Mix Examples-Carboxylic acids and Their derivative Questions in Gujarati

(A) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$(A)$ મેથેનોઈક એસિડનો ઉપયોગ કાપડ ઉદ્યોગમાં $pH$ નિયંત્રક તરીકે થાય છે.
$(B)$ ઈથેનોઈક એસિડનો ઉપયોગ વિનેગર તરીકે થાય છે,જે એસિટિક એસિડનું $4-7 \%$ દ્રાવણ છે.
$(C)$ હેક્ઝેનડાયોઈક એસિડ (એડિપિક એસિડ) નાયલોન (પોલીમર) ના ઉત્પાદન માટેનો કાચો માલ છે.
$(D)$ સોડિયમ બેન્ઝોએટનો ઉપયોગ ખોરાકને બગડતો અટકાવવા માટે ખાદ્ય પ્રિઝર્વેટિવ તરીકે થાય છે.

(C) આપેલ કાર્બોક્સિલિક એસિડના સ્ત્રોતો નીચે મુજબ છે:
$A$. ફોર્મિક એસિડ $(HCOOH)$ લાલ કીડીઓમાં જોવા મળે છે.
$B$. એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ વિનેગરનો મુખ્ય ઘટક છે.
$C$. બ્યુટીરિક એસિડ $(CH_3CH_2CH_2COOH)$ રેન્સિડ માખણમાં જોવા મળે છે.
તેથી,સાચી જોડ $A-III, B-II, C-I$ છે.

(A) સંયોજનનું ઉત્કલન બિંદુ આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળો જેવા કે દ્વિધ્રુવ-દ્વિધ્રુવ આકર્ષણ અને હાઇડ્રોજન બંધન પર આધાર રાખે છે.
$1$. $CH_3COOH$ (એસિટિક એસિડ) માં મજબૂત આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધન હોય છે,તેથી તેનું ઉત્કલન બિંદુ સૌથી વધુ છે.
$2$. $CH_3CH_2CH_2OH$ (પ્રોપેન$-1-$ઓલ) માં પણ હાઇડ્રોજન બંધન હોય છે,પરંતુ તે એસિડ કરતા નબળું હોય છે.
$3$. $CH_3COCH_3$ (એસિટોન) અને $CH_3CH_2CHO$ (પ્રોપેનાલ) માં દ્વિધ્રુવ-દ્વિધ્રુવ આકર્ષણ હોય છે. એસિટોનનું ઉત્કલન બિંદુ પ્રોપેનાલ કરતા વધારે હોય છે.
$4$. આમ,સાચો ક્રમ $II < IV < III < I$ છે.

(B) $I$. એસિડિકતા: ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ ($-I$ અસર) કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિકતા વધારે છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ ($+I$ અસર અથવા હાઇપરકોન્જુગેશન) તેને ઘટાડે છે. ક્રમ $NCCH_2COOH > FCH_2COOH > H_3CCH_2COOH$ સાચો છે કારણ કે $-CN$ એ $-F$ કરતા વધુ મજબૂત $-I$ અસર ધરાવે છે,અને $-CH_3$ ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ છે.
$II$. પ્રતિક્રિયાત્મકતા (ન્યુક્લિયોફિલિક એડિશન પ્રત્યે): આલ્ડિહાઇડ્સ સામાન્ય રીતે કીટોન્સ કરતા વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે. આલ્ડિહાઇડ્સમાં,$CH_3CH_2CHO$ એ $PhCHO$ કરતા વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે. તેથી,સાચો ક્રમ $CH_3CH_2CHO > PhCHO > PhCOCH_3$ છે. આપેલ ક્રમ ખોટો છે.
$III$. ઉત્કલન બિંદુ: આલ્કોહોલ હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગને કારણે સૌથી વધુ ઉત્કલન બિંદુ ધરાવે છે. સમાન આણ્વીય વજન ધરાવતા કાર્બોનિલ સંયોજનોમાં,આલ્ડિહાઇડ્સ સામાન્ય રીતે કીટોન્સ કરતા ઊંચા ઉત્કલન બિંદુ ધરાવે છે. ક્રમ $H_3COCH_2CH_3$ (કીટોન) $< H_3CCH_2CHO$ (આલ્ડિહાઇડ) $< H_3CCH_2CH_2OH$ (આલ્કોહોલ) સાચો છે.
તેથી,સેટ $I$ અને $III$ સાચા છે.

