Mix Examples-Carboxylic acids and Their derivative Questions in Gujarati

(D) પ્રતિક્રિયા-$1$ માં,સબસ્ટ્રેટમાં બે $-OH$ જૂથો (એક આલ્કોહોલિક,એક થાયોલ) અને બે $-COCl$ જૂથો છે.
દરેક $-OH$ જૂથ $1$ મોલ $CH_3MgBr$ સાથે એસિડ-બેઝ પ્રતિક્રિયા આપે છે (કુલ $2$ મોલ).
દરેક $-COCl$ જૂથ $2$ મોલ $CH_3MgBr$ સાથે ન્યુક્લિયોફિલિક એડિશન-એલિમિનેશન પ્રતિક્રિયા આપે છે (કુલ $4$ મોલ).
આમ,$x = 2 + 4 = 6$.
પ્રતિક્રિયા-$2$ માં,સબસ્ટ્રેટમાં એક $-COOEt$ જૂથ અને એક $-CH_2Cl$ જૂથ છે.
$-COOEt$ જૂથ $2$ મોલ $CH_3MgBr$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને તૃતીયક આલ્કોહોલ બનાવે છે.
$-CH_2Cl$ જૂથ આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે અને આ પરિસ્થિતિઓમાં $CH_3MgBr$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી.
આમ,$y = 2$.
તેથી,ગુણોત્તર $(x/y) = 6/2 = 3$.

(C) એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ અને મિથેનસલ્ફોનિક એસિડ $(CH_3SO_3H)$ બંને કાર્બોનિક એસિડ $(H_2CO_3)$ કરતા વધુ પ્રબળ એસિડ છે. તેથી,તેઓ $NaH^{14}CO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $^{14}CO_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે.
પ્રક્રિયા $1$: $CH_3COOH + NaH^{14}CO_3 \rightarrow CH_3COONa + H_2O + ^{14}CO_2 \uparrow (A)$
પ્રક્રિયા $2$: $CH_3SO_3H + NaH^{14}CO_3 \rightarrow CH_3SO_3Na + H_2O + ^{14}CO_2 \uparrow (C)$
$(A)$ અને $(C)$ બંને $^{14}CO_2$ છે.
જ્યારે $^{14}CO_2$ ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(PhMgBr)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને ત્યારબાદ જળવિભાજન થાય છે:
$PhMgBr + ^{14}CO_2$ $\rightarrow Ph-^{14}COOMgBr$ $\xrightarrow{H_3O^{+}} Ph-^{14}COOH$
આમ,$(B)$ અને $(D)$ બંને $Ph-^{14}COOH$ છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયકમાં ત્રણ એસિડિક પ્રોટોન છે: એક ફિનોલિક $-OH$,એક આલ્કોહોલિક $-OH$ અને એક એમાઈન $-NH-$.
પ્રથમ,$3$ તુલ્યાંક $PhMgBr$ બેઝ તરીકે વર્તીને આ ત્રણ એસિડિક સ્થાનોનું પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેનાથી મેગ્નેશિયમ ક્ષાર બને છે.
ત્યારબાદ,$2$ તુલ્યાંક $PhMgBr$ ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે વર્તીને એસ્ટર ગ્રુપ $(MeO_2C-)$ પર હુમલો કરે છે,જે $H_3O^+$ સાથે પ્રક્રિયા કર્યા પછી તૃતીયક આલ્કોહોલમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
તેથી,જરૂરી $PhMgBr$ ના કુલ તુલ્યાંકોની સંખ્યા $3 + 2 = 5$ છે.
આમ,$x = 5$.

(D) સંયોજન $B$ એ $1,3,5$-ટ્રાય(પ્રોપેન$-2-$યલિડીન)સાયક્લોહેક્સેન છે.
આ બંધારણ $1,3,5$-ટ્રાયમિથાઈલસાયક્લોહેક્સેન$-1,3,5-$ટ્રાયકાર્બોક્સિલેટ (અથવા સમાન ટ્રાય-એસ્ટર) ની વધારાના $CH_3MgBr$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ટ્રાય-તૃતીયક આલ્કોહોલ બનાવવા અને ત્યારબાદ $POCl_3$ /પાયરિડિનનો ઉપયોગ કરીને નિર્જલીકરણ કરવાથી બને છે.
દરેક એસ્ટર સમૂહ $(-COOCH_3)$ $2$ મોલ $CH_3MgBr$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને તૃતીયક આલ્કોહોલ $(-C(OH)(CH_3)_2)$ બનાવે છે.
$POCl_3$ /પાયરિડિન સાથે આ તૃતીયક આલ્કોહોલનું નિર્જલીકરણ કરવાથી અનુરૂપ આઈસોપ્રોપાઈલિડીન સમૂહો મળે છે.
તેથી,સંયોજન $A$ એ વિકલ્પ $D$ માં દર્શાવેલ ટ્રાય-એસ્ટર હોવું જોઈએ.

(D) પ્રક્રિયક $4-\text{oxocyclohexane}-1-\text{carbonyl chloride}$ છે.
જ્યારે તેને વધારાના $CH_3MgBr$ (ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક) સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે ન્યુક્લિયોફિલિક $CH_3^-$ એસિડ ક્લોરાઇડના કાર્બોનિલ કાર્બન અને કીટોન કાર્બોનિલ બંને પર હુમલો કરે છે.
$1$. એસિડ ક્લોરાઇડ $2$ મોલ $CH_3MgBr$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને તૃતીયક આલ્કોહોલ બનાવે છે,જે $2-\text{hydroxypropan}-2-\text{yl}$ સમૂહ છે.
$2$. કીટોન $1$ મોલ $CH_3MgBr$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને તૃતીયક આલ્કોહોલ બનાવે છે,જે $1-\text{hydroxy}-1-\text{methylethyl}$ સમૂહ છે.
જલીય વર્કઅપ $(H_2O)$ પછી,અંતિમ નીપજ $2-(4-(2-\text{hydroxypropan}-2-\text{yl})\text{cyclohexyl})\text{propan}-2-\text{ol}$ છે.

