Properties Questions in Hindi

(C) Tollen's अभिकर्मक का उपयोग एल्डिहाइड और कीटोन के बीच अंतर करने के लिए किया जाता है।
एल्डिहाइड और अल्फा-हाइड्रॉक्सी कीटोन Tollen's परीक्षण (सिल्वर मिरर) देते हैं।
फॉर्मिक एसिड $(HCOOH)$ भी Tollen's परीक्षण देता है क्योंकि इसमें एक एल्डिहाइड समूह होता है।
$CH_3CHO$ और $PhCH_2CHO$ के युग्म में,दोनों एल्डिहाइड हैं और दोनों ही Tollen's परीक्षण देंगे,इसलिए उन्हें इस अभिकर्मक द्वारा विभेदित नहीं किया जा सकता है।

(A) चरण $1$: $PCC$ के साथ इथेनॉल $(CH_3-CH_2-OH)$ का ऑक्सीकरण एसिटाल्डिहाइड $(CH_3-CHO)$ देता है,जो यौगिक $A$ है।
चरण $2$: एसिटाल्डिहाइड $(CH_3-CHO)$ में $HCN$ का न्यूक्लियोफिलिक योग एसिटाल्डिहाइड साइनोहाइड्रिन $(CH_3-CH(OH)CN)$ देता है,जो यौगिक $B$ है।
चरण $3$: साइनोहाइड्रिन $(CH_3-CH(OH)CN)$ का अम्लीय जलअपघटन और गर्म करने पर $-CN$ समूह कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$ में परिवर्तित हो जाता है,जिससे $2$-हाइड्रॉक्सीप्रोपेनोइक एसिड $(CH_3-CH(OH)COOH)$ प्राप्त होता है,जो यौगिक $C$ है।

(B) यह अभिक्रिया एक अंतःआणविक एल्डोल संघनन है।
$1$. क्षार $(NaOH)$ कीटोन के मिथाइल समूह से $\alpha$-हाइड्रोजन को हटाकर एक एनोलेट आयन बनाता है।
$2$. यह एनोलेट आयन एल्डिहाइड के कार्बोनिल कार्बन $(C1)$ पर नाभिकरागी आक्रमण करता है,जिससे $5-$सदस्यीय वलय का निर्माण होता है।
$3$. परिणामी $\beta$-हाइड्रॉक्सी कीटोन मध्यवर्ती गर्म करने पर $(\Delta)$ निर्जलीकरण के माध्यम से साइक्लोपेंट$-2-$ईन$-1-$ओन बनाता है।

(D) दी गई अभिक्रिया कीटोन का एल्केन में अपचयन है।
$1$. $Zn-Hg/HCl$ क्लीमेन्सन अपचयन है,जो कीटोन को एल्केन में अपचयित करता है।
$2$. $HI/Red \ P, \ \Delta$ एक प्रबल अपचायक है जो कीटोन को एल्केन में अपचयित करता है।
$3$. $(i) \ NH_2-NH_2, \ (ii) \ OH^-/\Delta$ वोल्फ-किश्नर अपचयन है,जो कीटोन को एल्केन में अपचयित करता है।
$4$. $NaBH_4$ एक मृदु अपचायक है जो एल्डिहाइड और कीटोन को अल्कोहल में अपचयित करता है,एल्केन में नहीं।
अतः,$NaBH_4$ का उपयोग इस अंतःपरिवर्तन के लिए नहीं किया जा सकता है।

(B) न्यूक्लियोफिलिक योग अभिक्रियाएं सामान्यतः कीटोन की तुलना में एल्डिहाइड में अधिक अनुकूल होती हैं,जिसका कारण त्रिविम (steric) और इलेक्ट्रॉनिक कारक हैं।
त्रिविम रूप से,कीटोन में दो अपेक्षाकृत बड़े प्रतिस्थापियों की उपस्थिति न्यूक्लियोफाइल को कार्बोनिल कार्बन तक पहुँचने में बाधा डालती है।
इलेक्ट्रॉनिक रूप से,दो एल्काइल समूह अपने $+I$ प्रभाव के कारण एल्डिहाइड की तुलना में कार्बोनिल कार्बन की इलेक्ट्रोफिलिसिटी को अधिक प्रभावी ढंग से कम करते हैं।
दिए गए विकल्पों में,$CH_3-CHO$ (एथेनल) में प्रोपेनल और कीटोन्स की तुलना में सबसे छोटा एल्काइल समूह है,जो इसे न्यूक्लियोफिलिक योग के प्रति सबसे अधिक सक्रिय बनाता है।

(B) यह अभिक्रिया एक आंतरिक कैनिज़ारो अभिक्रिया का उदाहरण है।
$OH^-$ आयन अधिक इलेक्ट्रोफिलिक एल्डिहाइड कार्बोनिल कार्बन पर आक्रमण करता है।
इसके बाद,एक हाइड्राइड आयन $(H^-)$ एल्डिहाइड कार्बन से कीटोन कार्बोनिल कार्बन पर स्थानांतरित हो जाता है।
इसके बाद प्रोटॉन स्थानांतरण द्वारा हाइड्रॉक्सी एसिड का लवण (सोडियम मैंडलेट) प्राप्त होता है।

(B) $MnO_2$ (मैंगनीज डाइऑक्साइड) एक चयनात्मक ऑक्सीकरण एजेंट है जो विशेष रूप से एलाइलिक और बेंजिलिक अल्कोहल को उनके संबंधित एल्डिहाइड या कीटोन में ऑक्सीकृत करता है।
दिए गए सब्सट्रेट में,$-CH(CH_2CH_3)CHO$ समूह में एक एल्डिहाइड है और $-COOH$ समूह एक कार्बोक्सिलिक एसिड है। $-OH$ समूह फेनोलिक है। $MnO_2$ सामान्य परिस्थितियों में फेनोलिक $-OH$ समूहों या कार्बोक्सिलिक एसिड को ऑक्सीकृत नहीं करता है।
हालाँकि,यदि सब्सट्रेट में एलाइलिक या बेंजिलिक अल्कोहल होता,तो $MnO_2$ इसे एल्डिहाइड में ऑक्सीकृत कर देता। विकल्पों को देखते हुए,इस अभिक्रिया में बेंजिलिक अल्कोहल का एल्डिहाइड में चयनात्मक ऑक्सीकरण शामिल है। विकल्प $B$ बेंजिलिक अल्कोहल के एल्डिहाइड में ऑक्सीकरण को दर्शाता है जबकि फेनोलिक $-OH$ और अन्य एल्डिहाइड समूह अपरिवर्तित रहते हैं।

