Quaternary ammonium cation
জৈব রসায়নে, কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম ক্যাটায়ন, যা কোয়াটস নামেও পরিচিত, হল গঠনটির ধনাত্মক-চার্জযুক্ত বহু-পারমাণবিক আয়ন, যেখানে আর হল একটি অ্যালকাইল গ্রুপ, একটি অ্যারিল গ্রুপ বা অর্গানাইল গ্রুপ। অ্যামোনিয়াম আয়ন () এবং প্রাথমিক, গৌণ বা তৃতীয় অ্যামোনিয়াম ক্যাটায়নগুলির বিপরীতে, কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম ক্যাটায়নগুলি স্থায়ীভাবে চার্জ করা হয়, যা তাদের দ্রবণের পিএইচ থেকে স্বাধীন। কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম লবণ বা কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম যৌগ (তেলক্ষেত্রের ভাষায় কোয়াটারনারি অ্যামাইন বলা হয়) কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম ক্যাটায়নের লবণ। পলিক্বাট হল বিভিন্ন ধরনের ইঞ্জিনিয়ারড পলিমার ফর্ম যা একটি বৃহত্তর অণুর মধ্যে একাধিক কোয়াট অণু সরবরাহ করে। কোয়াটগুলি অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল (যেমন ডিটারজেন্ট এবং জীবাণুনাশক), ফ্যাব্রিক সফ্টনার এবং হেয়ার কন্ডিশনার সহ ভোক্তাদের প্রয়োগে ব্যবহৃত হয়। একটি অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল হিসাবে, তারা আচ্ছাদিত ভাইরাসগুলিকে (যেমন SARS-CoV-2) নিষ্ক্রিয় করতে সক্ষম। কোয়াটগুলি ব্লিচ-ভিত্তিক জীবাণুনাশকের তুলনায় পৃষ্ঠে মৃদু হতে থাকে এবং সাধারণত ফ্যাব্রিক-নিরাপদ। কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম যৌগগুলি তৃতীয় স্তরের অ্যামাইনের অ্যালকাইলেশন দ্বারা প্রস্তুত করা হয়। পণ্য কোয়াট লবণের শিল্প উৎপাদনে সাধারণত ফ্যাটি নাইট্রাইলের হাইড্রোজেনেশন জড়িত থাকে, যা প্রাথমিক বা গৌণ অ্যামাইন তৈরি করতে পারে। এই অ্যামাইনগুলি তারপর মিথাইল ক্লোরাইড দিয়ে চিকিত্সা করা হয়। অ্যালকাইল হ্যালাইড দ্বারা অ্যালকাইল অ্যামাইনের কোয়াটারনাইজেশন ব্যাপকভাবে নথিভুক্ত করা হয়েছে। প্রাচীন সাহিত্যে এটিকে প্রায়শই মেনশুটকিন প্রতিক্রিয়া বলা হয়, তবে আধুনিক রসায়নবিদরা সাধারণত এটিকে কোয়াটারনাইজেশন হিসাবে উল্লেখ করেন। বিক্রিয়াটি অসম অ্যালকাইল শৃঙ্খল দৈর্ঘ্যের একটি যৌগ তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে; উদাহরণস্বরূপ যখন ক্যাটিয়ানিক সার্ফ্যাক্ট্যান্ট তৈরি করা হয় তখন অ্যামাইনের অ্যালকাইল গ্রুপগুলির মধ্যে একটি সাধারণত অন্যদের তুলনায় দীর্ঘ হয়। একটি সাধারণ সংশ্লেষণ হল বেনজালকোনিয়াম ক্লোরাইডের জন্য একটি দীর্ঘ-শৃঙ্খল অ্যালকাইলডিমিথাইলামাইন এবং বেনজাইল ক্লোরাইড থেকেঃ CH3 (CH2) _ \mathit {n} N (CH3) 2 {} + ClCH2C6H5-> {} [CH3 (CH2) _ \mathit {n} N (CH3) 