(C) આ પ્રક્રિયામાં $2-(\text{bromomethyl})\text{benzonitrile}$ ની પ્રક્રિયા વધારાના $NaOH$ અને $H_2O$ સાથે ગરમ કરીને કરવામાં આવે છે.
$1$. $-CN$ સમૂહ (નાઈટ્રાઈલ) આલ્કલાઇન જળવિભાજન પામીને કાર્બોક્સિલેટ સમૂહ $(-COO^-)$ બનાવે છે,જે એસિડિક પ્રક્રિયા બાદ કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(-COOH)$ સમૂહ આપે છે.
$2$. $-CH_2Br$ સમૂહ (બેન્ઝાઈલ બ્રોમાઈડ) $OH^-$ આયનો સાથે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન $(S_N2)$ પ્રક્રિયા કરીને પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(-CH_2OH)$ સમૂહ બનાવે છે.
તેથી,બંને ક્રિયાશીલ સમૂહો રૂપાંતરિત થાય છે,જેના પરિણામે મુખ્ય નીપજ તરીકે $2-(\text{hydroxymethyl})\text{benzoic acid}$ મળે છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયામાં કીટોન સમૂહ $(-C=O)$ અને કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $(-COOH)$ બંનેનું તેમના અનુરૂપ આલ્કોહોલમાં રિડક્શન થાય છે.
$LiAlH_4$ (લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રાઇડ) એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે જે કાર્બોક્સિલિક એસિડનું પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(-CH_2OH)$ માં અને કીટોનનું દ્વિતીયક આલ્કોહોલ $(-CH(OH)-)$ માં રિડક્શન કરી શકે છે.
$NaBH_4$ એ મંદ રિડક્શનકર્તા છે જે સામાન્ય રીતે કીટોનનું રિડક્શન કરે છે પરંતુ કાર્બોક્સિલિક એસિડનું નહીં.
$PCC$ એ ઓક્સિડેશનકર્તા છે અને $KMnO_4$ એ પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.
તેથી,આ રૂપાંતરણ માટે $LiAlH_4$ યોગ્ય પ્રક્રિયક છે.

(B) પ્રક્રિયા સાયક્લોહેક્સિલિડીન એસિટિક એસિડની વધારાના $CH_3Li$ સાથેની પ્રક્રિયાથી શરૂ થાય છે.
$CH_3Li$ ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે કાર્ય કરે છે અને કાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથના કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે.
પ્રોટોનેશન પછી,આ એક કીટોન બનાવે છે,ખાસ કરીને સાયક્લોહેક્સિલિડીન એસિટોન (સંયોજન $A$).
સંયોજન $A$ માં મિથાઈલ કીટોન જૂથ $(CH_3-C=O)$ હોય છે,જે $I_2$ અને $NaOH$ સાથે હેલોફોર્મ પ્રક્રિયા કરે છે.
હેલોફોર્મ પ્રક્રિયા મિથાઈલ કીટોનને કાર્બોક્સિલેટ ક્ષારમાં રૂપાંતરિત કરે છે અને આયોડોફોર્મ $(CHI_3)$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,અંતિમ ઉત્પાદન $(B)$ એ અનુરૂપ એસિડનો સોડિયમ ક્ષાર છે,જે સોડિયમ સાયક્લોહેક્સિલિડીન એસિટેટ છે.

(D) $1$. પ્રથમ તબક્કામાં વિલ્કિન્સન ઉદ્દીપક $(Ph_3P)_3RhCl$ નો ઉપયોગ કરીને સાયક્લોહેક્સેનોન વલયમાં રહેલા આલ્કીન દ્વિબંધનું હાઈડ્રોજનેશન થાય છે. આ ઉદ્દીપક એસ્ટર અથવા નાઈટ્રો સમૂહ જેવા અન્ય ક્રિયાશીલ સમૂહોને અસર કર્યા વિના આલ્કીનનું હાઈડ્રોજનેશન કરવા માટે પસંદગીયુક્ત છે. આમ,$(A)$ એ સંતૃપ્ત એસ્ટર છે.
$2$. બીજો તબક્કો એ જલીય મિથેનોલમાં $0.1 \ M \ NaOH$ નો ઉપયોગ કરીને એસ્ટર $(A)$ નું આલ્કલાઇન જળવિભાજન (સેપોનિફિકેશન) છે. આ પ્રક્રિયા એસ્ટર બંધને તોડીને કાર્બોક્સિલેટ ક્ષાર અને અનુરૂપ આલ્કોહોલ ઉત્પન્ન કરે છે.
$3$. બનતો કાર્બોક્સિલેટ ક્ષાર એ $p$-નાઈટ્રોબેન્ઝોએટ આયન છે,જે નીપજ $(B)$ છે. બીજી નીપજ $(C)$ એ આલ્કોહોલ છે,જેમાં નાઈટ્રોજન હોતો નથી.

(A) આ પ્રક્રિયા ઇથાઇલ$-2-$ક્લોરો$-2-$ફિનાઇલ એસિટેટ અને એસિટિક એસિડ વચ્ચેની એસિડ-ઉદ્દીપિત ટ્રાન્સ-એસ્ટરિફિકેશન પ્રક્રિયા છે.
$HCl$ અને ગરમીની હાજરીમાં,એસ્ટર સમૂહ $-COOCH_2CH_3$ એ એસિટિક એસિડના કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $-COOH$ દ્વારા બદલાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં એસિટિક એસિડના કાર્બોનિલ ઓક્સિજનનો એસ્ટર કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો થાય છે,ત્યારબાદ ઇથેનોલ દૂર થાય છે.
ત્યારબાદ ઇથેનોલ વધારાના એસિટિક એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઇથાઇલ એસિટેટ $(CH_3COOCH_2CH_3)$ બનાવે છે.
આમ,નીપજો $2-$ક્લોરો$-2-$ફિનાઇલ એસિટિક એસિડ $(C_6H_5CH(Cl)COOH)$ અને ઇથાઇલ એસિટેટ $(CH_3COOCH_2CH_3)$ છે.
વિકલ્પો સાથે સરખાવતા,વિકલ્પ $A$ આ નીપજો દર્શાવે છે.

(C) $1$. શરૂઆતનો પદાર્થ એ કાર્બોક્સિલિક એસિડ છે જે સાંકળના બીજા છેડે એસીટલ તરીકે સુરક્ષિત છે.
$2$. $CH_3Li$ (ઓર્ગેનોલિથિયમ પ્રક્રિયક) સાથેની પ્રક્રિયા પ્રથમ કાર્બોક્સિલિક એસિડનું ડિપ્રોટોનેશન કરીને લિથિયમ કાર્બોક્સિલેટ ક્ષાર બનાવે છે.
$3$. $CH_3Li$ નો બીજો અણુ કાર્બોક્સિલેટ કાર્બન પર હુમલો કરીને જેમ-ડાયોલ લિથિયમ ક્ષાર મધ્યવર્તી બનાવે છે.
$4$. એસિડિક વર્કઅપ $(H_3O^+)$ પર,એસીટલ પ્રોટેક્ટિંગ ગ્રુપનું જળવિભાજન થઈને કીટોન બને છે અને જેમ-ડાયોલ ક્ષાર પણ કીટોનમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
$5$. અંતિમ નીપજ $(C)$ એ $CH_3-C(=O)-CH_2-CH_2-C(=O)-CH_3$ (હેક્ઝેન$-2,5-$ડાયોન) છે.