(C) न्यूक्लियोफिलिक एडिशन अभिक्रिया $(N.A.R.)$ की दर कार्बोनिल कार्बन की इलेक्ट्रॉन न्यूनता के सीधे समानुपाती होती है।
इलेक्ट्रॉन-विथड्रॉइंग समूह ($-I$ या $-M$ प्रभाव) कार्बोनिल कार्बन की इलेक्ट्रोफिलिसिटी को बढ़ाते हैं,जिससे $N.A.R.$ की दर बढ़ जाती है।
इलेक्ट्रॉन-डोनेटिंग समूह ($+I$ या $+M$ प्रभाव) कार्बोनिल कार्बन की इलेक्ट्रोफिलिसिटी को कम करते हैं,जिससे $N.A.R.$ की दर घट जाती है।
प्रतिस्थापियों की तुलना करने पर:
(iii) $-NO_2$ समूह में प्रबल $-M$ और $-I$ प्रभाव होता है (प्रबल इलेक्ट्रॉन-विथड्रॉइंग)।
(ii) $-Cl$ समूह में $-I$ प्रभाव होता है लेकिन $+M$ प्रभाव भी होता है (कुल मिलाकर इलेक्ट्रॉन-विथड्रॉइंग क्योंकि $-I > +M$)।
$(i)$ कोई प्रतिस्थापी नहीं है।
(iv) $-OH$ समूह में प्रबल $+M$ प्रभाव होता है (प्रबल इलेक्ट्रॉन-डोनेटिंग)।
अतः,अभिक्रियाशीलता का सही क्रम है: $(iii) > (ii) > (i) > (iv)$.

(B) एसिटोफेनोन $(Ph-CO-CH_3)$ में $\alpha$-हाइड्रोजन होते हैं। $aq. \ K_2CO_3$ जैसे क्षार की उपस्थिति में और गर्म करने पर $(\Delta)$,यह एल्डोल संघनन और उसके बाद निर्जलीकरण के माध्यम से एक $\alpha,\beta$-असंतृप्त कीटोन बनाता है।
$2 Ph-CO-CH_3$ $\xrightarrow{aq. \ K_2CO_3} Ph-CO-CH_2-C(OH)(CH_3)Ph$ $\xrightarrow{\Delta} Ph-CO-CH=C(CH_3)Ph + H_2O$.

(B) कैनिज़ारो अभिक्रिया में $OH^-$ का कार्बोनिल कार्बन पर न्यूक्लियोफिलिक आक्रमण होता है जिससे एक डाई-एनायन मध्यवर्ती बनता है।
यह मध्यवर्ती फिर एल्डिहाइड के दूसरे अणु में हाइड्राइड का स्थानांतरण करता है।
हाइड्राइड स्थानांतरण चरण अभिक्रिया का दर-निर्धारक चरण $(R.D.S.)$ है क्योंकि इसमें $C-H$ बंध टूटता है और यह क्रियाविधि का सबसे धीमा चरण है।

(A) $NaBH_4$ एक चयनात्मक अपचायक (selective reducing agent) है जो एल्डिहाइड और कीटोन को अल्कोहल में अपचयित करता है लेकिन एस्टर को अपचयित नहीं करता है। दिए गए अणु में,एक कीटोन समूह और एक एस्टर समूह है। $NaBH_4$ चयनात्मक रूप से कीटोन समूह को द्वितीयक अल्कोहल में अपचयित करेगा जबकि एस्टर समूह अपरिवर्तित रहेगा। इसलिए,उत्पाद $4-$हाइड्रॉक्सीसाइक्लोहेक्सेनकार्बोक्सिलिक एसिड मिथाइल एस्टर है।

(D) बेंज़ेल्डिहाइड $(Ph-CHO)$ और एसीटैल्डिहाइड $(CH_3-CHO)$ के बीच $Ca(OH)_2$ जैसे क्षार की उपस्थिति में और उसके बाद गर्म $(\Delta)$ करने पर होने वाली अभिक्रिया क्लेज़ेन-श्मिट संघनन (Claisen-Schmidt condensation) है,जो क्रॉस-एल्डोल संघनन का एक प्रकार है।
$1$. एसीटैल्डिहाइड का $\alpha$-हाइड्रोजन क्षार द्वारा हटा दिया जाता है जिससे एक एनोलेट न्यूक्लियोफाइल $(CH_2^-CHO)$ बनता है।
$2$. यह एनोलेट बेंज़ेल्डिहाइड के कार्बोनिल कार्बन पर आक्रमण करके एक $\beta$-हाइड्रॉक्सी एल्डिहाइड मध्यवर्ती बनाता है।
$3$. इसके बाद गर्म $(\Delta)$ करने पर निर्जलीकरण (dehydration) होता है और सिनामल्डिहाइड $(Ph-CH=CH-CHO)$ मुख्य उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है।

(C) $+I$ प्रभाव और त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण एल्काइल समूहों की संख्या और आकार में वृद्धि के साथ न्यूक्लियोफिलिक योग की प्रतिक्रियाशीलता कम हो जाती है।
कीटोन आमतौर पर एल्डिहाइड की तुलना में कम प्रतिक्रियाशील होते हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$CH_3COC_2H_5$ (एथिल मिथाइल कीटोन) एक कीटोन है जिसमें दो एल्काइल समूह होते हैं,जो इसे न्यूक्लियोफिलिक योग के प्रति सबसे कम प्रतिक्रियाशील बनाता है।

