Properties Questions in Hindi

(A) यौगिक '$X$' फेनिलहाइड्राजोन देता है $\Rightarrow$ $C=O$ समूह की उपस्थिति।
आयोडोफॉर्म परीक्षण नकारात्मक $\Rightarrow$ $CH_3-C=O$ समूह की अनुपस्थिति।
टॉलेन परीक्षण नकारात्मक $\Rightarrow$ यह एक कीटोन है,एल्डिहाइड नहीं।
चूंकि यौगिक $5$ कार्बन परमाणुओं वाला एक कीटोन है और इसमें मिथाइल कीटोन समूह नहीं है,इसलिए यह $3-$पेंटेनोन है।
$3-$पेंटेनोन $(C_5H_{10}O): CH_3CH_2-C(=O)-CH_2CH_3 \xrightarrow{\text{Reduction}} CH_3CH_2CH_2CH_2CH_3$ ($n-$पेंटेन)।

(D) कार्बोनिल यौगिकों की न्यूक्लियोफिलिक एडिशन अभिक्रियाओं के प्रति सक्रियता मुख्य रूप से कार्बोनिल कार्बन की इलेक्ट्रोफिलिसिटी पर निर्भर करती है।
$1$. इलेक्ट्रॉन-विथड्रॉइंग समूह ($-I, -M$ प्रभाव) कार्बोनिल कार्बन पर धनात्मक आवेश को बढ़ाते हैं,जिससे न्यूक्लियोफिलिक हमले के प्रति उनकी सक्रियता बढ़ जाती है।
$2$. इलेक्ट्रॉन-डोनेटिंग समूह ($+I, +M$ प्रभाव) कार्बोनिल कार्बन पर धनात्मक आवेश को कम करते हैं,जिससे उनकी सक्रियता कम हो जाती है।
$3$. स्टेरिक हिंड्रेंस (steric hindrance) भी एक भूमिका निभाता है; एल्डिहाइड आमतौर पर कम स्टेरिक हिंड्रेंस के कारण कीटोन की तुलना में अधिक सक्रिय होते हैं।
दिए गए यौगिकों की तुलना करने पर:
- $p$-नाइट्रोबेंजाल्डिहाइड में एक मजबूत इलेक्ट्रॉन-विथड्रॉइंग $-NO_2$ समूह ($-I, -M$ प्रभाव) होता है,जो कार्बोनिल कार्बन की इलेक्ट्रोफिलिसिटी को काफी बढ़ा देता है।
- बेंजाल्डिहाइड में कोई प्रतिस्थापन समूह नहीं है।
- $p$-मिथाइलबेंजाल्डिहाइड में एक इलेक्ट्रॉन-डोनेटिंग $-CH_3$ समूह ($+I$ प्रभाव) होता है।
- एसिटोफेनोन एक कीटोन है और इसमें कार्बोनिल कार्बन से जुड़ा एक इलेक्ट्रॉन-डोनेटिंग $-CH_3$ समूह होता है,जो इसे सबसे कम सक्रिय बनाता है।
इस प्रकार,सक्रियता का क्रम है: $p$-नाइट्रोबेंजाल्डिहाइड > बेंजाल्डिहाइड > $p$-मिथाइलबेंजाल्डिहाइड > एसिटोफेनोन।
इसलिए,$p$-नाइट्रोबेंजाल्डिहाइड सबसे अधिक सक्रिय है।

(A) दी गई अभिक्रिया एक कैनिज़ारो अभिक्रिया है क्योंकि अभिकारक,$3$-क्लोरोबेंज़लडिहाइड में कोई $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु नहीं है। जब इसे $50 \% \ KOH$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो यह असमानुपातन (स्व-ऑक्सीकरण और अपचयन) से गुजरता है। एल्डिहाइड समूह का ऑक्सीकरण होकर कार्बोक्सिलेट लवण $(COOK)$ बनता है और अपचयन होकर अल्कोहल समूह $(-CH_2OH)$ बनता है। उत्पाद $3$-क्लोरोबेंज़िल अल्कोहल और पोटेशियम $3$-क्लोरोबेंज़ोएट हैं।

(A) एसीटोन शुष्क $HCl$ गैस की उपस्थिति में इथेनॉल की अधिकता के साथ अभिक्रिया करके एक कीटल (एसिटल का एक प्रकार) बनाता है। अभिक्रिया इस प्रकार है:
$CH_3COCH_3 + 2C_2H_5OH \xrightarrow{dry \ HCl} CH_3C(OC_2H_5)_2CH_3 + H_2O$
अतः,प्राप्त उत्पाद $CH_3C(OC_2H_5)_2CH_3$ है।

(B) $CH_3CHO$ और $C_6H_5CH_2CHO$ दोनों एल्डिहाइड हैं और टोलेंस अभिकर्मक,फेलिंग विलयन और बेनेडिक्ट विलयन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं,इसलिए इनका उपयोग उन्हें अलग करने के लिए नहीं किया जा सकता है।
$CH_3CHO$ में $CH_3CO-$ समूह होता है,जो $I_2$ और $NaOH$ के साथ आयोडोफॉर्म परीक्षण देता है और $CHI_3$ का पीला अवक्षेप बनाता है।
$CH_3CHO + 3 I_2 + 4 NaOH \longrightarrow CHI_3 (\text{पीला अवक्षेप}) + HCOONa + 3 NaI + 3 H_2O$
$C_6H_5CH_2CHO$ में $CH_3CO-$ समूह नहीं होता है और यह आयोडोफॉर्म परीक्षण नहीं देता है।
$\therefore$ आयोडोफॉर्म परीक्षण का उपयोग $CH_3CHO$ और $C_6H_5CH_2CHO$ के बीच अंतर करने के लिए किया जा सकता है।

