Preparation of Carboxylic Acids and Their Derivatives Questions in Hindi

(D) प्रत्येक अभिक्रिया का विश्लेषण करते हैं:
$(A)$ नाइट्राइल्स का हल्की परिस्थितियों में आंशिक जल-अपघटन करने पर एमाइड $(R-CONH_2)$ प्राप्त होता है,कार्बोक्सिलिक अम्ल नहीं।
$(B)$ ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $CO_2$ के साथ अभिक्रिया करके और उसके बाद अम्लीय जल-अपघटन द्वारा कार्बोक्सिलिक अम्ल $(R-COOH)$ बनाते हैं।
$(C)$ यह स्टीफन अपचयन है,जो नाइट्राइल्स को एल्डिहाइड $(R-CHO)$ में परिवर्तित करता है।
$(D)$ $PCC$ एक हल्का ऑक्सीकारक है जो प्राथमिक अल्कोहल को एल्डिहाइड $(R-CHO)$ में ऑक्सीकृत करता है।
$(E)$ बेंज़ोयल क्लोराइड $H_2/Pd-BaSO_4$ के साथ रोज़नमुंड अपचयन द्वारा बेंज़ल्डिहाइड बनाता है,जिसे $Br_2/H_2O$ द्वारा बेंज़ोइक अम्ल में ऑक्सीकृत किया जाता है। इस प्रकार,यह कार्बोक्सिलिक अम्ल देता है।
अतः,अभिक्रियाएं $(B)$ और $(E)$ मुख्य उत्पाद के रूप में कार्बोक्सिलिक अम्ल देती हैं।

(C) एसिटिक एनहाइड्राइड को एसिटिक एसिड के निर्जलीकरण (dehydration) द्वारा तैयार किया जाता है,जिसमें गर्म करने पर फास्फोरस पेंटोक्साइड $(P_2O_5)$ जैसे निर्जलीकरण एजेंट का उपयोग किया जाता है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2CH_3COOH \xrightarrow{P_2O_5, \Delta} (CH_3CO)_2O + H_2O$
अतः,एसिटिक एनहाइड्राइड $P_2O_5$ और एसिटिक एसिड की अभिक्रिया द्वारा प्राप्त होता है।

(B) ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(RMgX)$ की शुष्क बर्फ $(CO_2)$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद अम्लीय जल-अपघटन करने पर ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक के एल्काइल समूह की तुलना में एक कार्बन परमाणु अधिक वाला कार्बोक्सिलिक अम्ल प्राप्त होता है।
इस अभिक्रिया में,$CH_3CH_2MgBr$ (एथिल मैग्नीशियम ब्रोमाइड) $CO_2$ के साथ अभिक्रिया करके एक मध्यवर्ती संकुल $CH_3CH_2COOMgBr$ बनाता है।
इसके बाद तनु $HCl$ के साथ जल-अपघटन करने पर,यह संकुल $CH_3CH_2COOH$ में परिवर्तित हो जाता है,जो कि प्रोपेनोइक अम्ल है।
संपूर्ण अभिक्रिया: $CH_3CH_2MgBr + CO_2$ $\rightarrow CH_3CH_2COOMgBr$ $\xrightarrow{H_3O^+} CH_3CH_2COOH + Mg(OH)Br$.

(C) एसिड क्लोराइड की डाइऐल्किल कैडमियम के साथ अभिक्रिया कीटोन बनाने की एक मानक विधि है।
सामान्य अभिक्रिया है: $2RCOCl + R'_2Cd \rightarrow 2RCOR' + CdCl_2$।
यहाँ,उत्पाद प्रोपेनोन $(CH_3COCH_3)$ है और अभिकर्मक डाइमेथिल कैडमियम $((CH_3)_2Cd)$ है।
सामान्य अभिक्रिया से तुलना करने पर,$R'$ एक मेथिल समूह $(CH_3)$ है।
अतः,$2RCOCl + (CH_3)_2Cd \rightarrow 2CH_3COCH_3 + CdCl_2$।
उत्पाद के प्रोपेनोन होने के लिए,$R$ को एक मेथिल समूह $(CH_3)$ होना चाहिए।
इसलिए,क्रियाकारक $S$ एथेनॉयल क्लोराइड $(CH_3COCl)$ है।