(B) प्रत्येक अभिक्रिया का विश्लेषण करते हैं:
$(a)$ मैलोनिक एसिड गर्म करने पर डीकार्बोक्सिलेशन से एसिटिक एसिड और $CO_2$ देता है। यह सही है।
$(b)$ एनीलिन नाइट्रोजन पर मौजूद लोन पेयर के कारण $AlCl_3$ (लुईस एसिड) के साथ एक कॉम्प्लेक्स बनाता है,जो रिंग को निष्क्रिय कर देता है और फ्रीडल-क्राफ्ट्स एल्काइलेशन को रोकता है। दिखाई गई उत्पाद गलत है।
$(c)$ फिनोल की $CHCl_3$ और $NaOH$ के साथ राइमर-टीमैन अभिक्रिया से सैलिसिलल्डिहाइड प्राप्त होता है,न कि सैलिसिलिक एसिड। यह गलत है।
$(d)$ एसिटाल्डिहाइड सोडियम बाइसल्फाइट के साथ अभिक्रिया करके बाइसल्फाइट एडिशन उत्पाद बनाता है। यह सही है।
$(e)$ बेंजीन की $CO$ और $HCl$ के साथ निर्जल $AlCl_3/CuCl$ की उपस्थिति में गटरमैन-कोच अभिक्रिया से बेंजल्डिहाइड प्राप्त होता है। यह सही है।
अतः,अभिक्रियाएँ $(b)$ और $(c)$ गलत हैं।

(B) कार्बोनिल यौगिकों में सोडियम बाइसल्फाइट $(NaHSO_3)$ का योग एक नाभिकरागी (nucleophilic) योग अभिक्रिया है।
इस अभिक्रिया में त्रिविम बाधा (steric hindrance) एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
एसिटोफेनोन $(C_6H_5COCH_3)$ में कार्बोनिल कार्बन से एक बड़ा फेनिल समूह और एक मिथाइल समूह जुड़ा होता है,जो महत्वपूर्ण त्रिविम बाधा उत्पन्न करता है।
इस त्रिविम बाधा के कारण,नाभिकरागी $(HSO_3^-)$ कार्बोनिल कार्बन पर आसानी से आक्रमण नहीं कर पाता है,और इसलिए,एसिटोफेनोन $NaHSO_3$ के साथ योगात्मक उत्पाद नहीं बनाता है।

(D) $1$. निर्जलीय $AlCl_3$ की उपस्थिति में बेंजीन की $CH_3COCl$ के साथ अभिक्रिया एक फ्रीडल-क्राफ्ट्स एसाइलेशन अभिक्रिया है,जो उत्पाद के रूप में एसीटोफिनोन $(A)$ $(C_6H_5COCH_3)$ देती है।
$2$. एसीटोफिनोन का एथिलबेंजीन $(C_6H_5CH_2CH_3)$ में रूपांतरण कार्बोनिल समूह $(>C=O)$ का मेथिलीन समूह $(>CH_2)$ में अपचयन दर्शाता है।
$3$. सूचीबद्ध सभी अभिकर्मक कार्बोनिल यौगिकों के एल्केन में अपचयन के लिए मानक विधियाँ हैं:
- $HI / \text{Red } P$ एक शक्तिशाली अपचायक है जो कार्बोनिल समूहों को मेथिलीन समूहों में अपचयित करता है।
- $Zn-Hg / HCl$ क्लेमेंसन अपचयन के लिए अभिकर्मक है,जो कीटोन को एल्केन में अपचयित करता है।
- $NH_2-NH_2 / \overset{\Theta}{O}H / \Delta$ वोल्फ-किश्नर अपचयन के लिए अभिकर्मक है,जो कीटोन को एल्केन में अपचयित करता है।
$4$. चूँकि तीनों अभिकर्मक यह परिवर्तन कर सकते हैं,इसलिए सही उत्तर 'उपरोक्त सभी' है।

(A) $C_3H_6O$ आण्विक सूत्र एक एल्डिहाइड या कीटोन हो सकता है।
चूँकि यौगिक $x$ टॉलेन अभिकर्मक को अपचयित करता है,इसलिए यह एक एल्डिहाइड होना चाहिए।
दिए गए विकल्पों में से,$CH_3CH_2CHO$ (प्रोपेनल) एक एल्डिहाइड है।
लाल $P/HI$ एक शक्तिशाली अपचायक है जो कार्बोनिल समूहों को एल्केन में अपचयित करता है,जिससे प्रोपेनल $(C_3H_6O)$ प्रोपेन $(C_3H_8)$ में परिवर्तित हो जाता है।

(C) प्रारंभिक पदार्थ $(P)$,$2$-ऑक्सोसाइक्लोहेक्सेन कार्बोक्सिलिक एसिड है।
$(P)$ को गर्म करने पर डीकार्बोक्सिलेशन होता है,जहाँ $-COOH$ समूह $CO_2$ के रूप में निकल जाता है,जिससे मध्यवर्ती $X$ के रूप में साइक्लोहेक्सेनोन बनता है।
इसके बाद $Zn-Hg/HCl$ के साथ अभिक्रिया क्लेमेंसन अपचयन (Clemmensen reduction) है,जो साइक्लोहेक्सेनोन के कार्बोनिल समूह $(C=O)$ को मिथाइलीन समूह $(CH_2)$ में अपचयित कर देती है।
अतः,अंतिम उत्पाद $Y$ साइक्लोहेक्सेन है।

(B) दी गई अभिक्रिया में,ग्लाइऑक्सिलिक एसिड $(CHO-COOH)$ के दो अणु $NaOH$ की उपस्थिति में अभिक्रिया करते हैं।
एक एल्डिहाइड समूह का ऑक्सीकरण होकर कार्बोक्सिलेट समूह $(COONa)$ बनता है,और दूसरे का अपचयन होकर अल्कोहल समूह $(CH_2OH)$ बनता है।
चूंकि यह असमानुपातन (रेडॉक्स) एक ही पदार्थ के दो अलग-अलग अणुओं के बीच होता है,इसलिए इसे अंतरा-आण्विक कैनिज़ारो अभिक्रिया के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

