Preparation of Carboxylic Acids and Their Derivatives Questions in Gujarati

(D) દરેક પ્રતિક્રિયાનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$(A)$ નાઈટ્રાઈલ્સનું હળવી પરિસ્થિતિમાં આંશિક જળવિભાજન કરવાથી એમાઈડ $(R-CONH_2)$ મળે છે,કાર્બોક્સિલિક એસિડ નહીં.
$(B)$ ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકો $CO_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અને ત્યારબાદ એસિડિક જળવિભાજન દ્વારા કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(R-COOH)$ બનાવે છે.
$(C)$ આ સ્ટીફન રિડક્શન છે,જે નાઈટ્રાઈલ્સને આલ્ડિહાઈડ $(R-CHO)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
$(D)$ $PCC$ એ એક હળવું ઓક્સિડેશનકર્તા છે જે પ્રાથમિક આલ્કોહોલનું આલ્ડિહાઈડ $(R-CHO)$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે.
$(E)$ બેન્ઝોઈલ ક્લોરાઈડ $H_2/Pd-BaSO_4$ સાથે રોઝનમન્ડ રિડક્શન દ્વારા બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ બનાવે છે,જેનું $Br_2/H_2O$ દ્વારા બેન્ઝોઈક એસિડમાં ઓક્સિડેશન થાય છે. આમ,તે કાર્બોક્સિલિક એસિડ આપે છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાઓ $(B)$ અને $(E)$ મુખ્ય નીપજ તરીકે કાર્બોક્સિલિક એસિડ આપે છે.

(C) એસિટિક એનહાઇડ્રાઇડ એસિટિક એસિડના નિર્જલીકરણ (dehydration) દ્વારા મેળવવામાં આવે છે,જેમાં ફોસ્ફરસ પેન્ટોક્સાઇડ $(P_2O_5)$ જેવા નિર્જલીકરણ કરતા પદાર્થનો ઉપયોગ ગરમ કરતી વખતે થાય છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2CH_3COOH \xrightarrow{P_2O_5, \Delta} (CH_3CO)_2O + H_2O$
આમ,એસિટિક એનહાઇડ્રાઇડ $P_2O_5$ અને એસિટિક એસિડની પ્રક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

(B) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(RMgX)$ ની સૂકા બરફ $(CO_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડિક જળવિભાજન કરવાથી ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકના આલ્કાઈલ સમૂહ કરતા એક કાર્બન પરમાણુ વધુ ધરાવતો કાર્બોક્સિલિક એસિડ મળે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$CH_3CH_2MgBr$ (ઈથાઈલ મેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ) એ $CO_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને મધ્યવર્તી સંકીર્ણ $CH_3CH_2COOMgBr$ બનાવે છે.
ત્યારબાદ મંદ $HCl$ સાથે જળવિભાજન કરતા,આ સંકીર્ણ $CH_3CH_2COOH$ માં રૂપાંતરિત થાય છે,જે પ્રોપેનોઈક એસિડ છે.
સમગ્ર પ્રક્રિયા: $CH_3CH_2MgBr + CO_2$ $\rightarrow CH_3CH_2COOMgBr$ $\xrightarrow{H_3O^+} CH_3CH_2COOH + Mg(OH)Br$.

(C) એસિડ ક્લોરાઇડની ડાયઆલ્કાઇલ કેડમિયમ સાથેની પ્રક્રિયા એ કીટોન બનાવવાની પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે.
સામાન્ય પ્રક્રિયા છે: $2RCOCl + R'_2Cd \rightarrow 2RCOR' + CdCl_2$.
અહીં,નીપજ પ્રોપેનોન $(CH_3COCH_3)$ છે અને પ્રક્રિયક ડાયમિથાઇલ કેડમિયમ $((CH_3)_2Cd)$ છે.
સામાન્ય પ્રક્રિયા સાથે સરખાવતા,$R'$ એ મિથાઇલ સમૂહ $(CH_3)$ છે.
આમ,$2RCOCl + (CH_3)_2Cd \rightarrow 2CH_3COCH_3 + CdCl_2$.
નીપજ પ્રોપેનોન હોવા માટે,$R$ એ મિથાઇલ સમૂહ $(CH_3)$ હોવો જોઈએ.
તેથી,પ્રક્રિયક $S$ એ ઇથેનોઇલ ક્લોરાઇડ $(CH_3COCl)$ છે.