(D) अभिक्रिया $RCHO + NH_2NH_2 \rightarrow RCH=NNH_2 + H_2O$ में हाइड्रैज़िन $(NH_2NH_2)$ के नाभिकरागी नाइट्रोजन परमाणु का एल्डिहाइड $(RCHO)$ के इलेक्ट्रॉनरागी कार्बोनिल कार्बन पर आक्रमण होता है।
यह चरण कार्बोनिल समूह में एक नाभिकरागी योग अभिक्रिया है।
इसके बाद,अंतिम उत्पाद हाइड्रैज़ोन बनाने के लिए पानी के अणु $(H_2O)$ का विलोपन होता है।
इसलिए,कुल मिलाकर यह अभिक्रिया एक नाभिकरागी योग-विलोपन अभिक्रिया है।

(D) आयोडोफॉर्म परीक्षण उन यौगिकों द्वारा दिया जाता है जिनमें $CH_3CO-$ समूह या $CH_3CH(OH)-$ समूह होता है।
एसिटोफेनोन $(C_6H_5COCH_3)$ में $CH_3CO-$ समूह होता है और यह आयोडोफॉर्म $(CHI_3)$ का पीला अवक्षेप देता है।
$2-$हाइड्रॉक्सीप्रोपेन $(CH_3CH(OH)CH_3)$ में $CH_3CH(OH)-$ समूह होता है और यह भी आयोडोफॉर्म $(CHI_3)$ का पीला अवक्षेप देता है।
मिथाइल एसीटेट $(CH_3COOCH_3)$ यह परीक्षण नहीं देता है।
अतः,$(a)$ और $(c)$ दोनों पीला अवक्षेप देते हैं।

(B) क्लेमेंसन अपचयन में उपयोग किया जाने वाला अपचायक $Zn-Hg$ (जिंक अमलगम) और $HCl$ है।
इस अभिक्रिया में,एल्डिहाइड या कीटोन का कार्बोनिल समूह $(>C=O)$ मेथिलीन समूह $(>CH_2)$ में अपचयित हो जाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $>C=O \xrightarrow{Zn-Hg / HCl} >CH_2$.

(D) नाभिकरागी योग अभिक्रियाओं (nucleophilic addition reactions) के प्रति कार्बोनिल यौगिकों की अभिक्रियाशीलता दो मुख्य कारकों पर निर्भर करती है:
$1$. इलेक्ट्रॉनिक कारक: एल्काइल समूह $+I$-प्रभाव प्रदर्शित करते हैं,जो कार्बोनिल कार्बन पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाते हैं,जिससे इसकी इलेक्ट्रोफिलिसिटी कम हो जाती है। एरिल समूह $+R$-प्रभाव प्रदर्शित करते हैं,जो कार्बोनिल कार्बन की इलेक्ट्रोफिलिसिटी को भी कम करते हैं।
$2$. त्रिविम कारक (Steric factors): जैसे-जैसे कार्बोनिल कार्बन से जुड़े समूहों का आकार और संख्या बढ़ती है,त्रिविम बाधा (steric hindrance) बढ़ती है,जो नाभिकरागी (nucleophile) के आक्रमण को रोकती है।
दिए गए यौगिकों में:
$(I)$ एसिटाल्डिहाइड $(CH_3CHO)$ है,जिसमें एक एल्काइल समूह और एक हाइड्रोजन परमाणु है।
$(II)$ एसीटोन $(CH_3COCH_3)$ है,जिसमें दो एल्काइल समूह हैं।
$(III)$ बेंजोफेनोन $(PhCOPh)$ है,जिसमें दो बड़े फेनिल समूह हैं।
बढ़े हुए इलेक्ट्रॉन घनत्व और उच्च त्रिविम बाधा के संयुक्त प्रभाव के कारण,अभिक्रियाशीलता का क्रम $I > II > III$ है।

(D) . बेंज़ल्डिहाइड साइनाइड आयनों की उपस्थिति में $ii$. बेंज़ोइन संघनन अभिक्रिया देता है।
$B$. थैलिक एनहाइड्राइड फिनोल के साथ अभिक्रिया करके $i$. फिनोल्फथैलीन बनाता है।
$C$. फेनिल बेंज़ोएट हाइड्रॉक्सीबेंज़ोफेनोन बनाने के लिए $iv$. फ्राइस पुनर्विन्यास अभिक्रिया देता है।
$D$. मिथाइल सैलिसिलेट को $iii$. ऑयल ऑफ विंटरग्रीन के रूप में जाना जाता है।
अतः,सही मिलान $A-ii, B-i, C-iv, D-iii$ है।

(B) $Reimer-Tiemann$ अभिक्रिया में,एरोमैटिक वलय और फॉर्मिल समूह के बीच एक नया $C-C$ बंध बनता है।
$Cannizzaro$ अभिक्रिया में,$\alpha$-हाइड्रोजन रहित एल्डिहाइड का असमानुपातन (disproportionation) होता है,जिससे अल्कोहल और कार्बोक्सिलिक अम्ल का लवण बनता है। इस अभिक्रिया में कोई नया $C-C$ बंध नहीं बनता है।
$2HCHO \xrightarrow{\text{Conc. } NaOH} CH_3OH + HCOONa$
$Wurtz$ अभिक्रिया में,दो एल्किल हैलाइड सोडियम की उपस्थिति में अभिक्रिया करके उच्च एल्केन बनाते हैं,जिससे एक नया $C-C$ बंध बनता है।
$Friedel-Crafts$ एसाइलेशन में,एक एसाइल समूह को एरोमैटिक वलय में जोड़ा जाता है,जिससे वलय और एसाइल समूह के बीच एक नया $C-C$ बंध बनता है।
अतः,$Cannizzaro$ अभिक्रिया सही उत्तर है।