(C) પ્રક્રિયા: $(\pm)$ $2$-મિથાઈલબ્યુટેનોઈક એસિડ + $(\pm)$ $2$-બ્યુટેનોલ $\longleftrightarrow$ એસ્ટર + $H_2O$.
$(\pm)$ $2$-મિથાઈલબ્યુટેનોઈક એસિડ બે પ્રતિબિંબીત સમઘટકો ધરાવે છે: $(R)$ અને $(S)$.
$(\pm)$ $2$-બ્યુટેનોલ બે પ્રતિબિંબીત સમઘટકો ધરાવે છે: $(R)$ અને $(S)$.
એસ્ટરીકરણ પ્રક્રિયામાં આ બે કાઈરલ ઘટકોમાંથી એસ્ટર બને છે.
એસિડ અને આલ્કોહોલના સંયોજનો નીચે મુજબ છે:
$1$. $(R)$-એસિડ + $(R)$-આલ્કોહોલ $\rightarrow$ $(R,R)$-એસ્ટર
$2$. $(R)$-એસિડ + $(S)$-આલ્કોહોલ $\rightarrow$ $(R,S)$-એસ્ટર
$3$. $(S)$-એસિડ + $(R)$-આલ્કોહોલ $\rightarrow$ $(S,R)$-એસ્ટર
$4$. $(S)$-એસિડ + $(S)$-આલ્કોહોલ $\rightarrow$ $(S,S)$-એસ્ટર
આ ચારેય એસ્ટરમાં બે કાઈરલ કેન્દ્રો છે અને તે મેસો સંયોજનો નથી,તેથી તે તમામ $4$ પ્રકાશીય સક્રિય છે.

(D) એસ્ટરીકરણ પ્રક્રિયામાં કાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથના કાર્બોનિલ કાર્બન પર મિથેનોલનો ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો સામેલ છે.
આ પ્રક્રિયામાં કાયરલ કેન્દ્ર ($-OH$ જૂથ સાથે જોડાયેલ કાર્બન પરમાણુ) સામેલ નથી.
કાયરલ કેન્દ્ર પ્રભાવિત ન હોવાથી,અણુનો નિરપેક્ષ વિન્યાસ ($R$ અથવા $S$) બદલાતો નથી.
પ્રકાશીય પરિભ્રમણ એ ભૌતિક ગુણધર્મ છે જે અણુના ચોક્કસ બંધારણ અને પર્યાવરણ પર આધાર રાખે છે.
નિરપેક્ષ વિન્યાસ અને પ્રકાશીય પરિભ્રમણના ચિહ્ન ($+$ અથવા $-$) વચ્ચે કોઈ સીધો સંબંધ નથી.
તેથી,પ્રકાશીય પરિભ્રમણના ચિહ્નમાં $(-)$ થી $(+)$ માં ફેરફાર એ માત્ર એક સંયોગ છે જે અણુ સાથે જોડાયેલા ક્રિયાશીલ જૂથમાં ફેરફારને કારણે થાય છે.

(C) આપેલ સંયોજન એક $\beta$-કીટો એસ્ટર છે. $H_3O^+$ સાથે જળવિભાજન પર,એસ્ટર જૂથો કાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથોમાં રૂપાંતરિત થાય છે,જે $\beta$-કીટો એસિડ બનાવે છે. $\beta$-કીટો એસિડ અસ્થિર હોય છે અને ગરમ કરવા પર $CO_2$ મુક્ત કરીને ડિકાર્બોક્સિલેશન પ્રક્રિયા અનુભવે છે. પરિણામી નીપજ સાયક્લોહેક્સેન$-1,4-$ડાયોન છે. આ ડાયોન તેના ઇનોલ સ્વરૂપ સાથે ટૉટોમેરિક સંતુલનમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે,જે હાઇડ્રોક્વિનોન (બેન્ઝીન$-1,4-$ડાયોલ) છે. ઇનોલ સ્વરૂપની એરોમેટિક સ્થિરતાને કારણે,તે મુખ્ય નીપજ છે.

(A) એસાઈલેશન દરમિયાન,દરેક હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ એક હાઈડ્રોજન પરમાણુના ગુમાવવાની સાથે એસિટાઈલ સમૂહ $(-COCH_3)$ દ્વારા બદલાય છે. દરેક $-OH$ સમૂહ માટે મોલર દળમાં થતો ચોખ્ખો વધારો $(43 - 1) = 42 \ g/mol$ છે.
ધારો કે $n$ એ હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહની સંખ્યા છે.
મોલર દળમાં થતો ફેરફાર: $\Delta M = n \times 42$.
$\Delta M = 390 - 180 = 210$.
$n = \frac{210}{42} = 5$.
તેથી,સંયોજન $(A)$ માં રહેલા હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહની સંખ્યા $5$ છે.

(C) બે સંયોજનોને પ્રક્રિયકનો ઉપયોગ કરીને અલગ પાડવા માટે,એક સંયોજન પ્રક્રિયા આપવું જોઈએ જ્યારે બીજું ન આપવું જોઈએ.
$1$. $NaHCO_3$ (સોડિયમ બાયકાર્બોનેટ) એક નિર્બળ બેઇઝ છે. તે ફક્ત કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(pKa \approx 4-5)$ જેવા પ્રબળ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CO_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે,પરંતુ ફિનોલ $(pKa \approx 10)$ જેવા નિર્બળ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.
$2$. $NaOH$ (સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ) એક પ્રબળ બેઇઝ છે. તે કાર્બોક્સિલિક એસિડ અને ફિનોલ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરીને તેમના ક્ષાર બનાવે છે.
$3$. વિકલ્પ $(c)$ માં,બેન્ઝોઇક એસિડ $(C_6H_5COOH)$ એક પ્રબળ એસિડ છે જે $NaHCO_3$ ($CO_2$ મુક્ત કરીને) અને $NaOH$ બંને સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. બેન્ઝાઇલ આલ્કોહોલ $(C_6H_5CH_2OH)$ એક તટસ્થ સંયોજન છે જે $NaHCO_3$ કે $NaOH$ બંનેમાંથી કોઈની સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી. આમ,તેમને બંને પ્રક્રિયકો દ્વારા અલગ પાડી શકાય છે.

(C) શરૂઆતનો પદાર્થ પાઈપરોનલ ($3$,$4$-મિથાઈલીનડાયોક્સીબેન્ઝાલ્ડિહાઈડ) છે.
$1$. $H_2O$ અને ગરમીમાં $KMnO_4$ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી આલ્ડિહાઈડ ગ્રુપ $(-CHO)$ નું કાર્બોક્સિલિક એસિડ ગ્રુપ $(-COOH)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે,જે પાઈપરોનીલિક એસિડ બનાવે છે.
$2$. ત્યારબાદ $H_3O^+$ (એસિડિક જળવિભાજન) સાથેની પ્રક્રિયા મિથાઈલીનડાયોક્સી રિંગ (એસીટલ લિંકેજ) તોડે છે અને $3,4-$ડાયહાઈડ્રોક્સિબેન્ઝોઈક એસિડ (પ્રોટોકેટેચ્યુઈક એસિડ) આપે છે.
તેથી,અંતિમ નીપજ $(G)$ $3,4-$ડાયહાઈડ્રોક્સિબેન્ઝોઈક એસિડ છે.