(B) જ્યારે આલ્ડિહાઈડ $(R-CHO)$ ની પ્રક્રિયા મંદ નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ જેવા ઓક્સિડેશનકર્તા સાથે કરવામાં આવે છે ત્યારે તેનું ઓક્સિડેશન થાય છે.
આ પ્રક્રિયા આલ્ડિહાઈડ સમૂહનું કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહમાં રૂપાંતર કરે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ: $R-CHO \xrightarrow{\text{Dil. } HNO_3} R-COOH$ (કાર્બોક્સિલિક એસિડ).

(D) ઇથેન નાઇટ્રાઇલ $(CH_3CN)$ નું એસિડિક જળવિભાજન એસિડ ઉદ્દીપક $(H^+)$ ની હાજરીમાં પાણી સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે.
શરૂઆતમાં,તે એસીટામાઇડ બનાવે છે,જે આગળ જળવિભાજન પામીને એસેટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ અને એમોનિયમ ક્ષાર $(NH_4^+)$ બનાવે છે.
સમગ્ર પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CH_3CN + 2H_2O \xrightarrow{H^+} CH_3COOH + NH_4^+$

(B) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(CH_3MgBr)$ ની ડ્રાય આઈસ $(CO_2)$ સાથે ડ્રાય ઈથરની હાજરીમાં પ્રક્રિયા થતા મધ્યવર્તી મેગ્નેશિયમ ક્ષાર,$CH_3COOMgBr$ $(A)$ બને છે.
પ્રક્રિયા: $CH_3MgBr + CO_2 \xrightarrow{\text{dry ether}} CH_3COOMgBr$.
એસિડિક જળવિભાજન $(H_3O^{+})$ દ્વારા,મધ્યવર્તી $A$ ઈથેનોઈક એસિડ $(B)$ આપે છે.
પ્રક્રિયા: $CH_3COOMgBr + H_3O^{+} \rightarrow CH_3COOH + Mg(OH)Br$.

(B) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકની કાર્બન ડાયોક્સાઈડ સાથેની પ્રક્રિયા કાર્બોક્સિલિક એસિડ બનાવવા માટેની પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે.
પગલું $1$: $(CH_3)_2CHMgBr + CO_2 \rightarrow (CH_3)_2CH-COO-MgBr$ (મધ્યવર્તી $A$).
પગલું $2$: $(CH_3)_2CH-COO-MgBr + H_2O / H^+ \rightarrow (CH_3)_2CH-COOH + Mg(OH)Br$.
નીપજ $B$ એ $(CH_3)_2CH-COOH$ છે,જેને $2-$મિથાઈલપ્રોપેનોઈક એસિડ (આઈસોબ્યુટીરિક એસિડ તરીકે પણ ઓળખાય છે) કહેવામાં આવે છે.

(B) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(RMgX)$ ની ડ્રાય આઈસ $(CO_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડિક જળવિભાજન એ કાર્બોક્સિલિક એસિડ બનાવવાની પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકનો ન્યુક્લિયોફિલિક આલ્કાઈલ સમૂહ $(CH_3CH_2^-)$ $CO_2$ ના ઈલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પરમાણુ પર હુમલો કરીને મેગ્નેશિયમ કાર્બોક્સિલેટ ક્ષાર $(CH_3CH_2COO^-Mg^+Br^-)$ બનાવે છે.
ત્યારબાદ મંદ $HCl$ સાથેનું જળવિભાજન ક્ષારને અનુરૂપ કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
$CH_3CH_2MgBr + CO_2 \rightarrow CH_3CH_2COOMgBr$
$CH_3CH_2COOMgBr + H_2O/H^+ \rightarrow CH_3CH_2COOH + Mg(OH)Br$
બનતી નીપજ $CH_3CH_2COOH$ છે,જે પ્રોપેનોઈક એસિડ છે.

(D) ક્યુમીન (આઈસોપ્રોપાઈલબેન્ઝીન) ની આલ્કલાઇન $KMnO_4$ સાથે ગરમ કરીને પ્રક્રિયા કરવાથી આલ્કાઈલ શૃંખલાનું કાર્બોક્સિલેટ સમૂહમાં ઓક્સિડેશન થાય છે.
પ્રથમ તબક્કામાં,ક્યુમીનનું પોટેશિયમ બેન્ઝોએટ $(A)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.
બીજા તબક્કામાં,પોટેશિયમ બેન્ઝોએટનું $H_3O^+$ સાથે એસિડીકરણ કરવાથી બેન્ઝોઈક એસિડ $(B)$ મળે છે.