(A) વિસ્થાપિત બેન્ઝોઇક એસિડની એસિડિકતા બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા વિસ્થાપકોની ઇલેક્ટ્રોનિક અસરો પર આધાર રાખે છે.
$1$. $-NO_2$ ગ્રુપ ($II$ માં) એ પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક ગ્રુપ ($-I$ અને $-M$ અસરો) છે,જે કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિકતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.
$2$. $-CH_3$ ગ્રુપ ($IV$ માં) એ ઇલેક્ટ્રોન-દાતા ગ્રુપ ($+I$ અને હાઇપરકોન્જુગેશન) છે,જે બેન્ઝોઇક એસિડ $(I)$ ની તુલનામાં એસિડિકતા ઘટાડે છે.
$3$. $-OCH_3$ ગ્રુપ ($III$ માં) પ્રબળ $+M$ અસર (ઇલેક્ટ્રોન-દાતા) દર્શાવે છે,જે તેની $-I$ અસર કરતા ઘણી વધારે છે. આ તેને $-CH_3$ કરતા વધુ પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-દાતા ગ્રુપ બનાવે છે,તેથી તે $-CH_3$ ગ્રુપ કરતા વધુ એસિડિકતા ઘટાડે છે.
$4$. તેથી,એસિડિકતાનો ક્રમ છે: $III$ (સૌથી ઓછું એસિડિક) $< IV < I < II$ (સૌથી વધુ એસિડિક).
આમ,સાચો વધતો ક્રમ $III < IV < I < II$ છે.

(A) $1.$ એલ્ડૉક્સાઇમનું એસિટિક એનહાઇડ્રાઇડ સાથે નિર્જલીકરણ નાઇટ્રાઇલ આપે છે: $CH_3 CH_2 CH=NOH \xrightarrow{(CH_3 CO)_2 O} CH_3 CH_2 CN + 2 CH_3 COOH$.
$2.$ આલ્કાઇલ હેલાઇડનું $KCN$ સાથે ન્યુક્લિઓફિલિક વિસ્થાપન આલ્કાઇલ સાયનાઇડ આપે છે: $CH_3 CH_2 Cl + KCN \rightarrow CH_3 CH_2 CN + KCl$.
$3.$ $AgCN$ સાથેની પ્રક્રિયા આઇસોસાયનાઇડ આપે છે: $CH_3 CH_2 Cl + AgCN \rightarrow CH_3 CH_2 NC + AgCl$.
$4.$ પિરિડિનમાં $C_6 H_5 SO_2 Cl$ સાથે એમાઇડનું નિર્જલીકરણ નાઇટ્રાઇલ આપે છે: $CH_3 CH_2 CON(CH_3)_2 \xrightarrow{C_6 H_5 SO_2 Cl, \text{ Pyridine}} CH_3 CH_2 CN + C_6 H_5 SO_3 H + (CH_3)_2 NH$.
આમ,પ્રક્રિયા $1, 2$ અને $4$ ઇથાઇલ સાયનાઇડ બનાવે છે. આપેલા વિકલ્પો મુજબ,સૌથી યોગ્ય સેટ $1, 2$ છે.

(A) પ્રતિક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. આયોડોબેન્ઝીન $Et_2O$ ની હાજરીમાં $Mg$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ફિનાઇલમેગ્નેશિયમ આયોડાઇડ (ગ્રીગનાર્ડ રીએજન્ટ) બનાવે છે.
$2$. ફિનાઇલમેગ્નેશિયમ આયોડાઇડ $CO_2$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરે છે અને ત્યારબાદ એસિડ જળવિભાજન $(H_3O^+)$ દ્વારા બેન્ઝોઇક એસિડ આપે છે.
$3$. બેન્ઝોઇક એસિડ $Br_2/FeBr_3$ સાથે ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રતિક્રિયા આપે છે. $-COOH$ ગ્રુપ એ નિષ્ક્રિય કરનાર અને મેટા-ડાયરેક્ટિંગ ગ્રુપ હોવાથી,બ્રોમિન પરમાણુ મેટા-સ્થાન પર જોડાશે.
$4$. અંતિમ નીપજ $3$-બ્રોમોબેન્ઝોઇક એસિડ છે.