(A) એસ્ટર $R-CO-OR'$ નું બેઝિક માધ્યમમાં સાબુનીકરણ $Acyl$ $Oxygen$ $Cleavage$ ($AAC_2$ મિકેનિઝમ) અનુસરે છે.
હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન $(OH^-)$ કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે અને ટેટ્રાહેડ્રલ મધ્યવર્તી બનાવે છે.
આ મધ્યવર્તી તૂટીને આલ્કોક્સાઇડ આયન $(R'O^-)$ મુક્ત કરે છે.
આલ્કોક્સાઇડ આયન ઝડપથી કાર્બોક્સિલિક એસિડમાંથી પ્રોટોન મેળવીને આલ્કોહોલ $(R'OH)$ બનાવે છે.
આપેલ એસ્ટર $C_6H_5-CO-^{18}OCH_3$ માં,$^{18}O$ આઇસોટોપ આલ્કોક્સી ગ્રુપ $(-^{18}OCH_3)$ માં હાજર છે.
તેથી,$^{18}O$ આઇસોટોપ અંતે મળતા આલ્કોહોલ $CH_3-^{18}OH$ માં જોવા મળશે.

(A) એસિડ ક્લોરાઈડ (સાયક્લોહેક્ઝેનકાર્બોનિલ ક્લોરાઈડ) અને દ્વિતીયક એમાઈન $(Me_2NH)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા એ ન્યુક્લિયોફિલિક એસિલ વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
એમાઈનના નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર રહેલી અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ એસિડ ક્લોરાઈડના ઈલેક્ટ્રોન-અનુરાગી કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે.
આના પરિણામે $HCl$ ના દૂર થવાથી એમાઈડ અંતિમ નીપજ તરીકે બને છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $C_6H_{11}COCl + 2Me_2NH \rightarrow C_6H_{11}CONMe_2 + Me_2NH_2^+Cl^-$.
આમ,નીપજ $(X)$ એ $N,N$-ડાયમિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનકાર્બોક્સામાઈડ છે.

(C) $\beta$-કીટો કાર્બોક્સિલેટ એનાયનનું ડિકાર્બોક્સિલેશન પ્રક્રિયાના વેગ-નિર્ધારક તબક્કામાં કાર્બેનાયન મધ્યવર્તીની રચનાનો સમાવેશ કરે છે. આ કાર્બેનાયનની સ્થિરતા પ્રક્રિયાનો વેગ નક્કી કરે છે. ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક જૂથો $(EWG)$ $\alpha$-કાર્બન પર બનેલા કાર્બેનાયનને સ્થિર કરે છે. ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક શક્તિનો ક્રમ $-NO_2 > -CN > -Cl > -F$ છે. તેથી,કાર્બેનાયનની સ્થિરતા અને ડિકાર્બોક્સિલેશનનો વેગ નીચે મુજબ છે: $c (NO_2) > d (CN) > b (Cl) > a (F)$.

(A) આ પ્રક્રિયા થેલોઈલ ક્લોરાઈડ અને મિથાઈલએમાઈન $(CH_3NH_2)$ વચ્ચે થાય છે.
$1$. મિથાઈલએમાઈનનો ન્યુક્લિયોફિલિક નાઈટ્રોજન એસિડ ક્લોરાઈડ સમૂહોમાંથી એકના કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે $HCl$ દૂર થાય છે અને એમાઈડ મધ્યવર્તી બને છે.
$2$. બીજો એમાઈડ નાઈટ્રોજન બીજા કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે $HCl$ નો બીજો અણુ દૂર થાય છે અને ચક્રીય ઈમાઈડ બને છે.
$3$. અંતિમ નીપજ $N$-મિથાઈલથેલીમાઈડ છે.

(B) $\beta$-કીટો એસિડનું ડિકાર્બોક્સિલેશન સામાન્ય રીતે ચક્રીય છ-સભ્યની સંક્રાંતિ અવસ્થા દ્વારા થાય છે,જે ઇનોલ મધ્યવર્તી બનાવે છે અને ત્યારબાદ તે કીટોનમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
વિકલ્પ $B$ એક બાયસાઇક્લિક $\beta$-કીટો એસિડ દર્શાવે છે જેમાં કાર્બોક્સિલ સમૂહ બ્રિજહેડ સ્થાન પર છે.
ડિકાર્બોક્સિલેશન માટે પરિણામી ઇનોલ મધ્યવર્તીમાં બ્રિજહેડ સ્થાન પર દ્વિબંધની રચના જરૂરી છે.
બ્રેડ્ટના નિયમ મુજબ,નાના બાયસાઇક્લિક સિસ્ટમના બ્રિજહેડ પર દ્વિબંધની રચના અત્યંત અસ્થિર છે અને તે શક્ય નથી.
તેથી,વિકલ્પ $B$ માં આપેલ સંયોજનનું ડિકાર્બોક્સિલેશન થશે નહીં.

(D) પ્રથમ બંધારણ એક ચક્રીય ઇમાઇડ (સક્સિનિમાઇડ) છે,જેમાં નાઇટ્રોજન પરમાણુ સાથે બે કાર્બોનિલ સમૂહો જોડાયેલા હોય છે.
બીજું બંધારણ એક ચક્રીય એમાઇડ છે,જેને લેક્ટમ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
ત્રીજું બંધારણ એક ચક્રીય એસ્ટર છે,જેને લેક્ટોન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો ક્રમ ઇમાઇડ,લેક્ટમ,લેક્ટોન છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં $2$-હાઇડ્રોક્સી$-2-$સાયક્લોહેક્સિલ એસિટિક એસિડની $3$ તુલ્ય $EtLi$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.
પ્રથમ,$2$ તુલ્ય $EtLi$ બેઇઝ તરીકે કાર્ય કરે છે,જે કાર્બોક્સિલિક એસિડ અને હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ બંનેનું પ્રોટોન દૂર કરીને ડાય-એનાયન બનાવે છે.
ત્યારબાદ ત્રીજો તુલ્ય $EtLi$ ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે કાર્ય કરે છે અને કાર્બોક્સિલેટ કાર્બન પર હુમલો કરે છે.
એસિડિક વર્કઅપ $(H_3O^+)$ પછી,મધ્યવર્તી સંયોજન જેમ-ડાયોલ બનાવે છે,જે અસ્થિર છે અને પાણીનો અણુ ગુમાવીને કીટોન બનાવે છે.
અંતિમ નીપજ $1$-સાયક્લોહેક્સિલ$-2-$હાઇડ્રોક્સીબ્યુટેન$-1-$ઓન છે,જે વિકલ્પ $B$ માં દર્શાવેલ બંધારણને અનુરૂપ છે.