(D) આલ્કલાઇન $KMnO_4$ અને ત્યારબાદ એસિડિક જળવિભાજન $(H_3O^+)$ સાથે ઓછામાં ઓછો એક બેન્ઝિલિક હાઇડ્રોજન પરમાણુ ધરાવતા આલ્કાઇલ બેન્ઝિનની પ્રક્રિયાથી આલ્કાઇલ સાઇડ ચેઇનનું કાર્બોક્સિલિક એસિડ જૂથમાં ઓક્સિડેશન થાય છે.
આપેલ પ્રક્રિયામાં,ઇથાઇલબેન્ઝિન $(C_6H_5-CH_2-CH_3)$ નું બેન્ઝોઇક એસિડ $(C_6H_5-COOH)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.
પ્રક્રિયા: $C_6H_5-CH_2-CH_3 \xrightarrow[\text{(ii) } H_3O^{+}]{\text{(i) alk. } KMnO_4} C_6H_5-COOH$.

(A) એરોમેટિક કાર્બોક્સિલિક એસિડને આલ્કાઈલ બેન્ઝીનમાંથી પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તાનો ઉપયોગ કરીને આલ્કાઈલ સાઇડ ચેઈનના જોરદાર ઓક્સિડેશન દ્વારા બનાવી શકાય છે.
આલ્કલાઇન પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ $(KMnO_4/OH^-)$ અને ક્રોમિક એસિડ $(H_2CrO_4)$ આ હેતુ માટે જાણીતા પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.
મંદ નાઈટ્રિક એસિડ $(HNO_3)$ પણ આલ્કાઈલ બેન્ઝીનની આલ્કાઈલ સાઇડ ચેઈનનું કાર્બોક્સિલિક એસિડ ગ્રુપમાં ઓક્સિડેશન કરવા માટે સક્ષમ છે.
ડાયબોરેન $(B_2H_6)$ એક રિડક્શનકર્તા છે,જે સામાન્ય રીતે આલ્કીનનું આલ્કોહોલમાં રૂપાંતર કરવા માટે હાઇડ્રોબોરેશન-ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયામાં વપરાય છે,અને તે આલ્કાઈલ બેન્ઝીનનું કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં ઓક્સિડેશન કરવા માટે વપરાતું નથી.
તેથી,સાચો જવાબ $A$ છે.

(C) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(R-Mg-X)$ ની ઘન કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ($CO_2$,ડ્રાય આઈસ) સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડિક જળવિભાજન એ કાર્બોક્સિલિક એસિડ બનાવવાની પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે.
પગલું $1$: $R-Mg-X + CO_2 \xrightarrow{\text{dry ether}} R-COOMgX$ (કાર્બોક્સિલેટો મેગ્નેશિયમ હેલાઇડ).
પગલું $2$: $R-COOMgX + H_2O \xrightarrow{\text{dil } HCl} R-COOH + Mg(X)OH$ (કાર્બોક્સિલિક એસિડ).
તેથી,સંયોજન $A$ એ $CO_2$ (ઘન) છે.

(A) $Cumene$ (આઇસોપ્રોપાઇલબેન્ઝીન) ની આલ્કલાઇન $KMnO_4$ સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડિકરણ એ આલ્કાઇલબેન્ઝીનના ઓક્સિડેશન માટેની પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે.
$1$. પ્રથમ તબક્કામાં,$Cumene$ નું ગરમ આલ્કલાઇન $KMnO_4$ દ્વારા પોટેશિયમ બેન્ઝોએટ $(A)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.
$2$. બીજા તબક્કામાં,$H_3O^{+}$ સાથે એસિડિકરણ કરવાથી પોટેશિયમ બેન્ઝોએટનું રૂપાંતર $Benzoic \ acid$ $(B)$ માં થાય છે.
તેથી,અંતિમ નીપજ $B$ એ $Benzoic \ acid$ છે.

(D) ફોર્મિક એસિડ $(HCOOH)$ ને મિથાઈલ મેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ $(CH_{3}MgBr)$ માંથી બનાવી શકાતો નથી,કારણ કે ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકો $CO_{2}$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઓછામાં ઓછા બે કાર્બન ધરાવતા કાર્બોક્સિલિક એસિડ (દા.ત. એસિટિક એસિડ) બનાવે છે.
અન્ય પ્રક્રિયકોમાંથી ફોર્મિક એસિડ નીચે મુજબ બનાવી શકાય છે:
$(a)$ $CH_{3}OH$ $\xrightarrow{[O]} HCHO$ $\xrightarrow{[O]} HCOOH$
$(b)$ $CO + NaOH$ $\longrightarrow HCOONa$ $\xrightarrow{H_{2}SO_{4}} HCOOH + NaHSO_{4}$
$(c)$ ગ્લિસરોલ + ઓક્સાલિક એસિડ $\xrightarrow{383 \ K} HCOOH + \text{ગ્લિસરોલ}$