(B) प्रारंभिक पदार्थ $CH_3COCH_2CHO$ ($3$-ऑक्सोब्यूटेनैल) है।
चरण $(i)$: एथिलीन ग्लाइकॉल और शुष्क $HCl$ के साथ उपचार अधिक सक्रिय कार्बोनिल समूह (एल्डिहाइड) को चक्रीय एसिटल के रूप में सुरक्षित करता है। कीटोन समूह अप्रभावित रहता है।
चरण $(ii)$: $LiAlH_4$ कीटोन समूह को द्वितीयक अल्कोहल में अपचयित करता है। उत्पाद $A$,$CH_3CH(OH)CH_2CH(OCH_2CH_2O)$ है।
चरण $(iii)$: अम्लीय जल-अपघटन $(H_3O^{+}/\Delta)$ एसिटल को वापस एल्डिहाइड में बदल देता है और साथ ही $\beta$-हाइड्रॉक्सी कीटोन का निर्जलीकरण करके एक $\alpha,\beta$-असंतृप्त कार्बोनिल यौगिक बनाता है।
अंतिम उत्पाद $B$,$CH_3CH=CHCHO$ (ब्यूट-$2$-ईनल) है।

(D) आइसोप्रोपाइल एमाइन $(CH_3-CH(NH_2)-CH_3)$ नाइट्रस एसिड $(HNO_2)$ के साथ अभिक्रिया करके आइसोप्रोपाइल अल्कोहल $(A)$ बनाता है।
आइसोप्रोपाइल अल्कोहल का ऑक्सीकरण,जो एक द्वितीयक अल्कोहल है,एसीटोन $(B)$ देता है।
इसके बाद एसीटोन ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक मिथाइल मैग्नीशियम आयोडाइड $(CH_3MgI)$ के साथ अभिक्रिया करता है,और जल-अपघटन के बाद,टर्ट-ब्यूटाइल अल्कोहल $(C)$ उत्पन्न होता है।
अभिक्रिया क्रम:
$CH_3-CH(NH_2)-CH_3$ $\xrightarrow{HNO_2} CH_3-CH(OH)-CH_3 (A)$ $\xrightarrow{\text{oxidation}} CH_3-CO-CH_3 (B)$ $\xrightarrow{(i) CH_3MgI, (ii) H_2O} CH_3-C(CH_3)(OH)-CH_3 (C)$.

(A) कार्बोनिल यौगिक $(RR'C=O)$ की $HCN$ के साथ अभिक्रिया एक नाभिकरागी योग अभिक्रिया है जो साइनोहाइड्रिन $(A) = RR'C(OH)CN$ बनाती है।
इसके बाद नाइट्राइल समूह $(-CN)$ का प्राथमिक अमीन $(-CH_2NH_2)$ में अपचयन करने के लिए $LiAlH_4$ जैसे प्रबल अपचायक की आवश्यकता होती है।
अतः,$(A) = RR'C(OH)CN$ और $(B) = LiAlH_4$।

(B) सोडियम बाइसल्फाइट $(NaHSO_3)$ सभी एल्डिहाइड और अधिकांश मिथाइल कीटोन के साथ अभिक्रिया करके सफेद क्रिस्टलीय योगात्मक उत्पाद बनाता है। यह अभिक्रिया त्रिविम बाधा (steric hindrance) के प्रति संवेदनशील होती है।
$1. HCHO$ (फॉर्मेल्डिहाइड): अभिक्रिया करता है।
$2. CH_3CHO$ (एसिटाल्डिहाइड): अभिक्रिया करता है।
$3. CH_3COCH_3$ (एसिटोन): अभिक्रिया करता है।
$4. C_6H_5COCH_3$ (एसिटोफेनोन): फेनिल समूह के कारण त्रिविम बाधा के कारण अभिक्रिया नहीं करता है।
$5. C_6H_5COC_6H_5$ (बेंजोफेनोन): दो फेनिल समूहों के कारण अधिक त्रिविम बाधा के कारण अभिक्रिया नहीं करता है।
अतः,कुल $3$ यौगिक $(HCHO, CH_3CHO, CH_3COCH_3)$ $NaHSO_3$ के साथ सफेद क्रिस्टलीय उत्पाद बनाते हैं।

(B) यह अभिक्रिया एक कीटोन $(CH_3-CH_2-CO-CH_3)$ के एल्काइन $(CH_3-C \equiv C-CH_3)$ में रूपांतरण को दर्शाती है।
चरण $1$: $PCl_5$ $(x \ mol)$ के साथ अभिक्रिया: कीटोन $PCl_5$ के साथ अभिक्रिया करके जेम-डाइक्लोराइड बनाता है। चूँकि $1 \ mol$ कीटोन $1 \ mol$ $PCl_5$ के साथ अभिक्रिया करता है,इसलिए $x = 1$ है।
$CH_3-CH_2-CO-CH_3 + PCl_5 \rightarrow CH_3-CH_2-CCl_2-CH_3 + POCl_3$
चरण $2$: $NaNH_2$ $(y \ mol)$ के साथ अभिक्रिया: जेम-डाइक्लोराइड एल्काइन बनाने के लिए विहाइड्रोहैलोजनीकरण अभिक्रिया से गुजरता है। इसके लिए $2 \ mol$ $HCl$ को हटाने हेतु $2 \ mol$ $NaNH_2$ की आवश्यकता होती है। अतः,$y = 2$ है।
$CH_3-CH_2-CCl_2-CH_3 + 2NaNH_2 \rightarrow CH_3-C \equiv C-CH_3 + 2NaCl + 2NH_3$
अतः,$x + y = 1 + 2 = 3$।

(D) एल्डोल संघनन उन एल्डिहाइड और कीटोन द्वारा प्रदर्शित किया जाता है जिनमें कम से कम एक $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु होता है।
$1$. $CH_3CHO$ (एसिटाल्डिहाइड) में तीन $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु होते हैं।
$2$. $CH_3COCH_3$ (एसिटोन) में छह $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु होते हैं।
$3$. $CH_3CH_2CHO$ (प्रोपेनल) में दो $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु होते हैं।
चूंकि दिए गए सभी यौगिकों में कम से कम एक $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु मौजूद है,इसलिए वे सभी एल्डोल संघनन अभिक्रिया दे सकते हैं।