(C) આ પ્રક્રિયા લેક્ટિક એસિડ $(CH_3CH(OH)COOH)$ અને એલાઈલ આલ્કોહોલ $(CH_2=CHCH_2OH)$ વચ્ચે સાંદ્ર $H_2SO_4$ ની હાજરીમાં થતી એસ્ટરીકરણ પ્રક્રિયા છે.
એસ્ટરીકરણ પ્રક્રિયામાં,એસિડનો કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $(-COOH)$ આલ્કોહોલના હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસ્ટર $(-COOR)$ અને પાણી $(H_2O)$ બનાવે છે.
લેક્ટિક એસિડના કાયરલ કાર્બન સાથે જોડાયેલ હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ આ પરિસ્થિતિઓમાં અપરિવર્તિત રહે છે.
તેથી,નીપજ $(X)$ એલાઈલ $2-$હાઈડ્રોક્સીપ્રોપેનોએટ છે,જેને એલાઈલ લેક્ટેટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયક એ કીટલ સમૂહ ધરાવતો ડાયએસ્ટર છે. $H_3O^{\oplus}$ સાથે પ્રક્રિયા અને ગરમ કરવાથી નીચે મુજબના તબક્કાઓ થાય છે:
$1$. બે એસ્ટર સમૂહો $(-CO_2Et)$ નું કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહો $(-COOH)$ માં જળવિભાજન અને કીટલ સમૂહ ($-OMe$ સમૂહો) નું કીટોન સમૂહ $(=O)$ માં જળવિભાજન થાય છે.
$2$. પરિણામી મધ્યવર્તી સંયોજન એ $\beta$-કીટો ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ છે.
$3$. $\beta$-કીટો એસિડ અને જેમ-ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ ગરમ કરવા પર અસ્થિર હોય છે અને તેનું ડિકાર્બોક્સિલેશન ($CO_2$ દૂર થવું) થાય છે.
$4$. અણુ બે $CO_2$ ના અણુઓ અને એક $H_2O$ નો અણુ ગુમાવીને અંતિમ નીપજ $(A)$ તરીકે સાયક્લોહેક્ઝેનોન આપે છે.

(C) $1$. થેલિક એનહાઇડ્રાઇડ મિથેનોલ $(MeOH)$ સાથે ન્યુક્લિયોફિલિક એસિલ સબસ્ટિટ્યુશન દ્વારા પ્રક્રિયા કરીને એનહાઇડ્રાઇડ રિંગ ખોલે છે,જે મોનોમિથાઈલ થેલેટ $(A)$ બનાવે છે,જે $C_6H_4(COOCH_3)(COOH)$ છે.
$2$. $(A)$ માં રહેલા કાર્બોક્સિલિક એસિડ ગ્રુપની $PCl_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરતા તે એસિડ ક્લોરાઈડમાં રૂપાંતરિત થાય છે,જે મિથાઈલ $2-$(ક્લોરોકાર્બોનિલ)બેન્ઝોએટ $(B)$ આપે છે,જે $C_6H_4(COOCH_3)(COCl)$ છે.
$3$. અંતે,એસિડ ક્લોરાઈડ $(B)$ ની મિથાઈલએમાઈન $(MeNH_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા ક્લોરિન પરમાણુને મિથાઈલએમિનો ગ્રુપ દ્વારા બદલે છે,જેના પરિણામે અંતિમ નીપજ $(C)$ મળે છે,જે મિથાઈલ $2-$(મિથાઈલકાર્બામોઈલ)બેન્ઝોએટ,$C_6H_4(COOCH_3)(CONHCH_3)$ છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં લેક્ટોન વલયના કાર્બોનિલ કાર્બન પર પ્રાથમિક એમાઈન $(R-CH_2-NH_2)$ નો ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો થાય છે.
આનાથી લેક્ટોનનું વલય ખુલે છે અને એમાઈડ મધ્યવર્તી બને છે.
ત્યારબાદ,નવા બનેલા એમાઈડનો નાઈટ્રોજન પરમાણુ બીજા કાર્બોનિલ સમૂહ પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ ધરાવતું લેક્ટમ વ્યુત્પન્ન બને છે.
અંતિમ નીપજ $(A)$ એ વિકલ્પ $(B)$ માં દર્શાવેલ બંધારણ છે.

(B) પ્રક્રિયા ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$1$. પ્રારંભિક પદાર્થ સાયક્લોપ્રોપેન$-1,2,3-$ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડનો ટ્રાયએસ્ટર છે.
$2$. $KOH$ અને ત્યારબાદ $H_3O^+$ સાથેની પ્રક્રિયા એસ્ટર સમૂહોનું કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહોમાં જળવિભાજન કરે છે,જે સાયક્લોપ્રોપેન$-1,2,3-$ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ આપે છે.
$3$. $PCl_5$ સાથેની પ્રક્રિયા કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહોને એસિડ ક્લોરાઈડ સમૂહોમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
$4$. ત્યારબાદ $LiAlH_4$ સાથેનું રિડક્શન એસિડ ક્લોરાઈડ સમૂહોને પ્રાથમિક આલ્કોહોલ સમૂહોમાં રિડ્યુસ કરે છે,જેના પરિણામે સાયક્લોપ્રોપેન$-1,2,3-$ટ્રાયમિથેનોલ મળે છે.
$5$. અંતે,$H^+$ સાથે ગરમ કરવાથી નિર્જલીકરણ અને પુનઃરચના થઈને બેન્ઝીન બને છે.
આમ,નીપજ $(X)$ બેન્ઝીન છે.

(A) જ્યારે લેક્ટિક એસિડ $(CH_3-CH(OH)-COOH)$ જેવા $\alpha$-હાઈડ્રોક્સી એસિડને ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ આંતર-આણ્વીય એસ્ટરીકરણ દ્વારા લેક્ટાઈડ તરીકે ઓળખાતા ચક્રીય ડાયએસ્ટર બનાવે છે.
લેક્ટિક એસિડના બે અણુઓ પાણીના બે અણુઓ ગુમાવીને આકૃતિમાં દર્શાવેલ છ-સભ્યવાળી ચક્રીય રચના બનાવે છે.
પ્રક્રિયા: $2 CH_3-CH(OH)-COOH \xrightarrow{\Delta} \text{Lactide} + 2 H_2O$.