(C) ઇથેનોઇલ ક્લોરાઇડ $(CH_3COCl)$ ની પાણી $(H_2O)$ સાથેની પ્રક્રિયા જળવિભાજન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ક્લોરિન પરમાણુ પાણીમાંથી હાઇડ્રોક્સિલ ગ્રુપ $(-OH)$ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે.
રાસાયણિક સમીકરણ છે: $CH_3COCl + H_2O \rightarrow CH_3COOH + HCl$.
બનેલી નીપજ $X$ એ ઇથેનોઇક એસિડ $(CH_3COOH)$ છે.

(C) જ્યારે કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(R-COOH)$ ના બે અણુઓને ફોસ્ફરસ પેન્ટોક્સાઇડ $(P_2O_5)$ જેવા નિર્જલીકરણ કરતા પદાર્થની હાજરીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ પાણીના અણુ $(H_2O)$ ને દૂર કરીને એસિડ એનહાઇડ્રાઇડ બનાવવા માટે સંઘનન પ્રક્રિયા કરે છે.
આ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ દર્શાવી શકાય છે:
$2R-COOH \xrightarrow{P_2O_5, \Delta} (RCO)_2O + H_2O$
આમ,વિકલ્પ $C$ એ એસિડ એનહાઇડ્રાઇડ બનાવવા માટેની સાચી પ્રક્રિયા છે.

(B) પગલું $1$: $m$-હાઇડ્રોક્સીબેન્ઝાલ્ડિહાઇડના $-OH$ સમૂહનું બેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડ $(C_6H_5CH_2Cl)$ સાથે રક્ષણ કરવાથી $m$-બેન્ઝાયલોક્સીબેન્ઝાલ્ડિહાઇડ $(A)$ મળે છે.
પગલું $2$: ઓક્સિડેશનકર્તા $[O]$ નો ઉપયોગ કરીને $A$ માં રહેલા આલ્ડિહાઇડ સમૂહનું ઓક્સિડેશન કરવાથી $m$-બેન્ઝાયલોક્સીબેન્ઝોઇક એસિડ $(B)$ મળે છે.
પગલું $3$: બેન્ઝાઇલ સમૂહનું ડિપ્રોટેક્શન (સામાન્ય રીતે ઉદ્દીપકીય હાઇડ્રોજનેશન અથવા એસિડ-ઉદ્દીપિત ક્લીવેજ દ્વારા) રક્ષણાત્મક સમૂહને દૂર કરે છે અને $m$-હાઇડ્રોક્સીબેન્ઝોઇક એસિડ $(C)$ આપે છે.

(C) પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CH_3Cl + KCN_{(alc)} \xrightarrow{\Delta} CH_3CN (A) + KCl$
$CH_3CN + 2H_2O \xrightarrow{HCl} CH_3COOH (B) + NH_4Cl$
પ્રથમ તબક્કામાં,ક્લોરોમિથેન આલ્કોહોલિક $KCN$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઈથેનેનાઈટ્રાઈલ $(CH_3CN)$ બનાવે છે,જે સંયોજન $A$ છે.
બીજા તબક્કામાં,ઈથેનેનાઈટ્રાઈલનું એસિડિક જળવિભાજન ઈથેનોઈક એસિડ $(CH_3COOH)$ આપે છે,જે સંયોજન $B$ છે.
તેથી,$A =$ ઈથેનેનાઈટ્રાઈલ અને $B =$ ઈથેનોઈક એસિડ.

(C) $Cumene$ (આઈસોપ્રોપાઈલબેન્ઝીન) ની આલ્કલાઇન $KMnO_4$ સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડિક જળવિભાજન એ આલ્કાઈલબેન્ઝીનના ઓક્સિડેશન માટેની પ્રમાણિત પદ્ધતિ છે.
પગલું $1$: $KMnO_4$ અને $KOH$ સાથે $Cumene$ નું ઓક્સિડેશન કરવાથી $Potassium \ benzoate$ $(A)$ મળે છે.
પગલું $2$: $H_3O^+$ સાથે $Potassium \ benzoate$ નું એસિડિકરણ કરવાથી $Benzoic \ acid$ $(B)$ મળે છે.
તેથી,અંતિમ નીપજ $B$ એ $Benzoic \ acid$ છે.