(C) अल्कोहल का निर्जलीकरण एक कार्बोनियम आयन (carbocation) मध्यवर्ती के निर्माण को शामिल करता है। कार्बोनियम आयन की स्थिरता निर्जलीकरण की आसानी को निर्धारित करती है। कार्बोनियम आयन जितना अधिक स्थिर होगा,निर्जलीकरण उतना ही आसान होगा।
दिए गए यौगिकों में,हाइड्रॉक्सिल समूह कार्बोनिल समूह के सापेक्ष अलग-अलग स्थितियों पर स्थित है।
विकल्प $C$ ($4$-हाइड्रॉक्सीपेंटेन-$2$-ओन) के लिए,$-OH$ समूह के हटने के बाद बनने वाला कार्बोनियम आयन एक द्वितीयक कार्बोनियम आयन है जो अपनी स्थिति के कारण अपेक्षाकृत अधिक स्थिर है,जिससे संयुग्मित एनोन (enone) प्रणाली का निर्माण आसान हो जाता है।
मध्यवर्ती कार्बोनियम आयनों की स्थिरता की तुलना करने पर:
$(b)$ और $(d)$ कार्बोनिल समूह के बगल में द्वितीयक कार्बोनियम आयन बनाते हैं (जो कार्बोनिल समूह के इलेक्ट्रॉन-आकर्षक प्रभाव से अस्थिर हो जाते हैं)।
$(a)$ कार्बोनिल समूह के बगल में द्वितीयक कार्बोनियम आयन बनाता है।
$(c)$ $4$-स्थिति पर द्वितीयक कार्बोनियम आयन बनाता है,जो इलेक्ट्रॉन-आकर्षक कार्बोनिल समूह से दूर है,जिससे यह दूसरों की तुलना में अधिक स्थिर हो जाता है।
इसलिए,विकल्प $C$ में दिया गया यौगिक सबसे आसानी से निर्जलीकृत होता है।

(C) एसिटोफेनोन $(C_6H_5COCH_3)$ में $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। जब इसे $C_2H_5ONa$ जैसे क्षार के साथ उपचारित किया जाता है,तो यह एल्डोल संघनन अभिक्रिया से गुजरता है।
$1$. क्षार $\alpha$-हाइड्रोजन को हटाकर एक एनोलेट आयन (न्यूक्लियोफाइल) बनाता है।
$2$. यह एनोलेट आयन एसिटोफेनोन के दूसरे अणु पर आक्रमण करता है।
$3$. परिणामी $\beta$-हाइड्रॉक्सी कीटोन गर्म करने पर निर्जलीकरण के माध्यम से एक $\alpha, \beta$-असंतृप्त कीटोन देता है।
$4$. अंतिम उत्पाद विकल्प $C$ में दिखाई गई संरचना के अनुरूप है।

(A) कीटोन में कार्बोनिल समूह $(C=O)$ अपने विद्युत-ऋणात्मक ऑक्सीजन परमाणु के कारण इलेक्ट्रॉन-आकर्षक प्रभाव डालता है।
यह प्रभाव $\alpha$-कार्बन को इलेक्ट्रॉन-न्यून बनाता है,जिससे $\alpha$-कार्बन से जुड़े हाइड्रोजन परमाणुओं की अम्लीयता बढ़ जाती है।
परिणामस्वरूप,एक प्रबल क्षार कीटोन से $\alpha$-हाइड्रोजन को आसानी से हटाकर एनोलेट आयन बना सकता है।
यह प्रक्रिया एल्डोल संघनन जैसी अभिक्रियाओं का एक मूलभूत चरण है।

(D) जिंक अमलगम $(Zn(Hg))$ और सांद्र हाइड्रोक्लोरिक एसिड $(HCl)$ का उपयोग करके एल्डिहाइड या कीटोन का एल्केन में अपचयन क्लेमेंसन अपचयन कहलाता है।
इस अभिक्रिया में,कार्बोनिल समूह $(>C=O)$ का अपचयन मेथिलीन समूह $(-CH_2-)$ में हो जाता है।

(A) वे एल्डिहाइड जिनमें $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु नहीं होते हैं,जैसे कि बेंजाल्डिहाइड $(C_6H_5CHO)$,सांद्र क्षार ($50\%$ जलीय $NaOH$) के साथ उपचारित करने पर स्व-ऑक्सीकरण और अपचयन (विषमानुपातन) से गुजरते हैं।
इसे कैनिज़ारो अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।
यह संबंधित अल्कोहल (बेंजाइल अल्कोहल) और संबंधित एसिड का लवण (सोडियम बेंजोएट) देता है।
अभिक्रिया: $2C_6H_5CHO + NaOH \rightarrow C_6H_5CH_2OH + C_6H_5COONa$.

(A) एल्डोल संघनन में कम से कम एक $\alpha-$हाइड्रोजन परमाणु वाले एल्डिहाइड या कीटोन के दो अणुओं की अभिक्रिया तनु क्षार की उपस्थिति में होती है।
यह अभिक्रिया एक $\beta-$हाइड्रॉक्सी एल्डिहाइड (एल्डोल) या $\beta-$हाइड्रॉक्सी कीटोन (कीटोल) के निर्माण की ओर ले जाती है।
इन उत्पादों को गर्म करने पर निर्जलीकरण द्वारा $\alpha, \beta-$असंतृप्त कार्बोनिल यौगिक प्राप्त होते हैं।
अतः,एल्डोल संघनन के प्रारंभिक चरण में बनने वाला मुख्य उत्पाद एक $\beta-$हाइड्रॉक्सी एल्डिहाइड या एक $\beta-$हाइड्रॉक्सी कीटोन है।

(A) न्यूक्लियोफिलिक योग अभिक्रियाएं त्रिविम (steric) और इलेक्ट्रॉनिक कारकों से प्रभावित होती हैं।
एल्डिहाइड आमतौर पर कीटोन की तुलना में अधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं क्योंकि उनमें त्रिविम बाधा कम होती है और इलेक्ट्रॉन-दाता एल्काइल समूह ($+I$ प्रभाव) कम होते हैं,जो कार्बोनिल कार्बन की इलेक्ट्रोफिलिसिटी को कम करते हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$CH_3-CHO$ (एथेनल) में $CH_3-CH_2-CHO$ (प्रोपेनल) की तुलना में सबसे छोटा एल्काइल समूह है,जो इसे न्यूक्लियोफिलिक हमले के प्रति सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील बनाता है।