(D) एक कार्बोनिल यौगिक (साइक्लोपेंटेनोन) की हाइड्रैज़ीन $(H_2N-NH_2)$ के साथ अम्ल उत्प्रेरक $(H^+)$ की उपस्थिति में अभिक्रिया,न्यूक्लियोफिलिक योग और उसके बाद जल के विलोपन का एक उत्कृष्ट उदाहरण है।
$1$. हाइड्रैज़ीन का न्यूक्लियोफिलिक नाइट्रोजन परमाणु कीटोन के इलेक्ट्रोफिलिक कार्बोनिल कार्बन पर आक्रमण करता है (न्यूक्लियोफिलिक योग)।
$2$. इसके बाद हाइड्रैज़ोन बनाने के लिए जल का एक अणु $(H_2O)$ बाहर निकल जाता है (विलोपन)।
अतः,यह संपूर्ण प्रक्रिया न्यूक्लियोफिलिक योग-विलोपन क्रियाविधि है।

(C) दिखाई गई अभिक्रिया जिंक अमलगम $(Zn-Hg)$ और सांद्र हाइड्रोक्लोरिक अम्ल $(HCl)$ का उपयोग करके कीटोन (ब्यूटेनोन) का एल्केन (ब्यूटेन) में अपचयन है।
इस विशिष्ट रासायनिक अभिक्रिया को क्लेमेन्सन अपचयन (Clemmensen reduction) के रूप में जाना जाता है।
इस प्रक्रिया में,एल्डिहाइड या कीटोन का कार्बोनिल समूह $(>C=O)$ मेथिलीन समूह $(-CH_2-)$ में अपचयित हो जाता है।

(C) प्रत्येक अभिक्रिया का विश्लेषण करते हैं:
$1$. निर्जल $AlCl_3$ और $CuCl$ की उपस्थिति में बेंजीन की $CO$ और $HCl$ के साथ अभिक्रिया से बेंजालडिहाइड बनने की प्रक्रिया को गटरमैन-कोच अभिक्रिया कहा जाता है।
$2$. क्रोमिल क्लोराइड $(CrO_2Cl_2)$ का उपयोग करके टोल्यूनि का बेंजालडिहाइड में ऑक्सीकरण इटार्ड अभिक्रिया है।
$3$. एमाइड की ब्रोमीन और एक मजबूत क्षार $(KOH)$ के साथ अभिक्रिया से एक कार्बन परमाणु कम वाला प्राथमिक एमाइन बनने की प्रक्रिया को हॉफमैन ब्रोमामाइड डिग्रेडेशन अभिक्रिया कहा जाता है।
अतः,विकल्प $C$ अपने नाम के साथ सही ढंग से मेल खाता है।

(D) अभिक्रिया श्रृंखला इस प्रकार है:
$1$. पहला चरण एटार्ड अभिक्रिया है,जहाँ टोल्यूनि का क्रोमिल क्लोराइड $(CrO_2Cl_2)$ का उपयोग करके ऑक्सीकरण किया जाता है और उसके बाद जल-अपघटन द्वारा बेंजालडिहाइड $(X = C_6H_5CHO)$ बनता है।
$2$. दूसरे चरण में बेंजालडिहाइड की सांद्र $KOH$ के साथ अभिक्रिया (कैनिज़ारो अभिक्रिया) होती है। चूँकि बेंजालडिहाइड में $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु नहीं होते हैं,इसलिए यह एक मजबूत क्षार की उपस्थिति में असमानुपातन (disproportionation) से गुजरता है और बेंजाइल अल्कोहल $(C_6H_5CH_2OH)$ तथा पोटेशियम बेंजोएट $(C_6H_5COOK)$ बनाता है।
$3$. अतः,अंतिम उत्पाद बेंजाइल अल्कोहल और पोटेशियम बेंजोएट दोनों का मिश्रण है।

(B) आयोडोफॉर्म परीक्षण उन यौगिकों द्वारा दिया जाता है जिनमें $CH_3CO-$ समूह या $CH_3CH(OH)-$ समूह होता है।
$CH_3CH_2OH$ में $CH_3CH(OH)-$ समूह होता है,इसलिए यह धनात्मक आयोडोफॉर्म परीक्षण देता है।
$CH_3OH$ (मेथनॉल) में $CH_3CO-$ या $CH_3CH(OH)-$ समूह नहीं होता है,इसलिए यह आयोडोफॉर्म अभिक्रिया नहीं देता है।
$CH_3CHO$ (एसीटैल्डिहाइड) में $CH_3CO-$ समूह होता है,इसलिए यह धनात्मक आयोडोफॉर्म परीक्षण देता है।
$PhCOCH_3$ (एसीटोफीनोन) में फेनिल रिंग से जुड़ा $CH_3CO-$ समूह होता है,इसलिए यह धनात्मक आयोडोफॉर्म परीक्षण देता है।
अतः,$CH_3OH$ सही उत्तर है।

(D) कार्बोनिल यौगिकों की न्यूक्लियोफिलिक एडिशन के प्रति प्रतिक्रियाशीलता त्रिविम (steric) और इलेक्ट्रॉनिक कारकों पर निर्भर करती है। कीटोन आमतौर पर एल्डिहाइड की तुलना में कम प्रतिक्रियाशील होते हैं क्योंकि:
$1.$ कीटोन में दो एल्काइल समूहों का $+I$ प्रभाव कार्बोनिल कार्बन पर धनात्मक आवेश (इलेक्ट्रोफिलिसिटी) को एल्डिहाइड के एकल एल्काइल समूह की तुलना में अधिक कम कर देता है।
$2.$ कीटोन में दो बड़े एल्काइल समूहों की उपस्थिति न्यूक्लियोफाइल के आक्रमण के लिए अधिक त्रिविम बाधा (steric hindrance) पैदा करती है।
दिए गए विकल्पों में,$CH_3COC_2H_5$ (ब्यूटेनोन) सबसे बड़े एल्काइल समूहों वाला कीटोन है,जो इसे सबसे कम प्रतिक्रियाशील बनाता है।

(D) तनु $NaOH$ की उपस्थिति में एसीटोन $(CH_3COCH_3)$ के दो अणुओं के बीच की अभिक्रिया एक एल्डोल संघनन अभिक्रिया है।
इस अभिक्रिया में,एसीटोन का एक अणु न्यूक्लियोफाइल (इनोलेट आयन) के रूप में कार्य करता है और दूसरे एसीटोन अणु के कार्बोनिल कार्बन पर आक्रमण करता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2 CH_3COCH_3 \xrightarrow{dil. NaOH} (CH_3)_2C(OH)CH_2COCH_3$
प्राप्त उत्पाद $4-$हाइड्रॉक्सी$-4-$मेथिलपेंटेन$-2-$ओन है,जिसे डायसिटोन अल्कोहल के रूप में भी जाना जाता है।