(D) આલ્કાઈલ બેન્ઝીન કે જેમાં બેન્ઝાઈલિક હાઈડ્રોજન પરમાણુ હોય તેની આલ્કલાઈન $KMnO_4$ અને ત્યારબાદ એસિડિક જળવિભાજન $(H_3O^+)$ સાથેની પ્રક્રિયાથી આલ્કાઈલ શૃંખલાનું કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં ઓક્સિડેશન થાય છે.
આપેલ પ્રક્રિયક $C_6H_5-CH_2-CH_3$ (ઈથાઈલબેન્ઝીન) માં,બેન્ઝાઈલિક કાર્બન $CH_2$ સમૂહ છે.
ઓક્સિડેશન પછી,આખી આલ્કાઈલ શૃંખલા બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા કાર્બોક્સિલ સમૂહ $(-COOH)$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
તેથી,બનતી નીપજ બેન્ઝોઈક એસિડ,$C_6H_5-COOH$ છે.

(D) જ્યારે ઇથાઇલ બેન્ઝીનની પ્રક્રિયા $HNO_3$ અથવા $KMnO_4$ જેવા પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તાઓ સાથે કરવામાં આવે છે,ત્યારે બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલ આલ્કાઇલ સાઇડ ચેઇનનું ઓક્સિડેશન થઈને કાર્બોક્સિલિક એસિડ ગ્રુપ $(-COOH)$ બને છે.
આમ,ઇથાઇલ બેન્ઝીનનું પ્રબળ ઓક્સિડેશન થઈને બેન્ઝોઇક એસિડ બને છે.

(B) ડ્રાય આઈસ $(CO_2)$ ની ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(CH_3MgBr)$ સાથે ડ્રાય ઈથરની હાજરીમાં પ્રક્રિયા થવાથી મધ્યવર્તી નીપજ $(A)$ મળે છે,જે $CH_3COOMgBr$ છે.
$CO_2 + CH_3MgBr \xrightarrow{Dry \ ether} CH_3COOMgBr (A)$
આ મધ્યવર્તી નીપજ $(A)$ નું મંદ $HCl$ સાથે જળવિભાજન કરવાથી કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(B)$ મળે છે,જે ઈથેનોઈક એસિડ $(CH_3COOH)$ છે.
$CH_3COOMgBr + H_2O \xrightarrow{dil. \ HCl} CH_3COOH (B) + Mg(OH)Br$
તેથી,નીપજ $B$ એ ઈથેનોઈક એસિડ છે.

(B) પ્રતિક્રિયા $R-CHO \rightarrow R-CH_2OH$ એ આલ્ડિહાઇડનું પ્રાથમિક આલ્કોહોલમાં રિડક્શન છે. $NaBH_4$ અને $H_2 | Pd$ બંને આ રિડક્શન કરી શકે છે.
પ્રતિક્રિયા $R-COOH \rightarrow R-CH_2OH$ એ કાર્બોક્સિલિક એસિડનું પ્રાથમિક આલ્કોહોલમાં રિડક્શન છે. કાર્બોક્સિલિક એસિડ $NaBH_4$ અને $H_2 | Pd$ દ્વારા રિડક્શન સામે પ્રતિરોધક છે. આ રૂપાંતરણ માટે $LiAlH_4$ અને ત્યારબાદ એસિડિક વર્કઅપ $(H_3O^+)$ જેવા મજબૂત રિડક્શન કર્તાની જરૂર પડે છે.
વિકલ્પોની સરખામણી કરતા,વિકલ્પ $B$ બંને પગલાં માટે યોગ્ય પ્રક્રિયકો પૂરા પાડે છે: $H_2 | Pd$ આલ્ડિહાઇડનું રિડક્શન કરી શકે છે,અને $LiAlH_4$ એ કાર્બોક્સિલિક એસિડને પ્રાથમિક આલ્કોહોલમાં રિડ્યુસ કરવા માટેનું પ્રમાણભૂત પ્રક્રિયક છે.