2CH2C6H5] + Cl-প্রতিক্রিয়া কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম ক্যাটায়নগুলি এমনকি শক্তিশালী ইলেক্ট্রোফাইল, অক্সিডেন্ট এবং অ্যাসিডের প্রতিও প্রতিক্রিয়াশীল নয়। এগুলি বেশিরভাগ নিউক্লিওফাইলের প্রতিও স্থিতিশীল। দ্বিতীয়টি উচ্চ তাপমাত্রায়ও হাইড্রক্সাইড লবণ যেমন টেট্রামিথিল্যামোনিয়াম হাইড্রক্সাইড এবং টেট্রাবুটাইল্যামোনিয়াম হাইড্রক্সাইডের স্থায়িত্ব দ্বারা নির্দেশিত হয়। 160 ডিগ্রি সেলসিয়াসে 6M NaOH-এ Me4NOH-এর অর্ধায়ু হল> 61 ঘন্টা। তাদের স্থিতিস্থাপকতার কারণে, অনেক অস্বাভাবিক অ্যানায়ন কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম লবণ হিসাবে বিচ্ছিন্ন করা হয়েছে। উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে টেট্রামিথাইল্যামোনিয়াম পেন্টাফ্লোরক্সিনেট, যা অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল পেন্টাফ্লোরক্সিনেট () আয়ন ধারণ করে। পারমাঙ্গানেট জৈব দ্রাবকগুলিতে দ্রবণীয় হতে পারে, যখন এর লবণ হিসাবে স্থাপন করা হয়। ব্যতিক্রমীভাবে শক্তিশালী ক্ষারক সহ, কোয়াট ক্যাটায়নগুলি অবনমিত হয়। এগুলি সোমলেট-হাউজার পুনর্বিন্যাস এবং স্টিভেনস পুনর্বিন্যাসের পাশাপাশি কঠোর পরিস্থিতিতে বা থাইওলেটের মতো শক্তিশালী নিউক্লিওফাইলের উপস্থিতিতে ডিলকাইলেশন হয়। এন-সি-সি-এইচ একক ধারণকারী কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম ক্যাটায়নগুলিও হফম্যান নির্মূল এবং এমডে অবক্ষয়ের মধ্য দিয়ে যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ টেট্রামিথিল্যামোনিয়াম আয়নঃ, এছাড়াও চিহ্নিত (মি = মিথাইল গ্রুপ) টেট্রামিথিল্যামোনিয়াম আয়নঃ, এছাড়াও চিহ্নিত (ইট = ইথাইল গ্রুপ) টেট্রাপ্রোপাইল্যামোনিয়াম আয়নঃ, এছাড়াও চিহ্নিত (পিআর = প্রোপাইল গ্রুপ) টেট্রাবুটাইল্যামোনিয়াম আয়নঃ, এছাড়াও চিহ্নিত (বু = বুটাইল গ্রুপ) অ্যাপ্লিকেশন কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম লবণগুলি জীবাণুনাশক, সার্ফ্যাক্ট্যান্ট, ফ্যাব্রিক সফ্টেনার এবং অ্যান্টিস্ট্যাটিক এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয় (যেমন। শ্যাম্পুতে)। তরল ফ্যাব্রিক সফ্টনারগুলিতে, ক্লোরাইড লবণগুলি প্রায়শই ব্যবহৃত হয়। ড্রায়ার অ্যান্টিকলিং স্ট্রিপগুলিতে প্রায়শই সালফেট লবণ ব্যবহার করা হয়। পুরনো অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার এবং শুক্রাণুনাশক জেলিতেও কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম লবণ থাকে। কোয়াটগুলি গর্ভনিরোধক ফর্মুলেশন, পশুচিকিৎসা পণ্য, ডায়াগনস্টিক টেস্টিং, ভ্যাকসিন উৎপাদন এবং অনুনাসিক ফর্মুলেশনেও ব্যবহৃত হয়। কিছু বিজ্ঞানী মানুষের উপর কোয়াট জীবাণুনাশকের নিরাপত্তা প্রোফাইলের বোঝার স্তর সম্পর্কে উদ্বেগ প্রকাশ করেছেন। 