(B) . ऐसीटैल्डिहाइड $(CH_3CHO)$,$HCN$ के साथ अभिक्रिया करके ऐसीटैल्डिहाइड साइनोहाइड्रिन $(CH_3CH(OH)CN)$ बनाता है।
जल-अपघटन पर,यह लैक्टिक अम्ल $(CH_3CH(OH)COOH)$ देता है।
चूंकि लैक्टिक अम्ल में $\alpha$-कार्बन कायरल होता है (चार अलग-अलग समूहों: $-H$,$-OH$,$-CH_3$,और $-COOH$ से जुड़ा होता है),इसलिए ऐसीटैल्डिहाइड जैसे अकायरल शुरुआती पदार्थ से संश्लेषित होने पर यह एक रेसमिक मिश्रण के रूप में मौजूद होता है।

(C) सोडियम एथोक्साइड $(NaOC_2H_5)$ जैसे प्रबल क्षार की उपस्थिति में एथिल एसीटेट के दो मोल का स्व-संघनन,क्लेजन (Claisen) संघनन कहलाता है।
यह अभिक्रिया इसलिए होती है क्योंकि एथिल एसीटेट में $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु होते हैं।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2CH_3COOC_2H_5 \xrightarrow{NaOC_2H_5} CH_3COCH_2COOC_2H_5 + C_2H_5OH$
प्राप्त उत्पाद एथिल एसीटोएसीटेट है,जिसे सामान्यतः एसीटोएसीटिक एस्टर कहा जाता है।

(C) एल्डिहाइड और प्राथमिक अमीन के बीच की अभिक्रिया एक नाभिकरागी योग-विलोपन (nucleophilic addition-elimination) अभिक्रिया है।
सामान्य अभिक्रिया है: $R-CHO + R'-NH_2 \rightarrow R-CH=N-R' + H_2O$.
प्राप्त उत्पाद को शिफ क्षार (Schiff's base) या इमीन कहा जाता है।

(C) चलावयवता (tautomerism) क्रियात्मक समूह समावयवता का एक विशेष प्रकार है जिसमें एक यौगिक दो या दो से अधिक अंतर-परिवर्तनीय रूपों में मौजूद होता है जो कम से कम एक परमाणु नाभिक,आमतौर पर एक हाइड्रोजन परमाणु की सापेक्ष स्थिति में भिन्न होते हैं।
कार्बोनिल यौगिक के लिए चलावयवता प्रदर्शित करने हेतु,इसमें कम से कम एक $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु का होना आवश्यक है।
$2-$पेंटेनोन $(CH_3COCH_2CH_2CH_3)$ में कार्बोनिल समूह के निकटवर्ती कार्बन पर $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु होते हैं,इसलिए यह कीटो-इनोल चलावयवता प्रदर्शित करता है।

(A) कार्बोनिल यौगिकों में $HCN$ के न्यूक्लियोफिलिक योग की दर दो कारकों पर निर्भर करती है:
$1$. त्रिविम बाधा (Steric hindrance): कार्बोनिल कार्बन से जुड़े समूहों का आकार बढ़ने पर न्यूक्लियोफिलिक हमले की दर कम हो जाती है।
$2$. इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव: इलेक्ट्रॉन-दाता समूह (जैसे एल्काइल समूह) कार्बोनिल कार्बन की इलेक्ट्रोफिलिसिटी को कम करते हैं,जबकि इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह (जैसे फेनिल रिंग) भी प्रतिक्रियाशीलता को कम करते हैं।
दिए गए यौगिकों की तुलना:
$(A)\ HCHO$ (फॉर्मेल्डिहाइड): कोई एल्काइल समूह नहीं,सबसे कम त्रिविम बाधा,सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील।
$(B)\ CH_3COCH_3$ (एसीटोन): दो मिथाइल समूह,$HCHO$ की तुलना में अधिक त्रिविम बाधा।
$(C)\ PhCOCH_3$ (एसीटोफेनोन): एक फेनिल और एक मिथाइल समूह। फेनिल रिंग अनुनाद (resonance) के माध्यम से कार्बोनिल कार्बन की इलेक्ट्रोफिलिसिटी को कम करती है।
$(D)\ PhCOPh$ (बेंजोफेनोन): दो फेनिल समूह,सबसे अधिक त्रिविम बाधा और अनुनाद स्थिरता,इसलिए सबसे कम प्रतिक्रियाशील।
अतः,प्रतिक्रियाशीलता का क्रम $HCHO > CH_3COCH_3 > PhCOCH_3 > PhCOPh$ है।
बढ़ता हुआ क्रम $D < C < B < A$ है।

(A) कैनिज़ारो अभिक्रिया की क्रियाविधि में कार्बोनिल कार्बन पर हाइड्रॉक्साइड आयन का न्यूक्लियोफिलिक आक्रमण शामिल है,जिससे एक डाई-एनायन मध्यवर्ती बनता है।
अभिक्रिया का सबसे धीमा चरण (वेग निर्धारक चरण) डाई-एनायन मध्यवर्ती से एल्डिहाइड के दूसरे अणु के कार्बोनिल कार्बन पर हाइड्राइड आयन $(H^-)$ का स्थानांतरण है।
यह हाइड्राइड स्थानांतरण कार्बोक्सिलेट आयन और एल्कोक्साइड आयन के निर्माण में परिणत होता है,जो बाद में प्रोटॉन विनिमय के माध्यम से अंतिम उत्पाद $PhCH_2OH$ और $PhCOO^-$ देते हैं।