(A) સાયનાઇડ $(-CN)$ આલ્કલી (જેમ કે $NaOH$) અથવા એસિડની હાજરીમાં જળવિભાજન પામીને કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $(-COOH)$ આપે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$R-CN + 2H_2O \xrightarrow{NaOH} R-COOH + NH_3$

(C) પગલું $1$: ક્લોરોમિથેનની પોટેશિયમ સાયનાઇડ $(KCN)$ સાથેની પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે,જેમાં સાયનાઇડ આયન $(CN^-)$ ક્લોરાઇડ આયન $(Cl^-)$ ને દૂર કરીને મિથાઇલ સાયનાઇડ $(CH_3CN)$ બનાવે છે,જે સંયોજન $(A)$ છે.
$CH_3Cl + KCN \rightarrow CH_3CN + KCl$
પગલું $2$: મિથાઇલ સાયનાઇડ $(CH_3CN)$ નું એસિડિક જળવિભાજન કરવાથી એમાઇડ મધ્યવર્તી સંયોજન બને છે,જે આગળ જળવિભાજન પામીને એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ તરીકે અંતિમ નીપજ $(B)$ આપે છે.
$CH_3CN + 2H_2O \xrightarrow{H^+} CH_3COOH + NH_3$

(A) પ્રક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1.$ ઇથિન $(CH_2=CH_2)$ માં $HBr$ ઉમેરવાથી ઇથાઇલ બ્રોમાઇડ $(A)$ મળે છે:
$CH_2=CH_2 + HBr \rightarrow CH_3-CH_2-Br$
$2.$ ઇથાઇલ બ્રોમાઇડની $KCN$ સાથે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયાથી ઇથાઇલ સાયનાઇડ $(B)$ મળે છે:
$CH_3-CH_2-Br + KCN \rightarrow CH_3-CH_2-CN + KBr$
$3.$ ઇથાઇલ સાયનાઇડનું એસિડિક જળવિભાજન કરવાથી પ્રોપેનોઇક એસિડ $(C)$ મળે છે:
$CH_3-CH_2-CN \xrightarrow{H^{+}/H_2O} CH_3-CH_2-COOH$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) પ્રક્રિયાની શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. $CH_3OH + PCl_3 \rightarrow CH_3Cl (A) + H_3PO_3$
$2$. $CH_3Cl + KCN \rightarrow CH_3CN (B) + KCl$
$3$. $CH_3CN + 2H_2O \xrightarrow{H_3O^+} CH_3COOH (C) + NH_3$
તેથી,$C$ એ $CH_3COOH$ છે.

(C) આલ્કાઈલ બ્રોમાઈડ $X$ $(C_5H_{11}Br)$ શુષ્ક ઈથરમાં $Mg$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(R-MgBr)$ બનાવે છે.
$CO_2$ સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડિફિકેશનથી એક વધારાના કાર્બન પરમાણુ ધરાવતો કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(R-COOH)$ મળે છે.
અંતિમ ઉત્પાદન $Y$ એ $C_5$ આલ્કાઈલ બ્રોમાઈડમાંથી મેળવેલ કાર્બોક્સિલિક એસિડ હોવાથી,તેમાં $5+1=6$ કાર્બન પરમાણુઓ હોવા જોઈએ.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$3$-મિથાઈલબ્યુટેનોઈક એસિડમાં $5$ કાર્બન છે,જ્યારે હેક્ઝેનોઈક એસિડ,$3$-મિથાઈલપેન્ટેનોઈક એસિડ અને $2,2$-ડાયમિથાઈલબ્યુટેનોઈક એસિડમાં $6$ કાર્બન છે.
આપેલ વિકલ્પોના બંધારણ મુજબ,સાચો જવાબ $C$ છે.

(D) $1$. $C_4H_8$ નું ઓઝોનોલિસિસ એસિટોન $(CH_3COCH_3)$ અને ફોર્માલ્ડિહાઈડ $(HCHO)$ આપે છે. આ પુષ્ટિ કરે છે કે $C_4H_8$ એ આઈસોબ્યુટિલિન,$(CH_3)_2C=CH_2$ છે.
$2$. પેરોક્સાઈડની હાજરીમાં આઈસોબ્યુટિલિનની $HBr$ સાથેની પ્રતિક્રિયા એન્ટી-માર્કોવનીકોવ ઉમેરણને અનુસરે છે: $(CH_3)_2C=CH_2 + HBr \xrightarrow{\text{peroxide}} (CH_3)_2CH-CH_2Br$ ($X$ એ $1-$બ્રોમો$-2-$મિથાઈલપ્રોપેન છે).
$3$. $X$ ડ્રાય ઈથરમાં $Mg$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ગ્રીગનાર્ડ રીએજન્ટ બનાવે છે: $(CH_3)_2CH-CH_2MgBr$.
$4$. ગ્રીગનાર્ડ રીએજન્ટ $CO_2$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે અને ત્યારબાદ એસિડ હાઈડ્રોલિસિસ દ્વારા કાર્બોક્સિલિક એસિડ બનાવે છે: $(CH_3)_2CH-CH_2MgBr + CO_2$ $\rightarrow (CH_3)_2CH-CH_2COOMgBr$ $\xrightarrow{H_3O^+} (CH_3)_2CH-CH_2COOH$.
$5$. અંતિમ નીપજ $Y$ એ $3-$મિથાઈલબ્યુટેનોઈક એસિડ છે.