2020 সালের আগস্ট পর্যন্ত, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের পরিবেশ সুরক্ষা সংস্থা কোভিড-19-এর বিরুদ্ধে কার্যকর হিসাবে প্রস্তাবিত জীবাণুনাশকগুলির অর্ধেকের মধ্যে একটি কোয়াট এবং প্রায়শই একমাত্র উপাদান হিসাবে একটি কোয়াট থাকে। সালমোনেলা এবং ই. কোলাই ও157: কোয়াট-এর সংস্পর্শে আসা এইচ7 অ্যান্টিবায়োটিকের প্রতি ক্রস প্রতিরোধ গড়ে তুলেছে। উদ্বেগের বিষয় হল প্রকৃতি এবং ইঞ্জিনিয়ারড পরিবেশে বৃহত্তর মাইক্রোবিয়াল সম্প্রদায়ে অ্যান্টিবায়োটিক প্রতিরোধের উপর কোভিড-19 মহামারী সম্পর্কিত কোয়াটগুলির বর্ধিত ব্যবহারের সম্ভাব্য প্রভাব। কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম যৌগগুলির অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল ক্রিয়াকলাপ রয়েছে। কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম যৌগগুলি, বিশেষত দীর্ঘ অ্যালকাইল চেইনযুক্ত যৌগগুলি অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল এবং জীবাণুনাশক হিসাবে ব্যবহৃত হয়। উদাহরণস্বরূপ বেনজালকোনিয়াম ক্লোরাইড, বেনজেথোনিয়াম ক্লোরাইড, মিথাইলবেঞ্জেথোনিয়াম ক্লোরাইড, সেতালকোনিয়াম ক্লোরাইড, সেটেলপাইরিডিনিয়াম ক্লোরাইড, সেট্রিমোনিয়াম, সেট্রিমাইড, ডোফানিয়াম ক্লোরাইড, টেট্রাইথিলামোনিয়াম ব্রোমাইড, ডাইডেসিলডিমিথাইলামোনিয়াম ক্লোরাইড এবং ডোমিফেন ব্রোমাইড। এছাড়াও ছত্রাক, অ্যামিবাস এবং আবৃত ভাইরাসগুলির (যেমন সার্স-কোভ-2) বিরুদ্ধে ভাল, বেশিরভাগ কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম যৌগগুলি কোষের ঝিল্লি বা ভাইরাল খামকে ব্যাহত করে কাজ করে বলে মনে করা হয়। (কিছু কিউএসি, যেমন ডেকুয়ালিনিয়াম এবং অনুরূপ বিস-কিউএসি, একটি ভিন্ন পদ্ধতির প্রমাণ দেখায়।) কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম যৌগগুলি এন্ডোস্পোর এবং নন-এনভেলপড ভাইরাস ব্যতীত বিভিন্ন ধরনের জীবের জন্য মারাত্মক, উভয়েরই আক্রমণ করার জন্য কোনও অ্যাক্সেসযোগ্য ঝিল্লি আবরণ নেই। এগুলিকে অঙ্কুরিত হতে বাধ্য করে এমন রাসায়নিক পদার্থ যোগ করে এন্ডোস্পোর সমস্যার সমাধান করা সম্ভব। এগুলি জৈব চলচ্চিত্রে গ্রাম-নেতিবাচক ব্যাকটেরিয়া, মাইকোব্যাকটেরিয়া এবং ব্যাকটেরিয়ার বিরুদ্ধে কার্যকারিতা হ্রাস করেছে কারণ তাদের অতিরিক্ত স্তর রয়েছে যা প্রবেশ বা ব্যাহত করা প্রয়োজন। কিছু ব্যাকটেরিয়া যেমন এম. আর. এস. এ প্রতিরোধকারী জিন, কিউ. এ. সি. এ/বি এবং কিউ. এ. সি. সি/ডি অর্জন করেছে, যা কোষ থেকে ক্যাটায়নকে পাম্প করে। পর্যায় স্থানান্তর অনুঘটক জৈব রসায়নে, কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম লবণ পর্যায় স্থানান্তর অনুঘটক (পিটিসি) হিসাবে নিযুক্ত করা হয়। এই ধরনের অনুঘটকগুলি অমিশ্রণীয় দ্রাবকগুলিতে দ্রবীভূত বিকারকগুলির মধ্যে বিক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করে। ক্লোরোফর্ম এবং জলীয় সোডিয়াম হাইড্রক্সাইডের বিক্রিয়ার মাধ্যমে পিটিসির মাধ্যমে অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল বিকারক ডাইক্লোরোকার্বিন উৎপন্ন হয়। ফ্যাব্রিক সফ্টেনার এবং হেয়ার কন্ডিশনার 1950-এর দশকে, ডিস্টিয়ারিলডিমিথাইলঅ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড (ডিএইচটিডিএমএসি), ফ্যাব্রিক সফ্টেনার হিসাবে চালু করা হয়েছিল। এই যৌগটি বন্ধ করে দেওয়া হয়েছিল কারণ ক্যাটায়ন খুব ধীরে ধীরে জৈব অবনমিত হয়। সমসাময়িক ফ্যাব্রিক সফ্টেনারগুলি কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম ক্যাটায়নের লবণের উপর ভিত্তি করে যেখানে ফ্যাটি অ্যাসিড এস্টার সংযোগের মাধ্যমে কোয়াটারনারি কেন্দ্রের সাথে সংযুক্ত থাকে; এগুলি সাধারণত বিটাইন-এস্টার বা এস্টার-কোয়াট হিসাবে উল্লেখ করা হয় এবং অবক্ষয়ের জন্য সংবেদনশীল, যেমন, হাইড্রোলাইসিস দ্বারা। বৈশিষ্ট্যগতভাবে, ক্যাটায়নগুলিতে ইথক্সিলেটেড অ্যামোনিয়াম লবণের সাথে যুক্ত ফ্যাটি অ্যাসিড থেকে প্রাপ্ত এক বা দুটি দীর্ঘ অ্যালকাইল চেইন থাকে। অন্যান্য ক্যাশনিক যৌগগুলি ইমিডাজোলিয়াম, গুয়ানিডিনিয়াম, প্রতিস্থাপিত অ্যামাইন লবণ বা কোয়াটারনারি অ্যালকোক্সি অ্যামোনিয়াম লবণ থেকে উদ্ভূত হতে পারে। অ্যান্টিস্ট্যাটিক গুণাবলী যা কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম লবণকে ফ্যাব্রিক সফ্টেনার হিসাবে কার্যকর করে তোলে সেগুলি চুলের কন্ডিশনার এবং শ্যাম্পুতেও কার্যকর করে তোলে। 1984 সালের পেটেন্টের মাধ্যমে হেনকেল এই ধারণার পথপ্রদর্শক ছিলেন। উদাহরণের মধ্যে রয়েছে সেট্রিমোনিয়াম ক্লোরাইড এবং বেহেন্ট্রিমোনিয়াম ক্লোরাইড। উদ্ভিদের বৃদ্ধি রোধকারী সাইকোসেল (ক্লোরমিক্যাট ক্লোরাইড) জিববেরেলিনের উৎপাদনকে বাধা দিয়ে উদ্ভিদের উচ্চতা হ্রাস করে, যা কোষের দীর্ঘায়ুর জন্য দায়ী প্রাথমিক উদ্ভিদ হরমোন। অতএব, তাদের প্রভাব প্রাথমিকভাবে কান্ড, পেটিয়োল এবং ফুলের কান্ডের টিস্যুতে হয়। পাতার বিস্তার হ্রাসের ক্ষেত্রে কম প্রভাব দেখা যায়, যার ফলে গাঢ় সবুজ রঙের পুরু পাতা তৈরি হয়। প্রাকৃতিক ঘটনা প্রকৃতিতে বেশ কয়েকটি কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম ডেরিভেটিভ বিদ্যমান। উল্লেখযোগ্য উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে গ্লাইসিন বিটাইন, কোলিন, কার্নিটাইন। বিউটিরোবেটাইন, হোমারিন এবং ট্রাইগোনেলিন। গ্লাইসিন বিটাইন, একটি অসমোলাইট, কোষে অসমোটিক চাপ স্থিতিশীল