(B) जब एल्डिहाइड $(R-CHO)$ को तनु नाइट्रिक अम्ल $(HNO_3)$ जैसे ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ उपचारित किया जाता है,तो उनका ऑक्सीकरण होता है।
यह अभिक्रिया एल्डिहाइड समूह को कार्बोक्सिलिक अम्ल समूह में परिवर्तित कर देती है।
रासायनिक समीकरण: $R-CHO \xrightarrow{\text{Dil. } HNO_3} R-COOH$ (कार्बोक्सिलिक अम्ल)।

(D) एथेन नाइट्राइल $(CH_3CN)$ का अम्लीय जल-अपघटन एक अम्ल उत्प्रेरक $(H^+)$ की उपस्थिति में पानी के साथ अभिक्रिया द्वारा होता है।
प्रारंभ में,यह एसिटामाइड बनाता है,जो आगे जल-अपघटित होकर एसिटिक अम्ल $(CH_3COOH)$ और अमोनियम लवण $(NH_4^+)$ बनाता है।
कुल अभिक्रिया इस प्रकार है:
$CH_3CN + 2H_2O \xrightarrow{H^+} CH_3COOH + NH_4^+$

(B) शुष्क ईथर की उपस्थिति में ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(CH_3MgBr)$ की शुष्क बर्फ $(CO_2)$ के साथ अभिक्रिया से एक मध्यवर्ती मैग्नीशियम लवण,$CH_3COOMgBr$ $(A)$ बनता है।
अभिक्रिया है: $CH_3MgBr + CO_2 \xrightarrow{\text{dry ether}} CH_3COOMgBr$.
अम्लीय जल-अपघटन $(H_3O^{+})$ पर,मध्यवर्ती $A$ एथेनोइक अम्ल $(B)$ प्रदान करता है।
अभिक्रिया है: $CH_3COOMgBr + H_3O^{+} \rightarrow CH_3COOH + Mg(OH)Br$.

(B) ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक की कार्बन डाइऑक्साइड के साथ अभिक्रिया कार्बोक्सिलिक एसिड तैयार करने की एक मानक विधि है।
चरण $1$: $(CH_3)_2CHMgBr + CO_2 \rightarrow (CH_3)_2CH-COO-MgBr$ (मध्यवर्ती $A$)।
चरण $2$: $(CH_3)_2CH-COO-MgBr + H_2O / H^+ \rightarrow (CH_3)_2CH-COOH + Mg(OH)Br$।
उत्पाद $B$ $(CH_3)_2CH-COOH$ है,जिसे $2-$मिथाइलप्रोपेनोइक एसिड (आइसोब्यूट्रिक एसिड के रूप में भी जाना जाता है) कहा जाता है।

(B) ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(RMgX)$ की शुष्क बर्फ $(CO_2)$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद अम्लीय जल-अपघटन,कार्बोक्सिलिक अम्ल तैयार करने की एक मानक विधि है।
इस अभिक्रिया में,ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक का न्यूक्लियोफिलिक एल्काइल समूह $(CH_3CH_2^-)$ $CO_2$ के इलेक्ट्रोफिलिक कार्बन परमाणु पर आक्रमण करके मैग्नीशियम कार्बोक्सिलेट लवण $(CH_3CH_2COO^-Mg^+Br^-)$ बनाता है।
इसके बाद तनु $HCl$ के साथ जल-अपघटन लवण को संबंधित कार्बोक्सिलिक अम्ल में परिवर्तित कर देता है।
$CH_3CH_2MgBr + CO_2 \rightarrow CH_3CH_2COOMgBr$
$CH_3CH_2COOMgBr + H_2O/H^+ \rightarrow CH_3CH_2COOH + Mg(OH)Br$
प्राप्त उत्पाद $CH_3CH_2COOH$ है,जो प्रोपेनोइक अम्ल है।

(D) क्यूमीन (आइसोप्रोपिलबेंजीन) की क्षारीय $KMnO_4$ के साथ गर्म करके अभिक्रिया कराने पर एल्काइल श्रृंखला का कार्बोक्सिलेट समूह में ऑक्सीकरण हो जाता है।
प्रथम चरण में,क्यूमीन का ऑक्सीकरण पोटेशियम बेंजोएट $(A)$ में होता है।
दूसरे चरण में,पोटेशियम बेंजोएट का $H_3O^+$ के साथ अम्लीकरण करने पर बेंजोइक एसिड $(B)$ प्राप्त होता है।