(D) પગલું $1$: $LiAlH_4$ એ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે જે એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ નું રિડક્શન કરીને પ્રાથમિક આલ્કોહોલ બનાવે છે.
$CH_3COOH + 4[H] \xrightarrow{LiAlH_4} CH_3CH_2OH + H_2O$
આમ,$A$ એ ઇથેનોલ $(C_2H_5OH)$ છે.
પગલું $2$: ઇથેનોલ $(A)$ અને એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ વચ્ચે એસિડ ઉદ્દીપક $(H_3O^+)$ ની હાજરીમાં એસ્ટરીકરણ પ્રક્રિયા થવાથી એસ્ટર બને છે.
$CH_3CH_2OH + CH_3COOH \xrightarrow{H_3O^+} CH_3COOC_2H_5 + H_2O$
આમ,$B$ એ ઇથાઇલ એસિટેટ $(CH_3COOC_2H_5)$ છે.
તેથી,$A = C_2H_5OH$ અને $B = CH_3COOC_2H_5$ છે.

(B) દરેક પ્રક્રિયાનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$(i)$ $CH_3CH_2CH_2CH_2OH$ નું આલ્કલાઇન $KMnO_4$ સાથે ઓક્સિડેશન અને ત્યારબાદ એસિડિફિકેશન કરવાથી બ્યુટેનોઇક એસિડ $(CH_3CH_2CH_2COOH)$ મળે છે,જે કાર્બોક્સિલિક એસિડ છે.
$(ii)$ બેન્ઝીનનું $CO$ અને $HCl$ સાથે નિર્જળ $AlCl_3/Cu_2Cl_2$ ની હાજરીમાં ગેટરમેન-કોચ પ્રક્રિયા દ્વારા બેન્ઝાલ્ડિહાઇડ $(C_6H_5CHO)$ મળે છે,જે આલ્ડિહાઇડ છે.
$(iii)$ સાયક્લોહેક્સિનનું $O_3$ અને ત્યારબાદ $Zn/H_2O$ સાથે રિડક્ટિવ ઓઝોનોલિસિસ કરવાથી હેક્ઝેનડાયલ $(OHC-(CH_2)_4-CHO)$ મળે છે,જે ડાય-આલ્ડિહાઇડ છે.
$(iv)$ ફિનોલની $CCl_4$ અને $NaOH$ સાથે રાઇમર-ટીમેન પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડિફિકેશન કરવાથી સેલિસિલિક એસિડ $(2-hydroxybenzoic \ acid)$ મળે છે,જે કાર્બોક્સિલિક એસિડ છે.
આમ,પ્રક્રિયા $(i)$ અને $(iv)$ કાર્બોક્સિલિક એસિડ આપે છે.

(C) $pK_a$ મૂલ્ય એ સંયોજનની એસિડિક પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
એસિડિક પ્રબળતાનો ક્રમ:
$IV$ ($p$-નાઈટ્રોબેન્ઝોઈક એસિડ) > $II$ ($p$-નાઈટ્રોફિનોલ) > $I$ (ફિનોલ) > $III$ (ઇથેનોલ).
$p$-નાઈટ્રોબેન્ઝોઈક એસિડ એ કાર્બોક્સિલિક એસિડ છે,જે ફિનોલ અને આલ્કોહોલ કરતા વધુ એસિડિક છે.
$-NO_2$ ગ્રુપની ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક અસરને કારણે $p$-નાઈટ્રોફિનોલ એ ફિનોલ કરતા વધુ એસિડિક છે.
ફિનોક્સાઈડ આયનની રેઝોનન્સ સ્થિરતાને કારણે ફિનોલ એ ઇથેનોલ કરતા વધુ એસિડિક છે.
તેથી,$pK_a$ મૂલ્યોનો વધતો ક્રમ એ એસિડિક પ્રબળતાના ક્રમથી ઉલટો છે:
$IV < II < I < III$.

