیمیائی اور جسمانی میکانزم شامل ہیں۔ آئونک مائعات ، امینو آکسیڈینٹ حل ، LICL-DMAC سسٹمز ، ہائیڈروکلورک ایسڈ/زنک کلورائد حل اور سیلولوٹک انزائمز فی الحال سیلولوز کو تحلیل کرنے کے لئے موثر ایجنٹ کے طور پر جانا جاتا ہے۔ ہر ایجنٹ کا اپنا الگ الگ تحلیل طریقہ کار اور اطلاق کا فیلڈ ہوتا ہے۔ سیلولوز تحلیل میکانزم کے گہرائی سے مطالعہ کے ساتھ ، یہ خیال کیا جاتا ہے کہ سیلولوز کے استعمال اور ترقی کے لئے زیادہ سے زیادہ امکانات فراہم کرتے ہیں۔