(D) क्षारीय $KMnO_4$ और उसके बाद अम्लीय जल-अपघटन $(H_3O^+)$ के साथ कम से कम एक बेंजिलिक हाइड्रोजन परमाणु वाले एल्काइलबेंजीन की अभिक्रिया से एल्काइल पार्श्व श्रृंखला का कार्बोक्सिलिक अम्ल समूह में ऑक्सीकरण हो जाता है।
दी गई अभिक्रिया में,एथिलबेंजीन $(C_6H_5-CH_2-CH_3)$ का बेंजोइक अम्ल $(C_6H_5-COOH)$ में ऑक्सीकरण होता है।
अभिक्रिया: $C_6H_5-CH_2-CH_3 \xrightarrow[\text{(ii) } H_3O^{+}]{\text{(i) alk. } KMnO_4} C_6H_5-COOH$.

(A) एरोमैटिक कार्बोक्सिलिक एसिड को अल्काइल बेंजीन से अल्काइल साइड चेन के जोरदार ऑक्सीकरण द्वारा तैयार किया जा सकता है,जिसके लिए मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों का उपयोग किया जाता है।
क्षारीय पोटेशियम परमैंगनेट $(KMnO_4/OH^-)$ और क्रोमिक एसिड $(H_2CrO_4)$ इस उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रसिद्ध मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं।
तनु नाइट्रिक एसिड $(HNO_3)$ भी अल्काइल बेंजीन की अल्काइल साइड चेन को कार्बोक्सिलिक एसिड समूह में ऑक्सीकृत करने में सक्षम है।
डाइबोरेन $(B_2H_6)$ एक अपचायक (reducing agent) है,जिसका उपयोग आमतौर पर एल्कीन को अल्कोहल में बदलने के लिए हाइड्रोबोरेशन-ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं में किया जाता है,और इसका उपयोग अल्काइल बेंजीन के कार्बोक्सिलिक एसिड में ऑक्सीकरण के लिए नहीं किया जाता है।
इसलिए,सही उत्तर $A$ है।

(C) ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(R-Mg-X)$ की ठोस कार्बन डाइऑक्साइड ($CO_2$,शुष्क बर्फ) के साथ अभिक्रिया और उसके बाद अम्लीय जल-अपघटन,कार्बोक्सिलिक अम्ल बनाने की एक मानक विधि है।
चरण $1$: $R-Mg-X + CO_2 \xrightarrow{\text{dry ether}} R-COOMgX$ (कार्बोक्सिलेटो मैग्नीशियम हैलाइड)।
चरण $2$: $R-COOMgX + H_2O \xrightarrow{\text{dil } HCl} R-COOH + Mg(X)OH$ (कार्बोक्सिलिक अम्ल)।
अतः,यौगिक $A$,$CO_2$ (ठोस) है।

(A) $Cumene$ (आइसोप्रोपिलबेंजीन) की क्षारीय $KMnO_4$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद अम्लीकरण,एल्काइलबेंजीन के ऑक्सीकरण की एक मानक विधि है।
$1$. पहले चरण में,$Cumene$ का गर्म क्षारीय $KMnO_4$ द्वारा पोटेशियम बेंजोएट $(A)$ में ऑक्सीकरण होता है।
$2$. दूसरे चरण में,$H_3O^{+}$ के साथ अम्लीकरण करने पर पोटेशियम बेंजोएट $Benzoic \ acid$ $(B)$ में परिवर्तित हो जाता है।
अतः,अंतिम उत्पाद $B$,$Benzoic \ acid$ है।

(D) फार्मिक अम्ल $(HCOOH)$ को मेथिल मैग्नीशियम ब्रोमाइड $(CH_{3}MgBr)$ से तैयार नहीं किया जा सकता है,क्योंकि ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $CO_{2}$ के साथ अभिक्रिया करके कम से कम दो कार्बन परमाणु वाले कार्बोक्सिलिक अम्ल (जैसे एसिटिक अम्ल) बनाते हैं।
अन्य अभिकर्मकों से फार्मिक अम्ल को निम्न प्रकार से तैयार किया जा सकता है:
$(a)$ $CH_{3}OH$ $\xrightarrow{[O]} HCHO$ $\xrightarrow{[O]} HCOOH$
$(b)$ $CO + NaOH$ $\longrightarrow HCOONa$ $\xrightarrow{H_{2}SO_{4}} HCOOH + NaHSO_{4}$
$(c)$ ग्लिसरॉल + ऑक्सेलिक अम्ल $\xrightarrow{383 \ K} HCOOH + \text{ग्लिसरॉल}$