(B) $MnO_2$ એ મંદ ઓક્સિડેશનકર્તા છે અને તે $CH_3COCH_3$ જેવા કીટોનનું કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં ઓક્સિડેશન કરતું નથી.
$(b)$ $Ph-CCl_3$ એ જલીય $NaOH$ સાથે જળવિભાજન પામે છે અને ત્યારબાદ એસિડિકરણ દ્વારા બેન્ઝોઈક એસિડ $(PhCOOH)$ બનાવે છે. આ સાચી પ્રક્રિયા છે.
$(c)$ આલ્કાઈલ હેલાઈડ $Mg$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(RMgX)$ બનાવે છે,જે $CO_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અને ત્યારબાદ જળવિભાજન દ્વારા કાર્બોક્સિલિક એસિડ આપે છે. આ સાચી પ્રક્રિયા છે.
$(d)$ એસિડિક $K_2Cr_2O_7$ સાથે $CH_3CH=CHCH_3$ જેવા આંતરિક આલ્કીનનું પ્રબળ ઓક્સિડેશન દ્વિબંધને તોડીને એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ ના બે અણુઓ બનાવે છે. આ સાચી પ્રક્રિયા છે.
તેથી,પ્રક્રિયાઓ $(b)$,$(c)$,અને $(d)$ કાર્બોક્સિલિક એસિડ ઉત્પન્ન કરે છે.

(D) $R-C \equiv N$ ની $H_3O^+$ (એસિડિક જળવિભાજન) સાથેની પ્રક્રિયામાં કાર્બોક્સિલિક એસિડના તબક્કા સુધી પહોંચવા માટે સામાન્ય રીતે ગરમ કરવાની જરૂર પડે છે. હળવી પરિસ્થિતિઓમાં,તે ઘણીવાર એમાઇડ તબક્કે $(R-CONH_2)$ અટકી જાય છે. તેથી,વિધાન $(A)$ સામાન્ય રીતે ખોટું માનવામાં આવે છે.
જ્યારે આલ્કાઇલ સાયનાઇડ $(R-C \equiv N)$ નું આલ્કલાઇન જલીય માધ્યમમાં જળવિભાજન કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે કાર્બોક્સિલેટ ક્ષાર $(R-COO^-Na^+)$ અને એમોનિયા $(NH_3)$ બનાવવા માટે જળવિભાજન પામે છે. તેથી,વિધાન $(B)$ સાચું છે.

(B) $1$. પ્રોપેનોઈક એસિડ $(CH_3CH_2COOH)$ ની $P_2O_5$ (નિર્જલીકરણ કરતા એજન્ટ) સાથેની પ્રક્રિયાથી પ્રોપેનોઈક એનહાઈડ્રાઈડ બને છે,જે $X = (CH_3CH_2CO)_2O$ છે.
$2$. પ્રોપેનોઈક એનહાઈડ્રાઈડ $(X)$ નું $H_2O$ સાથે જળવિભાજન કરવાથી પ્રોપેનોઈક એસિડ ફરીથી મળે છે,જે $Y = CH_3CH_2COOH$ છે.
$3$. પ્રોપેનોઈક એસિડ $(Y)$ ની $SOCl_2$ (થાયોનાઈલ ક્લોરાઈડ) સાથેની પ્રક્રિયાથી કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહનું એસિડ ક્લોરાઈડમાં રૂપાંતર થાય છે,જેના પરિણામે પ્રોપેનોઈલ ક્લોરાઈડ મળે છે,જે $Z = CH_3CH_2COCl$ છે.
$4$. તેથી,સાચો ક્રમ $X = (CH_3CH_2CO)_2O$,$Y = CH_3CH_2COOH$,અને $Z = CH_3CH_2COCl$ છે.

(C) પ્રક્રિયા $(I)$: કેલ્શિયમ એસીટેટનું શુષ્ક નિસ્યંદન એસીટોન આપે છે.
$(CH_3 COO)_2 Ca \xrightarrow{\Delta} CH_3 COCH_3 + CaCO_3$
તેથી,$\underline{A} = CH_3 COCH_3$.
પ્રક્રિયા $(II)$: એસિટિક એસિડનું $HI$ અને લાલ ફોસ્ફરસ સાથે રિડક્શન કરવાથી ઈથેન મળે છે.
$CH_3 COOH + 6HI \xrightarrow{\text{Red P}} CH_3 CH_3 + 3I_2 + 2H_2 O$
તેથી,$\underline{B} = C_2 H_6$.
પ્રક્રિયા $(III)$: $P_4 O_{10}$ સાથે એસિટિક એસિડનું નિર્જલીકરણ એસિટિક એનહાઇડ્રાઇડ આપે છે.
$2 CH_3 COOH \xrightarrow{P_4 O_{10}} (CH_3 CO)_2 O + H_2 O$
તેથી,$\underline{C} = (CH_3 CO)_2 O$.
તેથી,સાચો ક્રમ $\underline{A} = CH_3 COCH_3$,$\underline{B} = C_2 H_6$,$\underline{C} = (CH_3 CO)_2 O$ છે.

(B) $1$. બેન્ઝોઇક એસિડની $Br_2 / FeBr_3$ સાથેની પ્રક્રિયા ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન છે. $-COOH$ સમૂહ એ મેટા-ડાયરેક્ટિંગ સમૂહ છે,તેથી નીપજ $P$ એ $m$-બ્રોમોબેન્ઝોઇક એસિડ છે.
$2$. આગળના તબક્કામાં,$m$-બ્રોમોબેન્ઝોઇક એસિડ $B_2H_6$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ એક પસંદગીયુક્ત રિડ્યુસિંગ એજન્ટ છે જે રિંગ પરના બ્રોમીન પરમાણુને અસર કર્યા વિના કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $(-COOH)$ ને પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(-CH_2OH)$ માં રિડ્યુસ કરે છે. આમ,$Q$ એ $m$-બ્રોમોબેન્ઝાઇલ આલ્કોહોલ છે.
$3$. ત્રીજા તબક્કામાં,$m$-બ્રોમોબેન્ઝોઇક એસિડ $HCl$ (વાયુ) ની હાજરીમાં $MeOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. આ ફિશર એસ્ટરિફિકેશન પ્રક્રિયા છે,જેમાં કાર્બોક્સિલિક એસિડ એસ્ટર બનાવવા માટે આલ્કોહોલ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. આમ,$R$ એ મિથાઇલ $m$-બ્રોમોબેન્ઝોએટ છે.

(B) એસિટિક એસિડ $(CH_3 COOH)$ ની એમોનિયા $(NH_3)$ સાથેની પ્રક્રિયાથી એમોનિયમ એસિટેટ $(CH_3 COONH_4)$ મધ્યવર્તી $(X)$ તરીકે બને છે.
$CH_3 COOH + NH_3 \longrightarrow CH_3 COONH_4$ $(X)$
ગરમ કરવા પર,એમોનિયમ એસિટેટ નિર્જલીકરણ પામીને એસીટામાઇડ $(CH_3 CONH_2)$ અંતિમ નીપજ $(Y)$ તરીકે આપે છે.
$CH_3 COONH_4 \stackrel{\Delta}{\longrightarrow} CH_3 CONH_2$ $(Y)$ $+ H_2 O$
તેથી,$X$ એ $CH_3 COONH_4$ છે અને $Y$ એ $CH_3 CONH_2$ છે.

(C) એસ્ટર $(X = CH_3COOC_2H_5)$ ના એસિડિક જળવિભાજનથી કાર્બોક્સિલિક એસિડ અને આલ્કોહોલ મળે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $CH_3COOC_2H_5 + H_2O \xrightarrow{H^+} CH_3COOH + C_2H_5OH$.
અહીં,$CH_3COOH$ (એસિટિક એસિડ) અને $C_2H_5OH$ (ઇથેનોલ) એ બે અલગ-અલગ કાર્બનિક સંયોજનો છે.

(A) જ્યારે ઇથાઇલ આલ્કોહોલ $(X)$ નું એસિડિક પોટેશિયમ ડાયક્રોમેટ દ્વારા ઓક્સિડેશન કરવામાં આવે છે,ત્યારે એસિટિક એસિડ $(Y)$ બને છે:
$3 CH_3 CH_2 OH + 2 K_2 Cr_2 O_7 + 8 H_2 SO_4 \longrightarrow 3 CH_3 COOH + 2 Cr_2(SO_4)_3 + 2 K_2 SO_4 + 11 H_2 O$
કાર્બોક્સિલિક એસિડનું $LiAlH_4$ સાથે રિડક્શન કરવાથી પ્રાથમિક આલ્કોહોલ મળે છે:
$CH_3 COOH \xrightarrow{LiAlH_4} CH_3 CH_2 OH$
આમ,$X$ એ $C_2 H_5 OH$ છે અને $Y$ એ $CH_3 COOH$ છે.