(C) अणु का द्विध्रुव आघूर्ण उसके बंधों की ध्रुवीयता और अनुनाद संरचनाओं की उपस्थिति से संबंधित होता है जो आवेश पृथक्करण में योगदान करते हैं।
साइक्लोप्रोप-$2$-ईन-$1$-ओन में,ऑक्सीजन परमाणु द्वि-बंध से इलेक्ट्रॉनों को खींचता है,जिससे एक ऐसी अनुनाद संरचना बनती है जहाँ वलय एरोमैटिक हो जाता है (साइक्लोप्रोपोनिल धनायन,$2\pi$ इलेक्ट्रॉन,हकल का नियम $4n+2$ जहाँ $n=0$)।
यह अनुनाद संरचना अत्यधिक स्थिर है,जिसके परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण आवेश पृथक्करण $(C^{\delta+} = O^{\delta-})$ होता है,जो इस अणु को अन्य गैर-एरोमैटिक कीटोन्स की तुलना में बहुत अधिक द्विध्रुव आघूर्ण प्रदान करता है।

(A) $C_6H_5-CO-CH_2-CO-C_6H_5$ (डाइबेंज़ोइलमीथेन) सबसे अधिक इनोल मात्रा प्रदर्शित करता है।
इसका कारण यह है कि इसका इनोल रूप अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन और दो फेनिल वलयों के साथ व्यापक संयुग्मन (conjugation) द्वारा स्थिर होता है।
इनोल मात्रा का क्रम इस प्रकार है:
$C_6H_5-CO-CH_2-CO-C_6H_5 > CH_3-CO-CH_2-CO-CH_3 > CH_3-CO-CH_2-COOC_2H_5 > CH_3-CO-CH_2-CH_2-CH_3$.

(B) कीटोन्स में ड्यूटेरियम विनिमय एनोलेट आयन के निर्माण के माध्यम से होता है,जिसके लिए $\alpha$-हाइड्रोजन की उपस्थिति आवश्यक है।
$3-Methyl-2-cyclohexenone$ में,$H_1, H_3, H_5$ स्थितियों पर हाइड्रोजन कार्बोनिल समूह या द्वि-आबंध के सापेक्ष $\alpha$-हाइड्रोजन हैं,जो उन्हें क्षार द्वारा हटाए जाने के लिए पर्याप्त अम्लीय बनाते हैं।
$H_2$ उस मिथाइल समूह का हिस्सा है जो $sp^2$ संकरित कार्बन से जुड़ा है,और परिणामी एनोलेट के संयुग्मन के कारण ये हाइड्रोजन भी विनिमय योग्य हैं।
$H_4$ कार्बोनिल समूह के सापेक्ष एक $\beta$-हाइड्रोजन है और यह एक $sp^3$ संकरित कार्बन से जुड़ा है जो कार्बोनिल समूह के बगल में नहीं है,जो इसे गैर-अम्लीय बनाता है और स्थिर एनोलेट बनाने में असमर्थ बनाता है।
इसलिए,$H_4$ ड्यूटेरियम विनिमय नहीं कर सकता है।

(B) कीटोन के इनोल (enolize) होने के लिए,उसके पास कम से कम एक $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु होना चाहिए।
$(I)$ Bicyclo[$2.2$.$1$]heptan$-2-$one में $\alpha$-हाइड्रोजन होते हैं और यह इनोल बना सकता है।
$(II)$ $3,3$-dimethylbicyclo[$2.2$.$1$]heptan$-2-$one में $C-3$ स्थिति पर कोई $\alpha$-हाइड्रोजन नहीं है। हालाँकि,इसके पास ब्रिजहेड स्थिति $(C-1)$ पर एक $\alpha$-हाइड्रोजन है। ब्रेड्ट के नियम (Bredt's rule) के अनुसार,एक छोटी बाइसिकल प्रणाली के ब्रिजहेड पर द्वि-आबंध का निर्माण अत्यधिक अस्थिर होता है। इसलिए,यह इनोल नहीं होता है।
$(III)$ Cyclohexa-$2,4$-dienone में $\alpha$-हाइड्रोजन होते हैं और यह इनोल होकर फिनोल बना सकता है।
इसलिए,सही उत्तर $(II)$ है।

(C) यह अभिक्रिया एक $\alpha$-हाइड्रॉक्सी एल्डिहाइड का $\alpha$-हाइड्रॉक्सी कीटोन में क्षार-उत्प्रेरित समावयवीकरण है,जो एक एनेडियॉल मध्यवर्ती के माध्यम से होता है।
यह प्रक्रिया लोब्री डी ब्रुइन-वैन एकेंस्टीन रूपांतरण के समान है।
$Ph-CH(OH)-CHO \rightleftharpoons Ph-C(OH)=CH-OH \rightleftharpoons Ph-CO-CH_2OH$.

(D) दिए गए यौगिक में दो एस्टर समूह हैं। एक सीधे साइक्लोहेक्सेन रिंग से जुड़ा है (अधिक त्रिविम बाधा),और दूसरा $-CH_2-$ समूह के माध्यम से जुड़ा है (कम त्रिविम बाधा)।
जब $1 \ equivalent$ $PhMgBr$ मिलाया जाता है,तो यह एक न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य करता है।
त्रिविम बाधा के कारण,$Ph^-$ द्वारा न्यूक्लियोफिलिक हमला $-CH_2COOCH_3$ समूह के कम त्रिविम बाधा वाले कार्बोनिल कार्बन पर होता है।
इसके परिणामस्वरूप कीटोन का निर्माण होता है,जहाँ $-OCH_3$ समूह को $-Ph$ समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
अंतिम उत्पाद $P$ वह है जहाँ फेनिल समूह साइड चेन एस्टर के कार्बोनिल कार्बन से जुड़ा होता है।