(C) एथेनॉयल क्लोराइड $(CH_3COCl)$ की जल $(H_2O)$ के साथ अभिक्रिया एक जल-अपघटन अभिक्रिया है।
इस अभिक्रिया में,क्लोरीन परमाणु जल से प्राप्त हाइड्रॉक्सिल समूह $(-OH)$ द्वारा प्रतिस्थापित हो जाता है।
रासायनिक समीकरण है: $CH_3COCl + H_2O \rightarrow CH_3COOH + HCl$.
प्राप्त उत्पाद $X$ एथेनोइक अम्ल $(CH_3COOH)$ है।

(C) जब कार्बोक्सिलिक एसिड $(R-COOH)$ के दो अणुओं को फास्फोरस पेंटोक्साइड $(P_2O_5)$ जैसे निर्जलीकरण एजेंट की उपस्थिति में गर्म किया जाता है,तो वे पानी के एक अणु $(H_2O)$ को हटाकर एसिड एनहाइड्राइड बनाने के लिए संघनन अभिक्रिया करते हैं।
अभिक्रिया को इस प्रकार दर्शाया गया है:
$2R-COOH \xrightarrow{P_2O_5, \Delta} (RCO)_2O + H_2O$
अतः,विकल्प $C$ एसिड एनहाइड्राइड के निर्माण के लिए सही अभिक्रिया है।

(B) चरण $1$: $m$-हाइड्रॉक्सीबेन्ज़ल्डिहाइड के $-OH$ समूह का बेन्ज़िल क्लोराइड $(C_6H_5CH_2Cl)$ के साथ संरक्षण करने पर $m$-बेन्ज़िलॉक्सीबेन्ज़ल्डिहाइड $(A)$ प्राप्त होता है।
चरण $2$: ऑक्सीकरण एजेंट $[O]$ का उपयोग करके $A$ में एल्डिहाइड समूह का ऑक्सीकरण करने पर $m$-बेन्ज़िलॉक्सीबेन्ज़ोइक एसिड $(B)$ प्राप्त होता है।
चरण $3$: बेन्ज़िल समूह का विसंरक्षण (आमतौर पर उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण या एसिड-उत्प्रेरित विदलन द्वारा) सुरक्षात्मक समूह को हटा देता है और $m$-हाइड्रॉक्सीबेन्ज़ोइक एसिड $(C)$ देता है।

(C) अभिक्रिया इस प्रकार है:
$CH_3Cl + KCN_{(alc)} \xrightarrow{\Delta} CH_3CN (A) + KCl$
$CH_3CN + 2H_2O \xrightarrow{HCl} CH_3COOH (B) + NH_4Cl$
प्रथम चरण में,क्लोरोमेथेन अल्कोहलिक $KCN$ के साथ अभिक्रिया करके एथेनेनाइट्राइल $(CH_3CN)$ बनाता है,जो यौगिक $A$ है।
दूसरे चरण में,एथेनेनाइट्राइल का अम्लीय जल-अपघटन एथेनोइक अम्ल $(CH_3COOH)$ देता है,जो यौगिक $B$ है।
अतः,$A =$ एथेनेनाइट्राइल और $B =$ एथेनोइक अम्ल।

(C) $Cumene$ (आइसोप्रोपिलबेंजीन) की क्षारीय $KMnO_4$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद अम्लीय जल-अपघटन,एल्काइलबेंजीन के ऑक्सीकरण की एक मानक विधि है।
चरण $1$: $KMnO_4$ और $KOH$ के साथ $Cumene$ का ऑक्सीकरण करने पर $Potassium \ benzoate$ $(A)$ प्राप्त होता है।
चरण $2$: $H_3O^+$ के साथ $Potassium \ benzoate$ का अम्लीकरण करने पर $Benzoic \ acid$ $(B)$ प्राप्त होता है।
अतः,अंतिम उत्पाद $B$,$Benzoic \ acid$ है।