(A) એસીટાલ્ડિહાઈડ $(CH_3CHO)$ નું એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ માં ઓક્સિડેશન એ ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે હવા અથવા ઓક્સિજનની હાજરીમાં મેંગેનીઝ એસિટેટ $(Mn(CH_3COO)_2)$ દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2CH_3CHO + O_2 \xrightarrow{Mn(CH_3COO)_2} 2CH_3COOH$.

(B) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(CH_3MgBr)$ ની શુષ્ક ઈથરની હાજરીમાં કાર્બન ડાયોક્સાઈડ $(CO_2)$ સાથેની પ્રક્રિયાથી મધ્યવર્તી મેગ્નેશિયમ કાર્બોક્સિલેટ સંકીર્ણ $(Y = CH_3COOMgBr)$ બને છે.
ત્યારબાદ એસિડિક જળવિભાજન $(H_3O^{\oplus})$ કરવાથી તે કાર્બોક્સિલિક એસિડ આપે છે.
અહીં વપરાયેલ ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક મિથાઈલ મેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ $(CH_3MgBr)$ હોવાથી,મળતો કાર્બોક્સિલિક એસિડ એસીટીક એસિડ $(CH_3COOH)$ છે.

(A) સાયનાઈડ $(-CN)$ આલ્કલી (જેમ કે $NaOH$) અથવા એસિડની હાજરીમાં જળવિભાજન પામીને કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ $(-COOH)$ આપે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$R-CN + 2H_2O \xrightarrow{NaOH} R-COOH + NH_3$

(C) પ્રક્રિયા નીચે મુજબ આગળ વધે છે:
$1$. પ્રથમ પગલું એ પેરોક્સાઈડ,$(C_6H_5CO)_2O_2$ ની હાજરીમાં મિથાઈલીન સાયક્લોહેક્ઝેન સાથે $HBr$ નું એન્ટી-માર્કોવનીકોવ યોગશીલ છે. આનાથી (સાયક્લોહેક્ઝાઈલ મિથાઈલ) બ્રોમાઈડ,$C_6H_{11}CH_2Br$ મળે છે.
$2$. બીજું પગલું $KCN$ સાથે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે,જ્યાં બ્રોમાઈડ આયન સાયનાઈડ સમૂહ દ્વારા બદલાય છે,જે સાયક્લોહેક્ઝાઈલ એસિટોનાઈટ્રાઈલ,$C_6H_{11}CH_2CN$ આપે છે.
$3$. ત્રીજું પગલું નાઈટ્રાઈલ સમૂહનું એસિડ-ઉદ્દીપકીય જળવિભાજન છે અને ત્યારબાદ ગરમ કરતા,તે $-CN$ સમૂહને કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ,$-COOH$ માં રૂપાંતરિત કરે છે. અંતિમ નીપજ સાયક્લોહેક્ઝાઈલ એસિટિક એસિડ,$C_6H_{11}CH_2COOH$ છે.

(A) પ્રક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. $C_2H_5Cl + KCN \xrightarrow{C_2H_5OH} C_2H_5CN (X) + KCl$
આ એક ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે જેમાં $CN^{-}$ એ $Cl^{-}$ નું સ્થાન લે છે.
$2$. $C_2H_5CN + 2H_2O \xrightarrow{H_3O^{\oplus}, \Delta} C_2H_5COOH (Y) + NH_3$
નાઈટ્રાઈલ $(X)$ નું એસિડિક જળવિભાજન અનુરૂપ કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(Y)$ આપે છે,જે પ્રોપેનોઈક એસિડ $(C_2H_5COOH)$ છે.
પ્રોપેનોઈક એસિડ $(C_2H_5COOH)$ નું આણ્વીય સૂત્ર $C_3H_6O_2$ છે.