(A) कैनिज़ारो अभिक्रिया एक प्रबल क्षार की उपस्थिति में $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणुओं की कमी वाले एल्डिहाइड की असमानुपातन (disproportionation) अभिक्रिया है।
ट्राइक्लोरोएसीटैल्डिहाइड $(CCl_3CHO)$ में $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु नहीं होते हैं।
$NaOH$ की उपस्थिति में,यह स्व-ऑक्सीकरण और अपचयन के माध्यम से सोडियम ट्राइक्लोरोएसीटेट $(CCl_3COO^-)$ और $2, 2, 2-$ट्राइक्लोरोएथेनॉल $(CCl_3CH_2OH)$ बनाता है।

(D) सिल्वर मिरर परीक्षण (टोलेंस परीक्षण) एल्डिहाइड द्वारा दिया जाता है क्योंकि वे आसानी से कार्बोक्सिलिक एसिड में ऑक्सीकृत हो सकते हैं।
फॉर्मल्डिहाइड $(HCHO)$ और एसिटाल्डिहाइड $(CH_3CHO)$ दोनों एल्डिहाइड हैं और इसलिए सकारात्मक सिल्वर मिरर परीक्षण देते हैं।
$HCHO + 2[Ag(NH_3)_2]^+ + 3OH^- \rightarrow HCOO^- + 2Ag \downarrow + 4NH_3 + 2H_2O$
$CH_3CHO + 2[Ag(NH_3)_2]^+ + 3OH^- \rightarrow CH_3COO^- + 2Ag \downarrow + 4NH_3 + 2H_2O$
एसिटोन जैसे कीटोन यह परीक्षण नहीं देते हैं।

(A) दिए गए रूपांतरण में कीटोन समूह का मेथिलीन समूह ($-COCH_3$ से $-CH_2CH_3$) में अपचयन शामिल है,जबकि द्वि-आबंध और हाइड्रॉक्सिल समूह अपरिवर्तित रहते हैं।
$1$. $NH_2NH_2, \text{OH}^-$ (वोल्फ-किशनर अपचयन) एक क्षारीय स्थिति है जो द्वि-आबंध या अल्कोहल समूह को प्रभावित किए बिना कार्बोनिल समूह को मेथिलीन समूह में अपचयित करती है।
$2$. $Zn-Hg/HCl$ (क्लेमेन्सन अपचयन) एक अम्लीय स्थिति है। उपस्थित $HCl$ अल्कोहल समूह के साथ अभिक्रिया करके एल्काइल क्लोराइड बना सकता है और द्वि-आबंध को भी प्रभावित कर सकता है।
$3$. $Na, \text{Liq. } NH_3$ कार्बन-कार्बन द्वि-आबंध का अपचयन कर सकता है।
$4$. $NaBH_4$ कीटोन को अल्कोहल में अपचयित करता है,न कि मेथिलीन समूह में।
अतः,वोल्फ-किशनर अपचयन सबसे उपयुक्त अभिकर्मक है।

(A) इस रूपांतरण में एल्डिहाइड समूह का तृतीयक अल्कोहल में चयनात्मक रूपांतरण शामिल है।
$1$. सबसे पहले,टॉलेन अभिकर्मक $[Ag(NH_3)_2]^+ OH^-$ का उपयोग करके एल्डिहाइड समूह का कार्बोक्सिलिक एसिड में ऑक्सीकरण किया जाता है।
$2$. इसके बाद,$H^+/CH_3OH$ का उपयोग करके कार्बोक्सिलिक एसिड का मिथाइल एस्टर में एस्टरीकरण किया जाता है।
$3$. अंत में,अतिरिक्त $CH_3MgBr$ (ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक) के साथ अभिक्रिया कीटोन और एस्टर दोनों समूहों पर हमला करके अंतिम डायोल उत्पाद बनाती है।

(A) $DIBAL-H$ (डाईआइसोब्यूटिल एल्युमिनियम हाइड्राइड) एक चयनात्मक अपचायक है। इसका उपयोग आमतौर पर एस्टर या लैक्टोन (चक्रीय एस्टर) को एल्डिहाइड में अपचयित करने के लिए किया जाता है। दी गई अभिक्रिया में,लैक्टोन वलय खुल जाता है और एल्डिहाइड समूह में अपचयित हो जाता है,जबकि उस स्थान पर हाइड्रॉक्सिल समूह बनता है जहाँ ऑक्सीजन वलय से जुड़ा था। कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$ इन विशिष्ट अभिक्रिया स्थितियों के तहत अपरिवर्तित रहता है।

(D) यौगिक $CH_3-CO-CH_2-OH$ (हाइड्रॉक्सीएसीटोन) एक $\alpha$-हाइड्रॉक्सी कीटोन है।
$\alpha$-हाइड्रॉक्सी कीटोन टोलन अभिकर्मक और फेलिंग विलयन को अपचयित करने में सक्षम होते हैं।
इसके अतिरिक्त,$CH_3-CO-$ (मिथाइल कीटो) समूह की उपस्थिति इसे $NaOH / I_2$ के साथ आयोडोफॉर्म अभिक्रिया करने की अनुमति देती है,जहाँ $I_2$ का अपचयन $I^-$ में हो जाता है।
इसलिए,यह दिए गए सभी अभिकर्मकों का अपचयन करता है।

(D) अभिकर्मक $H_2/Pd-BaSO_4$ (रोज़नमुंड उत्प्रेरक) एसिड क्लोराइड समूह $(-COCl)$ को एल्डिहाइड समूह $(-CHO)$ में अपचयित करता है।
साथ ही,$H_2/Pd$ सिस्टम त्रि-आबंध $(C \equiv C)$ को द्वि-आबंध $(C = C)$ में अपचयित करता है।
अतः,अंतिम उत्पाद $CH_3 - CH = CH - CH_2 - CHO$ में द्वि-आबंध और एल्डिहाइड समूह दोनों उपस्थित होते हैं।