(D) एक अल्काइलबेंजीन जिसमें कम से कम एक बेंजाइलिक हाइड्रोजन परमाणु हो,उसकी क्षारीय $KMnO_4$ और उसके बाद अम्लीय जलअपघटन $(H_3O^+)$ के साथ अभिक्रिया कराने पर अल्काइल पार्श्व श्रृंखला का कार्बोक्सिलिक एसिड समूह में ऑक्सीकरण हो जाता है।
दिए गए अभिकारक $C_6H_5-CH_2-CH_3$ (एथिलबेंजीन) में,बेंजाइलिक कार्बन $CH_2$ समूह है।
ऑक्सीकरण पर,पूरी अल्काइल पार्श्व श्रृंखला बेंजीन रिंग से जुड़े कार्बोक्सिल समूह $(-COOH)$ में परिवर्तित हो जाती है।
अतः,बनने वाला उत्पाद बेंजोइक एसिड,$C_6H_5-COOH$ है।

(D) जब एथिल बेंजीन को $HNO_3$ या $KMnO_4$ जैसे प्रबल ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ उपचारित किया जाता है,तो बेंजीन रिंग से जुड़ी अल्काइल साइड चेन ऑक्सीकृत होकर कार्बोक्सिलिक एसिड समूह $(-COOH)$ में बदल जाती है।
इस प्रकार,एथिल बेंजीन का प्रबल ऑक्सीकरण होकर बेंजोइक एसिड बनता है।

(B) शुष्क बर्फ $(CO_2)$ की शुष्क ईथर की उपस्थिति में ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(CH_3MgBr)$ के साथ अभिक्रिया करने पर एक मध्यवर्ती उत्पाद $(A)$ बनता है,जो $CH_3COOMgBr$ है।
$CO_2 + CH_3MgBr \xrightarrow{Dry \ ether} CH_3COOMgBr (A)$
यह मध्यवर्ती $(A)$ तनु $HCl$ के साथ जल-अपघटन करने पर एक कार्बोक्सिलिक अम्ल $(B)$ देता है,जो एथेनोइक अम्ल $(CH_3COOH)$ है।
$CH_3COOMgBr + H_2O \xrightarrow{dil. \ HCl} CH_3COOH (B) + Mg(OH)Br$
अतः,उत्पाद $B$ एथेनोइक अम्ल है।

(B) अभिक्रिया $R-CHO \rightarrow R-CH_2OH$ एक एल्डिहाइड का प्राथमिक अल्कोहल में अपचयन (reduction) है। $NaBH_4$ और $H_2 | Pd$ दोनों इस अपचयन को कर सकते हैं।
अभिक्रिया $R-COOH \rightarrow R-CH_2OH$ एक कार्बोक्सिलिक एसिड का प्राथमिक अल्कोहल में अपचयन है। कार्बोक्सिलिक एसिड $NaBH_4$ और $H_2 | Pd$ द्वारा अपचयन के प्रति प्रतिरोधी होते हैं। इस परिवर्तन के लिए $LiAlH_4$ और उसके बाद अम्लीय वर्कअप $(H_3O^+)$ जैसे एक मजबूत अपचायक की आवश्यकता होती है।
विकल्पों की तुलना करने पर,विकल्प $B$ दोनों चरणों के लिए अभिकर्मकों का एक वैध सेट प्रदान करता है: $H_2 | Pd$ एल्डिहाइड को अपचयित कर सकता है,और $LiAlH_4$ कार्बोक्सिलिक एसिड को प्राथमिक अल्कोहल में अपचयित करने के लिए मानक अभिकर्मक है।

(A) सायनाइड $(-CN)$ क्षार (जैसे $NaOH$) या अम्ल की उपस्थिति में जल-अपघटन करके कार्बोक्सिलिक अम्ल समूह $(-COOH)$ देते हैं।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$R-CN + 2H_2O \xrightarrow{NaOH} R-COOH + NH_3$