(D) तीनों अभिक्रियाओं में,ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक एक न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य करता है और अम्लीय वर्कअप के बाद समान तृतीयक अल्कोहल उत्पाद बनाने के लिए कीटोन के कार्बोनिल कार्बन पर आक्रमण करता है।
$(i)$ साइक्लोप्रोपाइल कीटोन $MeMgX$ के साथ अभिक्रिया करके उत्पाद बनाता है।
$(ii)$ कीटोन साइक्लोप्रोपाइल ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक के साथ अभिक्रिया करके समान उत्पाद बनाता है।
$(iii)$ साइक्लोप्रोपाइल कीटोन लंबी श्रृंखला वाले ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक के साथ अभिक्रिया करके समान उत्पाद बनाता है।
अतः,तीनों अभिक्रियाएं समान उत्पाद $P$ देती हैं।

(B) यह अभिक्रिया अतिरिक्त फेनिलमैग्नीशियम ब्रोमाइड $(PhMgBr)$ द्वारा ट्राईमेथिलीन कार्बोनेट के वलय-खुलने (ring-opening) से संबंधित है।
$1$. $PhMgBr$ का पहला अणु चक्रीय कार्बोनेट के कार्बोनिल कार्बन पर आक्रमण करता है,जिससे वलय खुल जाता है और एक बेंजोएट एस्टर मध्यवर्ती बनता है: $Ph-CO-O-CH_2-CH_2-CH_2-OMgBr$।
$2$. इसके बाद अतिरिक्त $PhMgBr$ के साथ अभिक्रिया से अम्ल जल-अपघटन के पश्चात ट्राईफेनिलमेथेनॉल $(Ph_3C-OH)$ प्राप्त होता है।
$3$. अंतिम उत्पाद ट्राईफेनिलमेथेनॉल है,जिसे $Ph-C(OH)(Ph)_2$ के रूप में दर्शाया गया है।

(B) इस अभिक्रिया में ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(CH_3MgBr)$ का $3$-मिथाइलसाइक्लोहेक्सानोन के कार्बोनिल समूह पर न्यूक्लियोफिलिक योग होता है।
चूंकि प्रारंभिक पदार्थ,$3$-मिथाइलसाइक्लोहेक्सानोन,कायरल है,इसलिए $CH_3^-$ न्यूक्लियोफाइल का आक्रमण कार्बोनिल समूह के ऊपर या नीचे दोनों तरफ से हो सकता है।
यह नए बने कायरल केंद्र पर दो नए स्टीरियोआइसोमर्स के निर्माण की ओर ले जाता है।
चूंकि अणु में पहले से ही $C-3$ स्थिति पर एक निश्चित कायरल केंद्र मौजूद है,इसलिए प्राप्त दो उत्पादों में नए कायरल केंद्र पर अलग विन्यास होता है जबकि $C-3$ स्थिति पर विन्यास समान रहता है।
ऐसे स्टीरियोआइसोमर्स जो एक-दूसरे के दर्पण प्रतिबिंब नहीं होते हैं,उन्हें डायस्टेरियोमर्स कहा जाता है।

(D) यह अभिक्रिया लैक्टोन (कौमरिन व्युत्पन्न) पर $PhMgBr$ के न्यूक्लियोफिलिक आक्रमण को दर्शाती है।
$1$. $PhMgBr$ का पहला अणु कार्बोनिल कार्बन पर आक्रमण करता है,जिससे लैक्टोन की वलय खुल जाती है और एक फिनोक्साइड मध्यवर्ती बनता है।
$2$. $PhMgBr$ का दूसरा अणु नए बने कीटोन समूह पर आक्रमण करता है और जलीय कार्य के बाद एक तृतीयक अल्कोहल बनाता है।
$3$. $H_2SO_4$ के साथ गर्म करने पर,तृतीयक अल्कोहल अम्ल-उत्प्रेरित चक्रीकरण से गुजरता है। फिनोलिक ऑक्सीजन तृतीयक कार्बन पर बने कार्बोकेशन पर आक्रमण करता है,जिसके परिणामस्वरूप चक्रीय उत्पाद $(B)$ बनता है।
$18$ के रूप में लेबल किया गया ऑक्सीजन परमाणु पूरी प्रक्रिया के दौरान वलय में ही रहता है।

(B) जब $4$-मिथाइलसाइक्लोहेक्सानोन को फेनिल मैग्नीशियम ब्रोमाइड $(PhMgBr)$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो न्यूक्लियोफिलिक $Ph^-$ कार्बोनिल कार्बन पर आक्रमण करता है।
चूंकि अणु में $C-4$ स्थिति पर एक कायरल केंद्र होता है (मिथाइल समूह के कारण),कार्बोनिल समूह पर $PhMgBr$ का आक्रमण $C-1$ स्थिति पर एक नया स्टीरियोसेंटर बनाता है।
इसके परिणामस्वरूप दो डायस्टेरियोमर्स (ज्यामितीय समावयवी) बनते हैं,क्योंकि $Ph$ समूह $C-4$ पर स्थित मिथाइल समूह के समान पक्ष या विपरीत पक्ष से जुड़ सकता है।
इस प्रकार,$4$-मिथाइलसाइक्लोहेक्सानोन $3^o$ अल्कोहल के दो आइसोमर्स देता है।

(B) एसिटाल्डिहाइड $(CH_3CHO)$ की फेनिल मैग्नीशियम ब्रोमाइड $(PhMgBr)$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद अम्लीय वर्कअप $(H^+)$ कार्बोनिल समूह पर एक न्यूक्लियोफिलिक योगात्मक अभिक्रिया है।
$1$. न्यूक्लियोफिलिक फेनिल समूह $(Ph^-)$ एसिटाल्डिहाइड के कार्बोनिल कार्बन पर समान संभावना के साथ दोनों तरफ से आक्रमण करता है।
$2$. इसके परिणामस्वरूप हाइड्रॉक्सिल समूह वाले कार्बन परमाणु पर एक कायरल केंद्र का निर्माण होता है।
$3$. चूंकि आक्रमण दोनों तरफ से समान है,इसलिए दोनों एनैन्शियोमर्स ($R$ और $S$ विन्यास) का समान मिश्रण बनता है।
$4$. दो एनैन्शियोमर्स के सममोलर मिश्रण को रेसेमिक मिश्रण कहा जाता है।