(C) $C_3H_6O$ आण्विक सूत्र प्रोपेनल $(CH_3CH_2CHO)$ या एसीटोन $(CH_3COCH_3)$ के अनुरूप है।
चूंकि उत्पाद $P$ त्रिविम समावयवता (ज्यामितीय समावयवता) प्रदर्शित करता है,इसलिए प्रारंभिक कार्बोनिल यौगिक प्रोपेनल होना चाहिए।
एसीटोन सेमीकार्बाज़ोन $(CH_3C(NNHCONH_2)CH_3)$ त्रिविम समावयवता प्रदर्शित नहीं करता है क्योंकि कार्बन पर दो मिथाइल समूह समान हैं।
प्रोपेनल सेमीकार्बाज़ाइड $(NH_2NHCONH_2)$ के साथ अभिक्रिया करके प्रोपेनल सेमीकार्बाज़ोन $(CH_3CH_2CH=NNHCONH_2)$ बनाता है।
यह यौगिक $P$ $(CH_3CH_2CH=NNHCONH_2)$ $KOH$ / एथिलीन ग्लाइकॉल के साथ वोल्फ-किशनर अपचयन द्वारा प्रोपेन बनाता है।
अतः,$P$ के लिए सही संरचना $CH_3CH_2CH=NNHCONH_2$ है।

(C) एसिटोफेनोन $(Ph-CO-CH_3)$ की मैग्नीशियम अमलगम $(Mg-Hg)$ और जल के साथ अभिक्रिया एक द्वि-आणविक अपचयन है जिसे पिनाकोल कपलिंग कहा जाता है।
इस अभिक्रिया में एक रेडिकल मध्यवर्ती बनता है जो द्विलकीकरण (dimerization) द्वारा $1,2$-डायोल बनाता है,जिसे सामान्यतः पिनाकोल कहते हैं।
अभिक्रिया: $2Ph-CO-CH_3 \xrightarrow[H_2O]{Mg-Hg} Ph-C(OH)(CH_3)-C(OH)(CH_3)-Ph$.

(D) एल्डोल संघनन अभिक्रिया के लिए,यौगिक के पास कम से कम एक $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु होना आवश्यक है।
$CH_3CHO$ (एसिटाल्डिहाइड) में तीन $\alpha$-हाइड्रोजन होते हैं।
$CD_3CHO$ में तीन $\alpha$-ड्यूटेरियम होते हैं,जिन्हें एनोलेट बनाने के लिए हटाया जा सकता है,इसलिए यह एल्डोल अभिक्रिया देता है।
$CH_3COCH_3$ (एसीटोन) में छह $\alpha$-हाइड्रोजन होते हैं।
$PhCHO$ (बेंजाल्डिहाइड) में कार्बोनिल कार्बन से जुड़ा कोई $\alpha$-हाइड्रोजन परमाणु नहीं होता है,इसलिए यह एल्डोल संघनन नहीं देता है।

(C) इस अभिक्रिया में $Zn-Hg/HCl$ का उपयोग किया जाता है,जो क्लीमेन्सन अपचयन (Clemmensen reduction) के लिए अभिकर्मक है।
क्लीमेन्सन अपचयन विशेष रूप से कार्बोनिल समूहों (एल्डिहाइड और कीटोन) को मेथिलीन $(-CH_2-)$ समूहों में अपचयित करता है।
यह इन अम्लीय परिस्थितियों में हाइड्रॉक्सिल $(-OH)$ समूह जैसे अन्य कार्यात्मक समूहों को प्रभावित नहीं करता है।
इसलिए,स्थिति $1$ पर कीटोन समूह मेथिलीन समूह में अपचयित हो जाता है,जबकि स्थिति $3$ पर हाइड्रॉक्सिल समूह अपरिवर्तित रहता है।
उत्पाद $3$-हाइड्रॉक्सीसाइक्लोपेंटेन है।

(B) कार्बोनिल यौगिकों की न्यूक्लियोफिलिक योगात्मक अभिक्रियाओं ($HCN$ के योग जैसी) के प्रति अभिक्रियाशीलता त्रिविम (steric) और इलेक्ट्रॉनिक कारकों पर निर्भर करती है।
$1.$ **त्रिविम कारक**: जैसे-जैसे एल्काइल समूहों का आकार और संख्या बढ़ती है,कार्बोनिल कार्बन पर न्यूक्लियोफाइल का आक्रमण कठिन हो जाता है। इसलिए,एल्डिहाइड कीटोन की तुलना में अधिक अभिक्रियाशील होते हैं।
$2.$ **इलेक्ट्रॉनिक कारक**: इलेक्ट्रॉन-दाता समूह ($+I$ प्रभाव) कार्बोनिल कार्बन की इलेक्ट्रोफिलिसिटी को कम करते हैं। फेनिल समूह भी अनुनाद (resonance) के कारण अभिक्रियाशीलता को कम करते हैं।
दिए गए यौगिकों की तुलना करने पर:
- $(III)$ $CH_3-CHO$ एक एल्डिहाइड है (सबसे अधिक अभिक्रियाशील)।
- $(II)$ $CH_3-CO-CH_3$ एक एलिफैटिक कीटोन है।
- $(I)$ $Ph-CO-CH_3$ एक एरोमैटिक कीटोन है।
- $(IV)$ $Ph-CO-CH_2-CH_3$ एक एरोमैटिक कीटोन है जिसमें $(I)$ की तुलना में बड़ा एल्काइल समूह है।
इसलिए,क्रम है: $III > II > I > IV$.