(C) चरण $1$: क्लोरोमेथेन की पोटेशियम साइनाइड $(KCN)$ के साथ अभिक्रिया एक नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया है,जिसमें साइनाइड आयन $(CN^-)$ क्लोराइड आयन $(Cl^-)$ को विस्थापित करके मिथाइल साइनाइड $(CH_3CN)$ बनाता है,जो यौगिक $(A)$ है।
$CH_3Cl + KCN \rightarrow CH_3CN + KCl$
चरण $2$: मिथाइल साइनाइड $(CH_3CN)$ का अम्लीय जलअपघटन करने पर एक एमाइड मध्यवर्ती बनता है,जो आगे जलअपघटित होकर एसिटिक एसिड $(CH_3COOH)$ को अंतिम उत्पाद $(B)$ के रूप में देता है।
$CH_3CN + 2H_2O \xrightarrow{H^+} CH_3COOH + NH_3$

(A) अभिक्रिया अनुक्रम इस प्रकार है:
$1.$ एथीन $(CH_2=CH_2)$ में $HBr$ जोड़ने पर एथिल ब्रोमाइड $(A)$ प्राप्त होता है:
$CH_2=CH_2 + HBr \rightarrow CH_3-CH_2-Br$
$2.$ एथिल ब्रोमाइड की $KCN$ के साथ नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया से एथिल साइनाइड $(B)$ प्राप्त होता है:
$CH_3-CH_2-Br + KCN \rightarrow CH_3-CH_2-CN + KBr$
$3.$ एथिल साइनाइड का अम्लीय जल-अपघटन करने पर प्रोपेनोइक अम्ल $(C)$ प्राप्त होता है:
$CH_3-CH_2-CN \xrightarrow{H^{+}/H_2O} CH_3-CH_2-COOH$
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(C) अभिक्रिया अनुक्रम इस प्रकार है:
$1$. $CH_3OH + PCl_3 \rightarrow CH_3Cl (A) + H_3PO_3$
$2$. $CH_3Cl + KCN \rightarrow CH_3CN (B) + KCl$
$3$. $CH_3CN + 2H_2O \xrightarrow{H_3O^+} CH_3COOH (C) + NH_3$
अतः,$C$ का मान $CH_3COOH$ है।

(C) एल्काइल ब्रोमाइड $X$ $(C_5H_{11}Br)$ शुष्क ईथर में $Mg$ के साथ अभिक्रिया करके ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(R-MgBr)$ बनाता है।
$CO_2$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद अम्लीकरण से एक अतिरिक्त कार्बन परमाणु वाला कार्बोक्सिलिक एसिड $(R-COOH)$ प्राप्त होता है।
चूंकि अंतिम उत्पाद $Y$ एक $C_5$ एल्काइल ब्रोमाइड से प्राप्त कार्बोक्सिलिक एसिड है,इसलिए इसमें $5+1=6$ कार्बन परमाणु होने चाहिए।
दिए गए विकल्पों में से,$3$-मिथाइलपेंटेनोइक एसिड $(C_6H_{12}O_2)$ में $6$ कार्बन होते हैं।
दिए गए विकल्पों की संरचना के आधार पर,सही उत्तर $C$ है।

(D) $1$. $C_4H_8$ का ओजोनोलिसिस एसीटोन $(CH_3COCH_3)$ और फॉर्मेल्डिहाइड $(HCHO)$ देता है। यह पुष्टि करता है कि $C_4H_8$ आइसोब्यूटिलीन,$(CH_3)_2C=CH_2$ है।
$2$. पेरोक्साइड की उपस्थिति में आइसोब्यूटिलीन की $HBr$ के साथ अभिक्रिया एंटी-मार्कोवनिकोव योग का पालन करती है: $(CH_3)_2C=CH_2 + HBr \xrightarrow{\text{peroxide}} (CH_3)_2CH-CH_2Br$ ($X$ $1-$ब्रोमो$-2-$मिथाइलप्रोपेन है)।
$3$. $X$ शुष्क ईथर में $Mg$ के साथ अभिक्रिया करके ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक बनाता है: $(CH_3)_2CH-CH_2MgBr$।
$4$. ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $CO_2$ के साथ अभिक्रिया करता है और उसके बाद एसिड हाइड्रोलिसिस द्वारा कार्बोक्सिलिक एसिड बनाता है: $(CH_3)_2CH-CH_2MgBr + CO_2$ $\rightarrow (CH_3)_2CH-CH_2COOMgBr$ $\xrightarrow{H_3O^+} (CH_3)_2CH-CH_2COOH$।
$5$. अंतिम उत्पाद $Y$ $3-$मिथाइल ब्यूटेनॉइक एसिड है।

(A) एसिटाल्डिहाइड $(CH_3CHO)$ का एसिटिक एसिड $(CH_3COOH)$ में ऑक्सीकरण एक औद्योगिक प्रक्रिया है।
यह अभिक्रिया आमतौर पर हवा या ऑक्सीजन की उपस्थिति में मैंगनीज एसीटेट $(Mn(CH_3COO)_2)$ द्वारा उत्प्रेरित होती है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $2CH_3CHO + O_2 \xrightarrow{Mn(CH_3COO)_2} 2CH_3COOH$.