(A) આ પ્રક્રિયામાં $\beta$-કીટો એસ્ટરનું જળવિભાજન અને ત્યારબાદ ગરમ કરવાથી ડિકાર્બોક્સિલેશન થાય છે.
$1$. પ્રારંભિક પદાર્થ એ $\alpha$-સ્થાન પર બે એસ્ટર જૂથો $(-CO_2Et)$ ધરાવતું વિસ્થાપિત સાયક્લોપેન્ટેનોન છે.
$2$. $H_2O/H_2SO_4$ અને ગરમી સાથે એસ્ટર જૂથોનું જળવિભાજન તેમને કાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથો $(-CO_2H)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
$3$. પરિણામી $\beta$-કીટો એસિડ અસ્થિર છે અને ગરમ કરવા પર ડિકાર્બોક્સિલેશન ($CO_2$ ગુમાવવું) અનુભવે છે.
$4$. ઇથાઇલ જૂથ $(-Et)$ કીટોન સાપેક્ષ $3$-સ્થાન પર છે.
$5$. તેથી,અંતિમ નીપજ $3$-ઇથાઇલસાયક્લોપેન્ટેનોન છે.

(A) શરૂઆતનો પદાર્થ મિથાઈલ $p$-મિથાઈલબેન્ઝોએટ $(CH_3-C_6H_4-COOCH_3)$ છે. લક્ષ્ય નીપજ $N$-મિથાઈલ-$p$-મિથાઈલબેન્ઝેમાઈડ $(CH_3-C_6H_4-CONHCH_3)$ છે.
$1$. પ્રથમ,એસ્ટરનું એસિડ $(H_3O^{+})$ નો ઉપયોગ કરીને જળવિભાજન કરવામાં આવે છે જેથી $p$-મિથાઈલબેન્ઝોઈક એસિડ $(CH_3-C_6H_4-COOH)$ બને છે.
$2$. ત્યારબાદ,કાર્બોક્સિલિક એસિડની પ્રક્રિયા થાયોનાઈલ ક્લોરાઈડ $(SOCl_2)$ સાથે કરવામાં આવે છે જેથી એસિડ ક્લોરાઈડ $(CH_3-C_6H_4-COCl)$ બને છે.
$3$. અંતે,એસિડ ક્લોરાઈડ મિથાઈલએમાઈન $(CH_3NH_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એમાઈડ $(CH_3-C_6H_4-CONHCH_3)$ બનાવે છે.
આમ,સાચો ક્રમ $H_3O^{+}$; $SOCl_2$; $CH_3NH_2$ છે.

(D) એસિટોનાઇટ્રાઇલ $(CH_3CN)$ ના એસિડ-કેટેલાઇઝ્ડ હાઇડ્રોલિસિસમાં,પ્રથમ પગલું એસિડ $(H^+)$ દ્વારા નાઇટ્રાઇલ ગ્રુપના નાઇટ્રોજન પરમાણુનું પ્રોટોનેશન છે.
આ પ્રોટોનેશન નાઇટ્રાઇલ કાર્બન પરમાણુની ઇલેક્ટ્રોફિલિસિટી વધારે છે.
ત્યારબાદ,પાણીનો અણુ $(H_2O)$,ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે કામ કરીને,પ્રોટોનેટેડ નાઇટ્રાઇલના ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પરમાણુ પર હુમલો કરે છે.
આ વિકલ્પ $D$ માં દર્શાવેલ મિકેનિઝમને અનુરૂપ છે.

(C) થેલેમાઇડ $(C_6H_4(CONH)_2)$ જ્યારે $NaOH$ જેવા પ્રબળ બેઇઝ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે ત્યારે તેનું જળવિભાજન થાય છે.
શરૂઆતમાં,ઇમાઇડ ગ્રુપનું જળવિભાજન થઈને એમાઇડ-એસિડ બને છે,અને વધુ જળવિભાજન થવાથી થેલેટ આયન $(C_6H_4(COO^-)_2)$ અને એમોનિયા $(NH_3)$ મળે છે.
વધારાના $NaOH$ ની હાજરીમાં,અંતિમ નીપજ થેલિક એસિડનો ડાયસોડિયમ ક્ષાર એટલે કે સોડિયમ થેલેટ છે.

(B) આ પ્રક્રિયા મેલોનિક એસ્ટર સંશ્લેષણ છે જેમાં આંતરિક આલ્કાઈલેશન થાય છે.
શરૂઆતનો પદાર્થ $Br-CH_2-(CH_2)_n-CH_2-Br$ અને ડાયઈથાઈલ મેલોનેટ $CH_2(CO_2Et)_2$ છે.
છ-સભ્યની રીંગ બનાવવા માટે,રીંગમાં કુલ કાર્બન પરમાણુઓની સંખ્યા $6$ હોવી જોઈએ.
મેલોનેટ કાર્બન $1$ કાર્બન પરમાણુ આપે છે,અને બાકીની સાંકળ $-(CH_2)_n-CH_2-CH_2-$ બાકીના $5$ કાર્બન પરમાણુઓ પૂરા પાડે છે.
આમ,બે બ્રોમીન પરમાણુઓ વચ્ચેની સાંકળમાં $5$ કાર્બન પરમાણુઓ હોવા જોઈએ.
$Br-CH_2-(CH_2)_n-CH_2-Br$ બંધારણમાં,સાંકળમાં કાર્બનની કુલ સંખ્યા $n+2$ છે.
$n+2 = 5$ લેતા $n = 3$ મળે છે.
તેથી,જ્યારે $n=3$ હોય,ત્યારે સાંકળ $Br-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-Br$ બને છે,જે મેલોનેટ સાથે પ્રક્રિયા કરીને છ-સભ્યની રીંગ બનાવે છે.

(A) શરૂઆતનો પદાર્થ સાયક્લોહેક્સેન$-1,1,2-$ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ છે.
ગરમ કરવા પર,જેમિનલ ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથનું ડિકાર્બોક્સિલેશન ($CO_2$ દૂર થવું) થાય છે અને સાયક્લોહેક્સેન$-1,2-$ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ બને છે.
પરિણામી સાયક્લોહેક્સેન$-1,2-$ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડમાં બે કાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથો વલયની સાપેક્ષમાં $cis$ ગોઠવણીમાં હોય છે.
વધુ ગરમ કરવાથી બે નજીકના કાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથો વચ્ચે પાણીનો અણુ દૂર થાય છે (નિર્જલીકરણ) અને ચક્રીય એનહાઇડ્રાઇડ બને છે.
શરૂઆતની ગોઠવણી $cis$ હોવાથી,મળતી નીપજ $cis-$સાયક્લોહેક્સેન$-1,2-$ડાયકાર્બોક્સિલિક એનહાઇડ્રાઇડ છે.