(C) यह अभिक्रिया क्षार $(\bar{O}H)$ और ऊष्मा $(\Delta)$ की उपस्थिति में $p$-मिथाइलबेन्ज़ल्डिहाइड और $p$-मिथाइलऐसीटोफेनोन के बीच एक क्रॉस-एल्डोल संघनन है।
इस अभिक्रिया में,कीटोन ($p$-मिथाइलऐसीटोफेनोन) एनोलेट दाता के रूप में कार्य करता है क्योंकि इसमें $\alpha$-हाइड्रोजन होते हैं,जबकि एल्डिहाइड ($p$-मिथाइलबेन्ज़ल्डिहाइड) इलेक्ट्रोफिलिक स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है।
$p$-मिथाइलऐसीटोफेनोन से बना एनोलेट $p$-मिथाइलबेन्ज़ल्डिहाइड के कार्बोनिल कार्बन पर आक्रमण करता है।
संघनन और उसके बाद निर्जलीकरण (ऊष्मा के कारण) के बाद,अंतिम उत्पाद $p-CH_3-C_6H_4-CH=CH-CO-C_6H_4-p-CH_3$ है।

(C) एसीटोफेनोन $(Ph-C(=O)-CH_3)$ $NaOCl$ के साथ हेलोफॉर्म अभिक्रिया करके क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ और सोडियम बेंजोएट $(Ph-COONa)$ बनाता है।
अतः,$A$ का मान $CHCl_3$ है।
क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ एक क्षार की उपस्थिति में एसीटोन $(CH_3-C(=O)-CH_3)$ के साथ अभिक्रिया करके क्लोरेटोन $(CH_3-C(OH)(CCl_3)-CH_3)$ बनाता है।
इसलिए,$B$ का मान $CH_3-C(OH)(CCl_3)-CH_3$ है।

(B) फेलिंग विलयन एक मंद ऑक्सीकारक है जिसका उपयोग एलिफैटिक और एरोमैटिक एल्डिहाइड के बीच अंतर करने के लिए किया जाता है।
एलिफैटिक एल्डिहाइड (जैसे $CH_3CHO$,$CH_3CH_2CHO$,और $HCHO$) फेलिंग विलयन द्वारा आसानी से अपने संबंधित कार्बोक्सिलेट आयनों में ऑक्सीकृत हो जाते हैं,जिसके परिणामस्वरूप $Cu_2O$ का लाल-भूरा अवक्षेप प्राप्त होता है।
एरोमैटिक एल्डिहाइड (जैसे $Ph-CHO$) फेलिंग विलयन में $Cu^{2+}$ आयनों को अपचयित करने के लिए पर्याप्त प्रबल अपचायक नहीं होते हैं।
इसलिए,$Ph-CHO$ फेलिंग विलयन को अपचयित नहीं करता है।

(C) साइक्लोहेक्सेन$-1,2-$डायोल की पिरियोडिक एसिड $(HIO_4)$ के साथ अभिक्रिया दो हाइड्रॉक्सिल समूहों के बीच के $C-C$ बंध का ऑक्सीडेटिव विदलन करती है,जिसके परिणामस्वरूप हेक्सेन$-1,6-$डायल (यौगिक $A$) बनता है।
हेक्सेन$-1,6-$डायल में दो एल्डिहाइड समूह और अल्फा-हाइड्रोजन होते हैं,जो $NaOH$ और ऊष्मा $(\Delta)$ की उपस्थिति में अंतःआणविक एल्डोल संघनन से गुजरते हैं।
यह चक्रीकरण एक पांच-सदस्यीय वलय के साथ एक असंतृप्त एल्डिहाइड समूह के निर्माण की ओर ले जाता है,जो साइक्लोपेंट$-1-$ईनकार्बाल्डिहाइड (यौगिक $B$) है।

(B) बेंजल्डिहाइड $(C_6H_5CHO)$ एक एरोमैटिक एल्डिहाइड है,जबकि प्रोपियोनाल्डिहाइड $(CH_3CH_2CHO)$ एक एलिफैटिक एल्डिहाइड है।
फेलिंग विलयन एक हल्का ऑक्सीकरण एजेंट है जो एलिफैटिक एल्डिहाइड को कार्बोक्सिलिक एसिड में ऑक्सीकृत कर सकता है लेकिन बेंजल्डिहाइड जैसे एरोमैटिक एल्डिहाइड को ऑक्सीकृत नहीं कर सकता है।
इसलिए,प्रोपियोनाल्डिहाइड फेलिंग विलयन के साथ सकारात्मक परीक्षण ($Cu_2O$ का लाल अवक्षेप) देता है,जबकि बेंजल्डिहाइड नहीं देता है।
टोलेंस अभिकर्मक दोनों के साथ प्रतिक्रिया करता है और $2, 4-DNP$ सभी एल्डिहाइड और कीटोन के साथ प्रतिक्रिया करता है,इसलिए वे दोनों के बीच अंतर नहीं कर सकते हैं।

(A) $1$. $Ph-CH(OH)-CH_3$ एक द्वितीयक अल्कोहल है,जिसका $PCC$ द्वारा ऑक्सीकरण होकर एसीटोफेनोन $(A = Ph-CO-CH_3)$ बनता है।
$2$. एसीटोफेनोन हाइड्रॉक्सिलएमाइन $(NH_2OH)$ के साथ अभिक्रिया करके एसीटोफेनोन ऑक्साइम $(Ph-C(CH_3)=N-OH)$ बनाता है।
$3$. $H^{+}/\Delta$ के साथ उपचार करने पर,ऑक्साइम बेकमैन पुनर्विन्यास (Beckmann rearrangement) से गुजरता है।
$4$. एसीटोफेनोन ऑक्साइम का बेकमैन पुनर्विन्यास में फेनिल या मिथाइल समूह का नाइट्रोजन परमाणु पर स्थानांतरण होता है,जिसके परिणामस्वरूप दो समावयवी एमाइड बनते हैं: $Ph-CONH-CH_3$ ($N$-मिथाइलबेन्ज़ामाइड) और $CH_3-CONH-Ph$ ($N$-फेनिलएसिटामाइड)।