(B) शुष्क ईथर की उपस्थिति में ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(CH_3MgBr)$ की कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ के साथ अभिक्रिया से एक मध्यवर्ती मैग्नीशियम कार्बोक्सिलेट संकुल $(Y = CH_3COOMgBr)$ बनता है।
इसके बाद अम्लीय जल-अपघटन $(H_3O^{\oplus})$ करने पर यह कार्बोक्सिलिक अम्ल प्रदान करता है।
चूंकि प्रयुक्त ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक मेथिल मैग्नीशियम ब्रोमाइड $(CH_3MgBr)$ है,इसलिए प्राप्त कार्बोक्सिलिक अम्ल एसीटिक अम्ल $(CH_3COOH)$ है।

(A) सायनाइड $(-CN)$ क्षार (जैसे $NaOH$) या अम्ल की उपस्थिति में जल-अपघटन करके कार्बोक्सिलिक अम्ल समूह $(-COOH)$ देते हैं।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$R-CN + 2H_2O \xrightarrow{NaOH} R-COOH + NH_3$

(C) अभिक्रिया इस प्रकार आगे बढ़ती है:
$1$. पहला चरण पेरोक्साइड,$(C_6H_5CO)_2O_2$ की उपस्थिति में मिथाइलीनसाइक्लोहेक्सेन के साथ $HBr$ का एंटी-मार्कोवनिकोव योग है। यह (साइक्लोहेक्सिलमिथाइल) ब्रोमाइड,$C_6H_{11}CH_2Br$ देता है।
$2$. दूसरा चरण $KCN$ के साथ न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है,जहाँ ब्रोमाइड आयन को साइनाइड समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है,जिससे साइक्लोहेक्सिलएसिटोनाइट्राइल,$C_6H_{11}CH_2CN$ प्राप्त होता है।
$3$. तीसरा चरण नाइट्राइल समूह का अम्ल-उत्प्रेरित जलअपघटन है और उसके बाद गर्म करने पर,यह $-CN$ समूह को कार्बोक्सिलिक एसिड समूह,$-COOH$ में परिवर्तित कर देता है। अंतिम उत्पाद साइक्लोहेक्सिलएसिटिक एसिड,$C_6H_{11}CH_2COOH$ है।

(A) अभिक्रिया अनुक्रम इस प्रकार है:
$1$. $C_2H_5Cl + KCN \xrightarrow{C_2H_5OH} C_2H_5CN (X) + KCl$
यह एक नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया है जहाँ $CN^{-}$ द्वारा $Cl^{-}$ को प्रतिस्थापित किया जाता है।
$2$. $C_2H_5CN + 2H_2O \xrightarrow{H_3O^{\oplus}, \Delta} C_2H_5COOH (Y) + NH_3$
नाइट्राइल $(X)$ का अम्लीय जल-अपघटन संगत कार्बोक्सिलिक अम्ल $(Y)$ देता है,जो प्रोपेनोइक अम्ल $(C_2H_5COOH)$ है।
प्रोपेनोइक अम्ल $(C_2H_5COOH)$ का आणविक सूत्र $C_3H_6O_2$ है।