করে। নিউরোট্রান্সমিটার অ্যাসিটাইলকোলিনের অগ্রদূত হল কোলিন। কোলিন লেসিথিনের একটি উপাদান, যা অনেক উদ্ভিদ এবং প্রাণী অঙ্গগুলিতে উপস্থিত থাকে। এটি ফসফোলিপিডে পাওয়া যায়। উদাহরণস্বরূপ, জৈবিক ঝিল্লির একটি প্রধান উপাদান ফসফ্যাটিডিলকোলিন প্রাণী এবং উদ্ভিদ টিস্যুতে চর্বিযুক্ত পদার্থের লেসিথিন গ্রুপের সদস্য। কার্নিটাইন ফ্যাটি অ্যাসিডের বিটা-জারণের ক্ষেত্রে অংশগ্রহণ করে। স্বাস্থ্যের প্রভাব কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম যৌগগুলি স্বাস্থ্যের বিভিন্ন প্রভাব প্রদর্শন করতে পারে, যার মধ্যে রয়েছে হালকা ত্বক এবং শ্বাসযন্ত্রের জ্বালা থেকে শুরু করে ত্বক এবং গ্যাস্ট্রোইনটেস্টাইনাল প্রাচীরের উপর গুরুতর কস্টিক পোড়া (ঘনত্বের উপর নির্ভর করে), গ্যাস্ট্রোইনটেস্টাইনাল লক্ষণ (যেমন, বমি বমি ভাব এবং বমি), কোমা, খিঁচুনি, হাইপোটেনশন এবং মৃত্যু। অস্ত্রোপচারের সময় সাধারণ অ্যানেস্থেশিয়ার সময় নিউরোমাসকুলার ব্লকিং ড্রাগ ব্যবহারের সাথে ঘটে যাওয়া অ্যানাফিল্যাক্টিক প্রতিক্রিয়াগুলির জন্য দায়ী রাসায়নিক গোষ্ঠী বলে মনে করা হয়। কোয়াটারনিয়াম-15 হল হাতের অ্যালার্জিক কন্টাক্ট ডার্মাটাইটিসের একমাত্র কারণ যা প্রায়শই পাওয়া যায় (959টি ক্ষেত্রে 16.5%)। পরীক্ষাগারের প্রাণীদের মধ্যে সম্ভাব্য প্রজনন প্রভাব কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম-ভিত্তিক জীবাণুনাশক (ভিরেক্স এবং কোয়াট্রিসাইড) অস্থায়ীভাবে জন্মগত ত্রুটি এবং খাঁচা ল্যাব ইঁদুরের উর্বরতা সমস্যার সবচেয়ে সম্ভাব্য কারণ হিসাবে চিহ্নিত করা হয়েছিল। জীবাণুনাশকের কোয়াট উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে অ্যালকাইল ডাইমিথাইল বেনজাইল অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড (এডিবিএসি) এবং ডাইডেসিল ডাইমিথাইল অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড (ডিডিএসি)। নার্সদের মধ্যে একটি অনুরূপ লিঙ্ক অস্থায়ীভাবে চিহ্নিত করা হয়েছিল। গবেষণাটি ইউ. এস. এনভায়রনমেন্টাল প্রোটেকশন এজেন্সি (ইউ. এস. ই. পি. এ) এবং ই. ইউ কমিশন দ্বারা পর্যালোচিত পূর্ববর্তী বিষাক্ত তথ্যের বিরোধিতা করে। কোয়াটার্নারি অ্যামোনিয়াম যৌগের পরিমাণ নির্ধারণ চ্যালেঞ্জিং হতে পারে। কিছু পদ্ধতির মধ্যে রয়েছে টেট্রাফিনাইলবোরেট সহ কঠিন লবণের বৃষ্টিপাত। আরেকটি পদ্ধতি, একটি ইপটন টাইট্রেশন, একটি অ্যানায়োনিক রঞ্জকের উপস্থিতিতে জল-ক্লোরোফর্মের মধ্যে বিভাজন জড়িত। পৃথক ক্যাটায়নগুলি ই. এস. আই-এম. এস এবং এন. এম. আর স্পেকট্রোস্কোপি দ্বারা সনাক্ত করা যায়। আরও দেখুন অ্যামোনিয়াম বেনজিলট্রাইমিথাইল্যামোনিয়াম ফ্লোরাইড আইমিনিয়াম রেফারেন্স আরও পড়া বাহ্যিক লিঙ্ক জীবাণুনাশক খাদ্য নিরাপত্তা