(D) $1$. $2,4-DNP$ परीक्षण कार्बोनिल यौगिकों (एल्डिहाइड और कीटोन) के लिए एक विशिष्ट परीक्षण है। सभी दिए गए विकल्पों में एक कार्बोनिल समूह होता है,इसलिए वे सभी $2,4-DNP$ परीक्षण देते हैं।
$2$. $I_2/NaOH$ परीक्षण (आयोडोफॉर्म परीक्षण) उन यौगिकों द्वारा दिया जाता है जिनमें $CH_3CO-$ समूह या $CH_3CH(OH)-$ समूह होता है।
$3$. विकल्पों का विश्लेषण करते हैं:
- $Ph-CHO$ (बेंजाल्डिहाइड): इसमें $CH_3CO-$ समूह नहीं होता है।
- डाइएथिल कीटोन $(CH_3CH_2COCH_2CH_3)$: इसमें $CH_3CO-$ समूह नहीं होता है।
- बेंजोफेनोन $(Ph-CO-Ph)$: इसमें $CH_3CO-$ समूह नहीं होता है।
- ब्यूटेन$-2-$ओन $(CH_3COCH_2CH_3)$: इसमें $CH_3CO-$ समूह होता है,इसलिए यह धनात्मक आयोडोफॉर्म परीक्षण देता है।
$4$. अतः,ब्यूटेन$-2-$ओन सही यौगिक है।

(A) चरण $1$: $CH_3-CO-CH_3$ (एसीटोन) $I_2/NaOH$ (आयोडोफॉर्म अभिक्रिया) के साथ अभिक्रिया करके $CHI_3$ (आयोडोफॉर्म,पीला यौगिक $A$) और $CH_3COONa$ (सोडियम एसीटेट $B$) देता है।
चरण $2$: $CHI_3$ पाउडर $Ag$ और गर्मी के साथ अभिक्रिया करके $CH \equiv CH$ (एसिटिलीन या एथाइन $C$) देता है।
चरण $3$: $CH \equiv CH$ का $HgSO_4/H_2SO_4$ की उपस्थिति में जलयोजन होने पर $CH_3CHO$ (एसिटाल्डिहाइड $D$) प्राप्त होता है।
अतः,$A = \text{आयोडोफॉर्म}$,$C = \text{एसिटिलीन}$,$D = \text{एसिटाल्डिहाइड}$.

(C) $3,4$-डाइमिथाइलसाइक्लोपेंटेनोन की $CH_3MgCl$ (ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक) के साथ अभिक्रिया और उसके बाद $NH_4Cl$ के साथ अभिक्रिया,कार्बोनिल समूह पर एक न्यूक्लियोफिलिक योग अभिक्रिया है। \\ न्यूक्लियोफाइल $(CH_3^-)$ कार्बोनिल कार्बन पर ऊपर या नीचे के फलक से हमला कर सकता है। \\ प्रारंभिक पदार्थ,$3,4$-डाइमिथाइलसाइक्लोपेंटेनोन में $3$ और $4$ स्थितियों पर दो कायरल केंद्र होते हैं। \\ प्रारंभिक पदार्थ की त्रिविम रसायन (stereochemistry) के आधार पर,ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक का हमला डायस्टेरियोमर्स के निर्माण की ओर ले जाएगा। \\ चूंकि कार्बोनिल कार्बन प्रोकायरल है,इसलिए दोनों फलकों से हमला करने पर दो अलग-अलग त्रिविम समावयवी (stereoisomers) बनेंगे। \\ विकल्प $C$ एक ऐसी संरचना को दर्शाता है जहाँ मिथाइल समूहों का सापेक्ष त्रिविम रसायन बदल गया है,जो कार्बोनिल पर एक साधारण न्यूक्लियोफिलिक योग के माध्यम से संभव नहीं है। इसलिए,विकल्प $C$ में दी गई संरचना नहीं बनती है।

(A) यह अभिक्रिया एक क्रॉस-कैनिज़ारो अभिक्रिया है।
फॉर्मेल्डिहाइड $(HCHO)$ और बेंज़ल्डिहाइड $(PhCHO)$ के बीच क्रॉस-कैनिज़ारो अभिक्रिया में,फॉर्मेल्डिहाइड अपचायक के रूप में कार्य करता है क्योंकि यह न्यूक्लियोफिलिक आक्रमण के प्रति अधिक सक्रिय होता है।
इसलिए,$HCHO$ का ऑक्सीकरण होकर फॉर्मेट $(HCOONa)$ प्राप्त होता है और $PhCHO$ का अपचयन होकर बेंज़िल अल्कोहल $(PhCH_2OH)$ प्राप्त होता है।
अभिक्रिया: $PhCHO + HCHO \xrightarrow{NaOH} PhCH_2OH + HCOONa$.

(A) $2-Butanone$ $(CH_3COCH_2CH_3)$ में एक मिथाइल कीटोन समूह होता है।
$NaOH$ और $I_2$ (हेलोफॉर्म अभिक्रिया) के साथ उपचार करने पर मिथाइल समूह का आयोडोफॉर्म $(CHI_3)$ में रूपांतरण हो जाता है और शेष भाग कार्बोक्सिलिक एसिड के लवण में बदल जाता है।
$H^+$ के साथ अम्लीकरण करने पर,लवण propanoic acid $(CH_3CH_2COOH)$ में परिवर्तित हो जाता है।
अतः,$NaOH, I_2 / H^+$ सही अभिकर्मक है।

(D) $KCN$ (उत्प्रेरक के रूप में) की उपस्थिति में कीटोन $(R_2C=O)$ की $HCN$ के साथ अभिक्रिया एक नाभिकरागी योगात्मक अभिक्रिया है जो साइनोहाइड्रिन बनाती है।
अतः,$A$ साइनोहाइड्रिन है,जिसकी संरचना $R_2C(OH)CN$ है।
इसके बाद,साइनो समूह $(-CN)$ का प्राथमिक एमीन $(-CH_2NH_2)$ में अपचयन करने के लिए लिथियम एल्युमिनियम हाइड्राइड $(LiAlH_4)$ जैसे प्रबल अपचायक का उपयोग किया जाता है।
इसलिए,$B$ का मान $LiAlH_4$ है।