(A) પગલું $1$: $EtOH/HCl$ સાથે કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહનું એસ્ટરીકરણ કરવાથી અનુરૂપ ઇથાઈલ એસ્ટર મળે છે: $Ar-CO-CH_2CH_2CO_2Et$।
પગલું $2$: $EtMgBr$ (ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક) સાથે પ્રક્રિયા. ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકો દ્વારા ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા માટે કીટોન એસ્ટર કરતા વધુ સક્રિય હોય છે. તેથી,$Et^-$ ન્યુક્લિયોફાઈલ કીટોન કાર્બોનિલ સમૂહ પર હુમલો કરે છે.
પગલું $3$: એસિડિક વર્કઅપ $(H^+/\Delta)$ પછી,કીટોન તૃતીયક આલ્કોહોલમાં રૂપાંતરિત થાય છે: $Ar-C(OH)(Et)-CH_2CH_2CO_2Et$।

(B) પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં થાય છે:
$1$. સિનેમિક એસિડ $(Ph-CH=CH-COOH)$ ની $SOCl_2$ સાથેની પ્રક્રિયાથી કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહનું એસિડ ક્લોરાઈડમાં રૂપાંતર થાય છે,જે સિનેમોઈલ ક્લોરાઈડ $(Ph-CH=CH-COCl)$ બનાવે છે.
$2$. ત્યારબાદ સિનેમોઈલ ક્લોરાઈડની સાયક્લોપ્રોપાઈલ એમાઈન $(NH_2-cyclopropyl)$ સાથેની પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક એસિલ સબસ્ટિટ્યુશન પ્રક્રિયા છે. એમાઈનનો નાઈટ્રોજન પરમાણુ એસિડ ક્લોરાઈડના કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે એમાઈડ બને છે.
આમ,અંતિમ નીપજ $(A)$ એ $N$-સાયક્લોપ્રોપાઈલસિનેમામાઈડ છે,જે $Ph-CH=CH-CONH-(cyclopropyl)$ છે.

(A) સોડિયમ એસિટેટ $(CH_3COO^-Na^+)$ અને એસિટિલ ક્લોરાઈડ $(CH_3COCl)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા એ ન્યુક્લિયોફિલિક એસિલ સબસ્ટિટ્યુશન પ્રક્રિયા છે.
આ ક્રિયાવિધિમાં,એસિટેટ આયન $(CH_3COO^-)$ ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે કાર્ય કરે છે.
એસિટેટ આયનનો ન્યુક્લિયોફિલિક ઓક્સિજન પરમાણુ એસિટિલ ક્લોરાઈડ અણુના ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે.
આ હુમલાના પરિણામે ટેટ્રાહેડ્રલ મધ્યવર્તીનું નિર્માણ થાય છે,જ્યાં કાર્બોનિલ કાર્બન એસિટેટ ઓક્સિજન,મિથાઈલ ગ્રુપ,ક્લોરિન પરમાણુ અને મૂળ કાર્બોનિલ ઓક્સિજન (જે હવે ઋણ વીજભાર ધરાવે છે) સાથે જોડાયેલ હોય છે.
તેથી,સાચી ક્રિયાવિધિમાં એસિટેટ આયન ટેટ્રાહેડ્રલ મધ્યવર્તી બનાવવા માટે એસિટિલ ક્લોરાઈડના કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે.

(A) સક્સિનિક એનહાઈડ્રાઈડ અને મિથાઈલએમાઈન $(CH_3NH_2)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા શરૂઆતમાં $N$-મિથાઈલસક્સિનેમિક એસિડ બનાવે છે. ગરમ કરવા પર,આ મધ્યવર્તી સંયોજન પાણીના અણુને દૂર કરીને આંતરિક ચક્રીયકરણ પામે છે અને અંતિમ મુખ્ય નીપજ તરીકે $N$-મિથાઈલસક્સિનિમાઈડ બનાવે છે.

(B) કાર્બોક્સિલિક એસિડ અને આલ્કોહોલ વચ્ચે એસિડ ઉદ્દીપક (જેમ કે $H_2SO_4$) ની હાજરીમાં થતી પ્રક્રિયાને ફિશર એસ્ટરીકરણ કહેવામાં આવે છે.
ઈથેનોઈક એસિડ $(CH_3COOH)$ એ $3$-મિથાઈલબ્યુટેન-$1$-ઓલ $(CH_3CH(CH_3)CH_2CH_2OH)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસ્ટર $3$-મિથાઈલબ્યુટાઈલ ઈથેનોએટ બનાવે છે.
$3$-મિથાઈલબ્યુટાઈલ ઈથેનોએટનું બંધારણ $CH_3COOCH_2CH_2CH(CH_3)CH_3$ છે.
આપેલા વિકલ્પો સાથે સરખાવતા,આ બંધારણ વિકલ્પ $(B)$ ને અનુરૂપ છે.

(A) $1$. Phthalic anhydride $PCl_5$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને Phthaloyl chloride $(A)$ બનાવે છે,જે બેન્ઝીન$-1,2-$ડાયકાર્બોનિલ ક્લોરાઇડ છે.
$2$. $(A)$ નું $LiAlH_4$ વડે રિડક્શન કરવાથી બેન્ઝીન$-1,2-$ડાયમિથેનોલ $(B)$ (Phthalyl alcohol) મળે છે.
$3$. $(B)$ નું $PCC$ (Pyridinium chlorochromate) વડે ઓક્સિડેશન કરવાથી Phthalaldehyde $(C)$ (બેન્ઝીન$-1,2-$ડાયકાર્બાલ્ડિહાઇડ) મળે છે.
$4$. Phthalaldehyde $HO^-$ અને $\Delta$ ની હાજરીમાં આંતરઆણ્વીય કેનિઝારો પ્રક્રિયા અનુભવે છે અને અંતિમ નીપજ $(D)$ બનાવે છે,જે $2-$(hydroxymethyl)benzoate આયન છે.

(B) જે સંયોજનોમાં કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહની સાપેક્ષમાં $\beta$-સ્થાન પર કાર્બોનિલ સમૂહ હોય ($\beta$-કીટો એસિડ),તે ગરમ કરવા પર સરળતાથી ડીકાર્બોક્સિલેશન પામે છે.
સંયોજન $3$ એ $\beta$-કીટો એસિડ છે,જે ગરમ કરવા પર સ્થાયી છ-સભ્યોવાળી ચક્રીય સંક્રાંતિ અવસ્થા બનાવે છે,જેના પરિણામે $CO_2$ મુક્ત થાય છે.
સંયોજન $4$ એ જેમ-ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ (ખાસ કરીને મેલોનિક એસિડનું વ્યુત્પન્ન) છે,જે પણ ગરમ કરવા પર ડીકાર્બોક્સિલેશન પામીને મોનોકાર્બોક્સિલિક એસિડ બનાવે છે.
તેથી,$3$ અને $4$ બંને ગરમ કરવા પર ડીકાર્બોક્સિલેશન પામશે.