(A) $1$. टोल्यूनि $CS_2$ में $CrO_2Cl_2$ के साथ अभिक्रिया करके और उसके बाद जल-अपघटन ($Etard$ अभिक्रिया) द्वारा बेंजल्डिहाइड $(X)$ बनाता है।
$2$. बेंजल्डिहाइड $(X)$ में कार्बोनिल समूह होता है,इसलिए यह $2,4-$डाइनिट्रोफेनिलहाइड्राजोन बनाता है और टॉलेन अभिकर्मक (अमोनिकल सिल्वर नाइट्रेट) के प्रति अपचायक के रूप में कार्य करता है।
$3$. टोल्यूनि $KMnO_4 | OH^-, \Delta$ के साथ अभिक्रिया करके और उसके बाद अम्लीय वर्कअप द्वारा बेंजोइक एसिड $(Y)$ बनाता है।
$4$. बेंजोइक एसिड $(Y)$ इतना अम्लीय होता है कि यह $NaHCO_3$ के साथ अभिक्रिया करके $CO_2$ गैस मुक्त करता है।
$5$. इसलिए,$A$ का मान $CrO_2Cl_2 | CS_2, H_3O^+$ है और $B$ का मान $KMnO_4 | OH^-, \Delta, H_3O^+$ है।

(A, C, D) बेंजीन से बेंजोइक एसिड बनाने के लिए:
विकल्प $(A)$: बेंजीन $Br_2/Fe$ के साथ अभिक्रिया करके ब्रोमोबेंजीन बनाता है,जो $Mg/\text{dry ether}$ के साथ ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक $(PhMgBr)$ बनाता है। यह $CO_2$ के साथ अभिक्रिया करके और फिर एसिड हाइड्रोलिसिस $(H_3O^{\oplus})$ द्वारा बेंजोइक एसिड देता है।
विकल्प $(C)$: $CH_3Cl/AlCl_3$ के साथ बेंजीन का फ्रिडेल-क्राफ्ट्स अल्काइलेशन टोल्यूनि देता है। क्षारीय $KMnO_4$ के साथ टोल्यूनि का ऑक्सीकरण और उसके बाद अम्लीकरण बेंजोइक एसिड देता है।
विकल्प $(D)$: $CH_3COCl/AlCl_3$ के साथ बेंजीन का फ्रिडेल-क्राफ्ट्स एसाइलेशन एसीटोफेनोन देता है। $Br_2/NaOH$ के साथ हेलोफॉर्म अभिक्रिया और उसके बाद अम्लीकरण बेंजोइक एसिड देता है।
विकल्प $(B)$ गलत है क्योंकि यह अभिक्रिया बेंजोइक एसिड नहीं देती है।
अतः,सही विकल्प $(A), (C)$ और $(D)$ हैं।

(D) $Me_{3}CCOOH$ (पिवैलिक एसिड) का निर्माण ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक की शुष्क बर्फ $(CO_{2})$ के साथ अभिक्रिया द्वारा किया जाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$O=C=O + (CH_{3})_{3}CMgI \rightarrow (CH_{3})_{3}C-COOMgI$
इसके बाद जल-अपघटन:
$(CH_{3})_{3}C-COOMgI + H_{2}O \rightarrow (CH_{3})_{3}C-COOH + Mg(OH)I$
अतः,$1 \ mol$ शुष्क बर्फ की $1 \ mol$ $Me_{3}CMgI$ के साथ अभिक्रिया करने पर $Me_{3}CCOOH$ प्राप्त होता है।

(A) $STP$ पर,किसी गैस का $22.4 \ dm^3$ आयतन $1 \ mole$ के बराबर होता है।
दिया गया है कि $1.4 \ dm^3$ गैस $(Q)$ का वजन $1 \ g$ है।
अतः,$(Q)$ का मोलर द्रव्यमान $\frac{22.4 \ dm^3/mol \times 1 \ g}{1.4 \ dm^3} = 16 \ g/mol$ है।
चूंकि गैस $(Q)$,$RMgBr$ और पानी से बनती है,यह एक एल्केन है। $16 \ g/mol$ मोलर द्रव्यमान वाला एल्केन मीथेन $(CH_4)$ है।
इस प्रकार,$RMgBr$ में एल्किल समूह $R$ एक मिथाइल समूह $(CH_3)$ है,और $(P)$,$CH_3MgBr$ है।
$CH_3MgBr$ की शुष्क बर्फ $(CO_2)$ और उसके बाद अम्लीय जल-अपघटन $(H_3O^{+})$ के साथ अभिक्रिया से एसिटिक एसिड $(CH_3COOH)$ यौगिक $(Z)$ के रूप में प्राप्त होता है।
$CH_3COOH$ का मोलर द्रव्यमान $60 \ g/mol$ है।
$(Z)$ के $0.1 \ mole$ का वजन = $0.1 \ mol \times 60 \ g/mol = 6 \ g$.