(A) $1$. ટોલ્યુઈન $CS_2$ માં $CrO_2Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ત્યારબાદ જળવિભાજન ($Etard$ પ્રક્રિયા) દ્વારા બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ $(X)$ બનાવે છે.
$2$. બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ $(X)$ માં કાર્બોનિલ સમૂહ હોય છે,તેથી તે $2,4-$ડાયનાઈટ્રોફિનાઈલહાઈડ્રેઝોન બનાવે છે અને ટોલેન્સ પ્રક્રિયક (એમોનિકલ સિલ્વર નાઈટ્રેટ) પ્રત્યે રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે.
$3$. ટોલ્યુઈન $KMnO_4 | OH^-, \Delta$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ત્યારબાદ એસિડિક વર્કઅપ દ્વારા બેન્ઝોઈક એસિડ $(Y)$ બનાવે છે.
$4$. બેન્ઝોઈક એસિડ $(Y)$ એટલું એસિડિક છે કે તે $NaHCO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CO_2$ વાયુ મુક્ત કરે છે.
$5$. તેથી,$A$ એ $CrO_2Cl_2 | CS_2, H_3O^+$ છે અને $B$ એ $KMnO_4 | OH^-, \Delta, H_3O^+$ છે.

(A, C, D) બેન્ઝીનમાંથી બેન્ઝોઇક એસિડ બનાવવા માટે:
વિકલ્પ $(A)$: બેન્ઝીન $Br_2/Fe$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બ્રોમોબેન્ઝીન બનાવે છે,જે $Mg/\text{dry ether}$ સાથે ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(PhMgBr)$ બનાવે છે. આ $CO_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અને ત્યારબાદ એસિડ જળવિભાજન $(H_3O^{\oplus})$ દ્વારા બેન્ઝોઇક એસિડ આપે છે.
વિકલ્પ $(C)$: $CH_3Cl/AlCl_3$ સાથે બેન્ઝીનનું ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન ટોલ્યુઈન આપે છે. આલ્કલાઇન $KMnO_4$ સાથે ટોલ્યુઈનનું ઓક્સિડેશન અને ત્યારબાદ એસિડિફિકેશન બેન્ઝોઇક એસિડ આપે છે.
વિકલ્પ $(D)$: $CH_3COCl/AlCl_3$ સાથે બેન્ઝીનનું ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ એસાઈલેશન એસિટોફિનોન આપે છે. $Br_2/NaOH$ સાથે હેલોફોર્મ પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડિફિકેશન બેન્ઝોઇક એસિડ આપે છે.
વિકલ્પ $(B)$ ખોટો છે કારણ કે આ પ્રક્રિયા બેન્ઝોઇક એસિડ આપતી નથી.
તેથી,સાચા વિકલ્પો $(A), (C)$ અને $(D)$ છે.

(D) $Me_{3}CCOOH$ (પિવલિક એસિડ) ની બનાવટ ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકની ડ્રાય આઈસ $(CO_{2})$ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$O=C=O + (CH_{3})_{3}CMgI \rightarrow (CH_{3})_{3}C-COOMgI$
ત્યારબાદ જળવિભાજન:
$(CH_{3})_{3}C-COOMgI + H_{2}O \rightarrow (CH_{3})_{3}C-COOH + Mg(OH)I$
આમ,$1 \ mol$ ડ્રાય આઈસની $1 \ mol$ $Me_{3}CMgI$ સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી $Me_{3}CCOOH$ મળે છે.

(A) $STP$ પર,વાયુના $22.4 \ dm^3$ એટલે $1 \ mole$.
આપેલ છે કે $1.4 \ dm^3$ વાયુ $(Q)$ નું વજન $1 \ g$ છે.
તેથી,$(Q)$ નું આણ્વીય દળ $\frac{22.4 \ dm^3/mol \times 1 \ g}{1.4 \ dm^3} = 16 \ g/mol$ થાય.
વાયુ $(Q)$ એ $RMgBr$ અને પાણીમાંથી બનતો હોવાથી તે આલ્કેન છે. $16 \ g/mol$ આણ્વીય દળ ધરાવતો આલ્કેન મિથેન $(CH_4)$ છે.
આમ,$RMgBr$ માં આલ્કાઈલ સમૂહ $R$ એ મિથાઈલ $(CH_3)$ છે,અને $(P)$ એ $CH_3MgBr$ છે.
$CH_3MgBr$ ની ડ્રાય આઈસ $(CO_2)$ અને ત્યારબાદ એસિડિક જળવિભાજન $(H_3O^{+})$ સાથેની પ્રક્રિયાથી એસિટિક એસિડ $(CH_3COOH)$ સંયોજન $(Z)$ તરીકે મળે છે.
$CH_3COOH$ નું આણ્વીય દળ $60 \ g/mol$ છે.
$(Z)$ ના $0.1 \ mole$ નું વજન = $0.1 \ mol \times 60 \ g/mol = 6 \ g$.