(B) કાર્બોક્સિલિક એસિડની આલ્કોહોલ સાથે એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં (જેમ કે સૂકો $HCl$ વાયુ) થતી પ્રક્રિયાને ફિશર એસ્ટરીકરણ કહેવામાં આવે છે.
આપેલ પ્રક્રિયામાં,કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $(-COOH)$ ઇથેનોલ $(EtOH)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઇથાઇલ એસ્ટર બનાવે છે.
આ પરિસ્થિતિઓમાં ઈથર સમૂહ $(-OR)$ પર કોઈ અસર થતી નથી.
તેથી,કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $-COOH$ નું રૂપાંતર $-CO_2Et$ માં થાય છે,જ્યારે $-OR$ સમૂહ તે જ રહે છે.
આમ,નીપજ $A$ એ $RO-CH_2-CO_2Et$ છે.

(D) પ્રક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. ટોલ્યુઈન $(Ph-CH_3)$ પ્રકાશની હાજરીમાં $Br_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને (મુક્ત મુલક વિસ્થાપન) બેન્ઝાઈલ બ્રોમાઈડ $(Ph-CH_2Br)$ નીપજ $(A)$ બનાવે છે.
$2$. બેન્ઝાઈલ બ્રોમાઈડ $(Ph-CH_2Br)$ $KCN$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને (કેન્દ્રાનુરાગી વિસ્થાપન) બેન્ઝાઈલ સાયનાઈડ $(Ph-CH_2CN)$ બનાવે છે.
$3$. બેન્ઝાઈલ સાયનાઈડનું એસિડિક જળવિભાજન ($H_3O^{\oplus}$,ગરમ) સાયનો સમૂહ $(-CN)$ ને કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $(-CO_2H)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે,જે અંતિમ નીપજ $(B)$ તરીકે ફિનાઈલએસેટિક એસિડ $(Ph-CH_2CO_2H)$ આપે છે.

(B) કાર્બોક્સિલિક એસિડને ગરમ કરવા પર ડીકાર્બોક્સિલેશનની પ્રક્રિયા $\beta$-સ્થાન પર ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહ,જેમ કે કાર્બોનિલ સમૂહ ($\beta$-કીટો એસિડ) ની હાજરી દ્વારા સરળ બને છે.
આ પ્રક્રિયા ચક્રીય છ-સભ્યની સંક્રાંતિ અવસ્થા દ્વારા આગળ વધે છે,જે ઇનોલ મધ્યવર્તીના નિર્માણ દ્વારા સ્થિર થાય છે.
આપેલ બંધારણોમાં,વિકલ્પ $B$ એ $\beta$-કીટો એસિડ ($2$-ફિનાઇલ-$3$-ઓક્સોપેન્ટેનોઇક એસિડ) દર્શાવે છે,જ્યાં કાર્બોક્સિલ સમૂહ કાર્બોનિલ સમૂહની સાપેક્ષમાં $\alpha$-સ્થાન પર છે.
તેથી,તેનું ડીકાર્બોક્સિલેશન સૌથી સરળતાથી થાય છે.

(D) શરૂઆતનો પદાર્થ બે જેમિનલ ડાયસાયનો ગ્રુપ ધરાવતો વિસ્થાપિત સાયક્લોહેક્સિન છે.
$H_3O^{\oplus}$ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી ચાર $-CN$ ગ્રુપનું જળવિભાજન થઈને ચાર $-CO_2H$ ગ્રુપ બને છે,જે ટેટ્રાકાર્બોક્સિલિક એસિડ બનાવે છે.
ગરમ કરવાથી $(\Delta)$,ટેટ્રાકાર્બોક્સિલિક એસિડનું ડિકાર્બોક્સિલેશન ($2CO_2$ દૂર થાય છે) થાય છે અને સ્થાયી ચક્રીય એનહાઇડ્રાઇડ બને છે.
અંતિમ નીપજ $(A)$ એ પ્રક્રિયા ક્રમમાં દર્શાવ્યા મુજબની ચક્રીય એનહાઇડ્રાઇડ વ્યુત્પન્ન છે.

(C) આપેલ સંયોજન એ જેમ-ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડનું વ્યુત્પન્ન છે. ગરમ કરવા પર,તે ડિકાર્બોક્સિલેશન પ્રક્રિયા અનુભવે છે,જેમાં એક $-CO_2H$ સમૂહ $CO_2$ તરીકે દૂર થાય છે.
સાયક્લોપેન્ટેન વલયમાં કાઈરલ કેન્દ્રોની હાજરીને કારણે બંને $-CO_2H$ સમૂહો ડાયાસ્ટીરિયોટોપિક છે,તેથી કોઈપણ સમૂહને દૂર કરવાથી બે અલગ-અલગ સ્ટીરિયો આઈસોમેરિક નીપજો (ડાયાસ્ટીરિયોમર્સ) બનશે.
તેથી,$2$ નીપજો બનશે.

(C) આ પ્રતિક્રિયા $\beta$-ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડના ઉષ્મીય ડિકાર્બોક્સિલેશનને દર્શાવે છે.
$cis$-આઈસોમર માટે,બંને કાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથો વલયની એક જ બાજુએ હોય છે. ગરમ કરવા પર,ડિકાર્બોક્સિલેશન બે સમાન કાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથોમાંથી કોઈપણ એકમાંથી થઈ શકે છે,જે બાકીના જૂથ અને બ્રોમિન અણુઓના સાપેક્ષ અભિગમને આધારે બે શક્ય સ્ટીરિયો આઈસોમેરિક નીપજો (ડાયાસ્ટિરિયોમર્સ) બનાવે છે.
$trans$-આઈસોમર માટે,બંને કાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથો વલયની વિરુદ્ધ બાજુએ હોય છે. ચોક્કસ ભૂમિતિ અને ચક્રીય સંક્રમણ અવસ્થાની જરૂરિયાતને કારણે,ડિકાર્બોક્સિલેશન એક જ ચોક્કસ નીપજ આપે છે.
તેથી,$x$ માટે શક્ય નીપજોની સંખ્યા $2$ છે અને $y$ માટે $1$ છે.

(C) શરૂઆતનું પદાર્થ સાયક્લોપેન્ટેનોનનું $\beta$-હાઈડ્રોક્સી એસિડ ડેરિવેટિવ છે.
$KBrO$ (હાઈપોબ્રોમાઈટ) અને ત્યારબાદ $H^+$ સાથેની પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે ઓક્સિડેટીવ ક્લીવેજ અથવા હેલોફોર્મ પ્રકારની પ્રતિક્રિયાઓ તરફ દોરી જાય છે.
જો કે,આ ચોક્કસ પ્રતિક્રિયા શ્રેણીના સંદર્ભમાં,$\beta$-કીટો એસિડ અથવા સંબંધિત મધ્યવર્તી $(X)$ ગરમ કરવા પર $(\Delta)$ ડીકાર્બોક્સિલેશનમાંથી પસાર થાય છે.
$\beta$-કીટો એસિડનું ડીકાર્બોક્સિલેશન અનુરૂપ કીટોન બનાવવા માટે $CO_2$ ના નુકસાનમાં પરિણમે છે.
તેથી,અંતિમ નીપજ $(Y)$ સાયક્લોપેન્ટેનોન છે.