(B) પ્રક્રિયા નીચે મુજબ આગળ વધે છે:
$1$. બ્રોમોસાયક્લોહેક્સિન $Mg$ સાથે શુષ્ક ઈથરમાં પ્રક્રિયા કરીને સાયક્લોહેક્સિલમેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ (ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક) બનાવે છે.
$2$. ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $CO_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે અને ત્યારબાદ એસિડિક વર્કઅપ $(H_3O^+)$ દ્વારા સાયક્લોહેક્સિન કાર્બોક્સિલિક એસિડ બનાવે છે.
$3$. સાયક્લોહેક્સિન કાર્બોક્સિલિક એસિડ $SOCl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સાયક્લોહેક્સિન કાર્બોનિલ ક્લોરાઈડ બનાવે છે.
$4$. અંતે,સાયક્લોહેક્સિન કાર્બોનિલ ક્લોરાઈડની ડાયમિથાઈલકેડમિયમ,$(CH_3)_2Cd$ સાથેની પ્રક્રિયાથી મુખ્ય નીપજ તરીકે સાયક્લોહેક્સિલ મિથાઈલ કીટોન મળે છે. એસિડ ક્લોરાઈડમાંથી કીટોન બનાવવા માટેની આ એક પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે.

(A) પગલું $1$: ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક '$A$' નું નિર્માણ.
$m$-બ્રોમોનાઈટ્રોબેન્ઝીન શુષ્ક ઈથરની હાજરીમાં $Mg$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક,$m$-નાઈટ્રોફિનાઈલ મેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ $(A)$ બનાવે છે.
પગલું $2$: '$B$' નું નિર્માણ.
ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(A)$ ની $CO_2$ સાથે પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડિક જળવિભાજન $(H_3O^+)$ દ્વારા $m$-નાઈટ્રોબેન્ઝોઈક એસિડ $(B)$ મળે છે.
પગલું $3$: '$C$' નું નિર્માણ.
$m$-નાઈટ્રોબેન્ઝોઈક એસિડ $(B)$ $Na$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સોડિયમ $m$-નાઈટ્રોબેન્ઝોએટ બનાવે છે,જે સોડા લાઈમ $(NaOH + CaO)$ સાથે ગરમ કરવાથી ડિકાર્બોક્સિલેશન પ્રક્રિયા દ્વારા નાઈટ્રોબેન્ઝીન $(C)$ બનાવે છે.

(A) આ પ્રક્રિયા $Perkin$ સંઘનન છે. તેમાં એરોમેટિક આલ્ડિહાઈડની પ્રક્રિયા તેના અનુરૂપ કાર્બોક્સિલેટ ક્ષારની હાજરીમાં એસિડ એનહાઈડ્રાઈડ સાથે કરવામાં આવે છે.
આ કિસ્સામાં,$p$-નાઈટ્રોબેન્ઝાલ્ડિહાઈડ સોડિયમ પ્રોપિયોનેટ $(CH_3CH_2COONa)$ ની હાજરીમાં પ્રોપેનોઈક એનહાઈડ્રાઈડ $(CH_3CH_2CO)_2O$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
પ્રોપેનોઈક એનહાઈડ્રાઈડનો $\alpha$-હાઈડ્રોજન પ્રોપિયોનેટ આયન દ્વારા દૂર થઈને ન્યુક્લિયોફિલિક એનોલેટ બનાવે છે.
આ એનોલેટ $p$-નાઈટ્રોબેન્ઝાલ્ડિહાઈડના કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે.
ત્યારબાદના તબક્કામાં $\beta$-હાઈડ્રોક્સી એસિડ વ્યુત્પન્ન બને છે,જેનું નિર્જલીકરણ થઈને $\alpha,\beta$-અસંતૃપ્ત એસિડ મળે છે.
બનતી નીપજ $2$-મિથાઈલ-$3$-($4$-નાઈટ્રોફિનાઈલ)પ્રોપ$-2-$ઈનોઈક એસિડ છે. અવકાશી અવરોધને કારણે મુખ્ય નીપજ $(E)$-આઈસોમર છે,જે વિકલ્પ $A$ ને અનુરૂપ છે.