(A) यह अभिक्रिया एक एस्टर की ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक के साथ अभिक्रिया है।
$CH_3CO_2Et$ द्वि-कार्यात्मक ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(CH_2)_5(MgBr)_2$ के साथ अभिक्रिया करता है।
सबसे पहले,ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक का एक सिरा एस्टर के कार्बोनिल कार्बन पर हमला करता है,जो एथॉक्साइड समूह को विस्थापित करके एक कीटोन मध्यवर्ती बनाता है: $CH_3-C(=O)-(CH_2)_5-MgBr$।
इसके बाद,दूसरा ग्रिग्नार्ड सिरा (अंतःआणविक रूप से) नवगठित कीटोन कार्बोनिल समूह पर हमला करता है।
यह एक चक्रीय एल्कोक्साइड मध्यवर्ती बनाता है,जो अम्लीय वर्कअप $(H^+)$ के बाद चक्रीय तृतीयक अल्कोहल,$1-methylcyclohexanol$ देता है।

(A) यह अभिक्रिया एक $\alpha,\beta$-असंतृप्त कार्बोनिल यौगिक में ऑर्गेनोमेटैलिक अभिकर्मक के संयुग्मी योग (जिसे $1,4$-योग भी कहा जाता है) को दर्शाती है।
कॉपर लवण (जैसे $CuCl$) की उपस्थिति में,ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(PhMgBr)$ एक ऑर्गेनोकॉपर स्पीशीज $(PhCu)$ बनाता है,जो एक 'सॉफ्ट' न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य करता है।
सॉफ्ट न्यूक्लियोफाइल कार्बोनिल कार्बन (जो एक 'हार्ड' इलेक्ट्रोफिलिक साइट है) के बजाय $\alpha,\beta$-असंतृप्त प्रणाली के $\beta$-कार्बन पर आक्रमण करना पसंद करते हैं।
इसलिए,फेनिल समूह $(Ph)$ साइक्लोहेक्सिनोन रिंग की $\beta$-स्थिति पर जुड़ता है,जिसके बाद परिणामी एनोलेट का प्रोटोनेशन $(H^+)$ होने से $2$-phenylcyclohexanone प्राप्त होता है।

(C) ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(C_2H_5MgI)$ की कीटोन $(A)$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद अम्लीय जल-अपघटन से तृतीयक अल्कोहल प्राप्त होता है।
tert-Pentyl alcohol $CH_3-C(OH)(CH_3)(C_2H_5)$ है।
इस संरचना को प्राप्त करने के लिए,प्रारंभिक कीटोन $A$ $CH_3-CO-CH_3$ (एसीटोन) होना चाहिए।
अभिक्रिया: $CH_3-CO-CH_3 + C_2H_5MgI$ $\rightarrow CH_3-C(OMgI)(CH_3)(C_2H_5)$ $\xrightarrow{H_3O^{+}} CH_3-C(OH)(CH_3)(C_2H_5)$।

(C) अभिक्रिया $1$ में,ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(PhMgBr)$ नाइट्राइल $(CH_3-CN)$ में जुड़कर एक इमीन लवण बनाता है,जिसका अम्लीय जल-अपघटन $(H_3O^{+})$ करने पर एसीटोफिनोन $(Ph-C(=O)-CH_3)$ प्राप्त होता है।
अभिक्रिया $2$ में,कार्बोक्सिलिक अम्ल $(Ph-COOH)$ ऑर्गेनोलिथियम $(CH_3Li)$ के दो तुल्यांकों के साथ अभिक्रिया करके एक जेम-डाईअल्कोक्साइड मध्यवर्ती बनाता है,जिसका अम्लीय जल-अपघटन करने पर एसीटोफिनोन $(Ph-C(=O)-CH_3)$ प्राप्त होता है।
अतः,$(A)$ एसीटोफिनोन है,जो विकल्प $(C)$ के अनुरूप है।

(A) कॉपर $(I)$ लवणों की उपस्थिति में ग्रिग्नार्ड अभिकर्मकों $(RMgX)$ के साथ $\alpha, \beta$-असंतृप्त कीटोन की अभिक्रिया कार्बोनिल समूह पर सीधे योग ($1$,$2$-योग) के बजाय संयुग्मी योग ($1$,$4$-योग) की ओर ले जाती है।
$1$. $CuCl$,$CH_3MgBr$ के साथ अभिक्रिया करके एक ऑर्गेनोकॉपर अभिकर्मक $(CH_3Cu)$ बनाता है,जो ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक की तुलना में एक 'मृदु' न्यूक्लियोफाइल है।
$2$. यह मृदु न्यूक्लियोफाइल चयनात्मक रूप से मृदु इलेक्ट्रोफिलिक केंद्र पर आक्रमण करता है,जो $\alpha, \beta$-असंतृप्त प्रणाली का $\beta$-कार्बन है।
$3$. प्रारंभिक उत्पाद एनोलेट है,जो जलीय वर्कअप $(H_2O/H^+)$ के बाद संतृप्त कीटोन,$3$-मिथाइलसाइक्लोहेक्सानोन देता है।
अतः,सही उत्पाद $(X)$ $3$-मिथाइलसाइक्लोहेक्सानोन है।

(D) डाईएथिल कार्बोनेट की अधिकता में ग्रिगनार्ड अभिकर्मक के साथ अभिक्रिया इस प्रकार होती है:
$(C_2H_5O)_2CO + 3CH_3MgBr \xrightarrow{H_3O^{+}} (CH_3)_3COH + 2C_2H_5OH$.
उत्पाद $A$ $tert$-ब्यूटाइल अल्कोहल $((CH_3)_3COH)$ है।
विकल्प $(b)$ में: $CH_3-COOC_2H_5 + 2CH_3MgBr \xrightarrow{H_3O^{+}} (CH_3)_3COH + C_2H_5OH$.
विकल्प $(c)$ में: $CH_3-CO-CH_3 + CH_3MgBr \xrightarrow{H_3O^{+}} (CH_3)_3COH$.
अतः,$(b)$ और $(c)$ दोनों समान उत्पाद $A$ देते हैं।