(B) સંયોજનો નીચે મુજબ છે:
$I$: $p$-નાઈટ્રોફિનોલ
$II$: $p$-ક્રેસોલ ($4$-મિથાઈલફિનોલ)
$III$: $m$-નાઈટ્રોફિનોલ
$IV$: $p$-મિથોક્સીબેન્ઝોઈક એસિડ
પગલું $1$: ફિનોલ અને કાર્બોક્સિલિક એસિડની એસિડિકતાની સરખામણી કરો. કાર્બોક્સિલિક એસિડ ફિનોલ કરતા વધુ એસિડિક હોય છે. તેથી,$IV$ સૌથી વધુ એસિડિક છે.
પગલું $2$: ફિનોલ $(I, II, III)$ ની એસિડિકતાની સરખામણી કરો.
- $II$ ($p$-ક્રેસોલ) માં $-CH_3$ સમૂહ છે,જે ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ સમૂહ ($+I$ અને હાઈપરકોન્જુગેશન) છે,જે એસિડિકતા ઘટાડે છે. તેથી,$II$ સૌથી ઓછું એસિડિક છે.
- $I$ ($p$-નાઈટ્રોફિનોલ) માં પેરા સ્થાન પર $-NO_2$ સમૂહ છે,જે મજબૂત ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ અસર ($-I$ અને $-M$) દર્શાવે છે.
- $III$ ($m$-નાઈટ્રોફિનોલ) માં મેટા સ્થાન પર $-NO_2$ સમૂહ છે,જે માત્ર ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ઈન્ડક્ટિવ અસર $(-I)$ દર્શાવે છે.
- $p$-નાઈટ્રોફિનોલ $(I)$ માં $-NO_2$ સમૂહની $-M$ અસર તેને $m$-નાઈટ્રોફિનોલ $(III)$ કરતા વધુ એસિડિક બનાવે છે.
પગલું $3$: આને જોડતા,એસિડિકતાનો ક્રમ $II < III < I < IV$ છે.

(A, D) પ્રોપેનોઇક એસિડ $(CH_{3}CH_{2}COOH)$ નું ચક્રીય એસીટલ $(CH_{3}CH_{2}CH(OCH_{2}CH_{2}O))$ માં રૂપાંતર નીચેના પગલાંઓ દ્વારા થાય છે:
$1$. $SOCl_{2}$ અથવા $PCl_{5}$ નો ઉપયોગ કરીને કાર્બોક્સિલિક એસિડનું એસિડ ક્લોરાઇડમાં રૂપાંતર.
$2$. $LiAlH_{4}$ (નીચા તાપમાને) અથવા રોઝનમન્ડ રિડક્શન $(H_{2}/Pd-BaSO_{4})$ નો ઉપયોગ કરીને એસિડ ક્લોરાઇડનું આલ્ડિહાઇડમાં રિડક્શન.
$3$. એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં ઇથિલીન ગ્લાયકોલનો ઉપયોગ કરીને ચક્રીય એસીટલ બનાવીને આલ્ડિહાઇડ સમૂહનું રક્ષણ.
વિકલ્પ $(A)$ અને $(D)$ બંને આ રૂપાંતરણ માટે માન્ય માર્ગો દર્શાવે છે,કારણ કે $SnCl_{2}/HCl$ એ પણ એસિડ ક્લોરાઇડના આલ્ડિહાઇડમાં રિડક્શન માટેનું પ્રમાણિત પ્રક્રિયક છે (સ્ટીફન રિડક્શન).

(C) પ્રક્રિયા નીચે મુજબ આગળ વધે છે:
$1$) $\text{LiAlH}_4$ દ્વારા $\text{CH}_3\text{COOH}$ નું રિડક્શન કરવાથી $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$ (ઇથેનોલ) મળે છે,જે નીપજ $\text{X}$ છે.
$2$) $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$ ની $\text{PCl}_5$ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{Cl}$ (ઇથાઇલ ક્લોરાઇડ) મળે છે,જે નીપજ $\text{Y}$ છે.
$3$) આલ્કોહોલિક $\text{KOH}$ સાથે $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{Cl}$ ની વિલોપન પ્રક્રિયા (ડીહાઇડ્રોહેલોજિનેશન) કરવાથી $\text{CH}_2=\text{CH}_2$ (ઇથીન) મળે છે,જે નીપજ $\text{Z}$ છે.

(A) જે સંયોજનો જલીય $NaOH$ માં દ્રાવ્ય હોય છે તે પૂરતા પ્રમાણમાં એસિડિક હોય છે જેથી તે બેઝ સાથે પ્રક્રિયા કરીને પાણીમાં દ્રાવ્ય ક્ષાર બનાવે છે. આમાં કાર્બોક્સિલિક એસિડ અને ફિનોલનો સમાવેશ થાય છે.
ચાલો દરેક સંયોજનનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$(I)$ બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ: $NaOH$ માં ઓગળવા માટે પૂરતું એસિડિક નથી.
$(II)$ $1$-નેપ્થોલ: એક ફિનોલ,એસિડિક,$NaOH$ માં દ્રાવ્ય છે.
$(III)$ $4$-(ડાયમિથાઈલએમિનો)ફિનોલ: એક ફિનોલ,એસિડિક,$NaOH$ માં દ્રાવ્ય છે.
$(IV)$ $4$-મિથાઈલફિનોલ: એક ફિનોલ,એસિડિક,$NaOH$ માં દ્રાવ્ય છે.
$(V)$ બેન્ઝોઈક એસિડ: એક કાર્બોક્સિલિક એસિડ,એસિડિક,$NaOH$ માં દ્રાવ્ય છે.
$(VI)$ $N,N$-ડાયમિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનામાઈન: એક બેઝ,$NaOH$ માં દ્રાવ્ય નથી.
$(VII)$ $1$-નેપ્થોઈક એસિડ: એક કાર્બોક્સિલિક એસિડ,એસિડિક,$NaOH$ માં દ્રાવ્ય છે.
$(VIII)$ $1,4$-ડાય-ટર્ટ-બ્યુટાઈલબેન્ઝીન: એક હાઈડ્રોકાર્બન,$NaOH$ માં દ્રાવ્ય નથી.
$(IX)$ $1$-નેપ્થાઈલમિથેનોલ: એક એલિફેટિક આલ્કોહોલ,$NaOH$ માં ઓગળવા માટે પૂરતું એસિડિક નથી.
$NaOH$ માં દ્રાવ્ય હોય તેવા સંયોજનો $(II)$,$(III)$,$(IV)$,$(V)$ અને $(VII)$ છે.
તેથી,આવા સંયોજનોની કુલ સંખ્યા $5$ છે.

(C) $1$. પ્રક્રિયાઓની શ્રેણી: બેન્ઝીન $\xrightarrow{CH_3Cl/AlCl_3}$ ટોલ્યુઈન $\xrightarrow{Cl_2/FeCl_3}$ p-ક્લોરોટોલ્યુઈન $\xrightarrow{K_2Cr_2O_7/H_2SO_4}$ p-ક્લોરોબેન્ઝોઈક એસિડ $(X)$.
$2$. $NaHCO_3$ સાથેની પ્રક્રિયા: $R-COOH + NaHCO_3 \rightarrow R-COONa + H_2O + CO_2 \uparrow$.
$3$. $STP$ પર,$1 \text{ મોલ}$ વાયુ $22.4 \ dm^3$ જગ્યા રોકે છે. તેથી,$11.2 \ dm^3$ $CO_2$ એટલે $0.5 \text{ મોલ}$.
$4$. કારણ કે $1 \text{ મોલ}$ એસિડ $1 \text{ મોલ}$ $CO_2$ ઉત્પન્ન કરે છે,તેથી આપણને $0.5 \text{ મોલ}$ p-ક્લોરોબેન્ઝોઈક એસિડ $(C_7H_5ClO_2)$ ની જરૂર છે.
$5$. p-ક્લોરોબેન્ઝોઈક એસિડનું આણ્વીય દળ $(C_7H_5ClO_2)$ = $(7 \times 12) + (5 \times 1) + 35.5 + (2 \times 16) = 84 + 5 + 35.5 + 32 = 156.5 \text{ g/mol}$.
$6$. જરૂરી એસિડનું દળ $(P)$ = $\text{મોલ} \times \text{આણ્વીય દળ} = 0.5 \times 156.5 = 78.25 \text{ ગ્રામ}$.
નોંધ: આપેલા વિકલ્પોમાં ગણતરી કરેલ મૂલ્ય $78.25$ નથી. જો નીપજ બેન્ઝોઈક એસિડ ($C_7H_6O_2$,આણ્વીય દળ $122 \text{ g/mol}$) હોત,તો $0.5 \times 122 = 61 \text{ ગ્રામ}$ થાય. આપેલા વિકલ્પોને જોતા,$61$ એ સૌથી યોગ્ય ઉત્તર છે.