Properties of alcohol Questions in Gujarati

(B) એસિડિક જલીય માધ્યમમાં,$1$-ફિનાઈલઈથેનોલનો હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ પ્રોટોનેટેડ થઈને ઓક્સોનિયમ આયન બનાવે છે.
આ ઓક્સોનિયમ આયન પાણીનો અણુ ગુમાવીને સ્થાયી બેન્ઝાઈલિક કાર્બોકેટાયન (કાર્બોનિયમ આયન) બનાવે છે.
સમતલીય કાર્બોકેટાયન પર પાણી દ્વારા બંને બાજુથી સમાન સંભાવના સાથે હુમલો થઈ શકે છે,જે રેસેમિક મિશ્રણના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે.
તેથી,રેસેમિક મિશ્રણ બનવાનું કારણ કાર્બોનિયમ આયનનું નિર્માણ છે.

(C) કાયરલ કાર્બન પરમાણુ એ એવો કાર્બન પરમાણુ છે જે ચાર અલગ-અલગ સમૂહો સાથે જોડાયેલ હોય છે.
$(a)$ $n$-બ્યુટાઈલ આલ્કોહોલ $(CH_3CH_2CH_2CH_2OH)$: કોઈ કાયરલ કાર્બન નથી.
$(b)$ $iso$-બ્યુટાઈલ આલ્કોહોલ $((CH_3)_2CHCH_2OH)$: કોઈ કાયરલ કાર્બન નથી.
$(c)$ $sec$-બ્યુટાઈલ આલ્કોહોલ $(CH_3CH_2CH(OH)CH_3)$: $-OH$ સમૂહ સાથે જોડાયેલ કાર્બન પરમાણુ $-H$,$-OH$,$-CH_3$,અને $-CH_2CH_3$ સમૂહો સાથે જોડાયેલ છે. ચારેય સમૂહો અલગ હોવાથી,તે કાયરલ કાર્બન છે.
$(d)$ $tert$-બ્યુટાઈલ આલ્કોહોલ $((CH_3)_3COH)$: કોઈ કાયરલ કાર્બન નથી.
તેથી,$sec$-બ્યુટાઈલ આલ્કોહોલ સાચો જવાબ છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(CH_3MgI)$ દ્વારા ઈપોક્સાઈડ (અથવા તણાવયુક્ત ચક્રીય ઈથર) નું વલય-ખુલવું (ring-opening) થાય છે.
જ્યારે ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક અસમપ્રમાણ ઈપોક્સાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે ન્યુક્લિયોફિલિક આલ્કાઈલ સમૂહ $(CH_3^-)$ ઈપોક્સાઈડ વલયના ઓછા અવરોધિત કાર્બન પરમાણુ પર હુમલો કરે છે.
હુમલા પછી,વલય ખુલે છે અને ત્યારબાદ એસિડિક વર્કઅપ $(H_3O^+)$ દ્વારા આલ્કોક્સાઈડનું પ્રોટોનેશન થઈને આલ્કોહોલ બને છે.
આ કિસ્સામાં,$CH_3$ સમૂહ ઓછા અવરોધિત કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે $2$-ઈથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનોલ બને છે.

(D) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકો $(RMgX)$ ની આલ્ડિહાઈડ અને કીટોન સાથેની પ્રક્રિયા નીચેના નિયમોને અનુસરે છે:
$1$. ફોર્માલ્ડિહાઈડ $(HCHO)$ + $RMgX$ $\rightarrow$ $1^o$ આલ્કોહોલ.
$2$. અન્ય આલ્ડિહાઈડ $(R'CHO)$ + $RMgX$ $\rightarrow$ $2^o$ આલ્કોહોલ.
$3$. કીટોન $(R'COR'')$ + $RMgX$ $\rightarrow$ $3^o$ આલ્કોહોલ.
વિકલ્પ $(a)$ માં,આઈસોબ્યુટીરાલ્ડિહાઈડ એ આલ્ડિહાઈડ છે,તેથી તે $2^o$ આલ્કોહોલ બનાવે છે.
વિકલ્પ $(b)$ માં,એસીટાલ્ડિહાઈડ એ આલ્ડિહાઈડ છે,તેથી તે $2^o$ આલ્કોહોલ બનાવે છે.
વિકલ્પ $(c)$ માં,મિથાઈલ આઈસોપ્રોપાઈલ કીટોન એ કીટોન છે,તેથી તે $3^o$ આલ્કોહોલ બનાવે છે.
તેથી,$(a)$ અને $(b)$ બંને $2^o$ આલ્કોહોલ આપે છે.

(C) ડાયમિથાઈલ કાર્બોનેટ $(CH_3OCOOCH_3)$ ફિનાઈલમેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ $(PhMgBr)$ ના વધારાના પ્રમાણ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ટ્રાયફિનાઈલમિથેનોલ $(Ph_3COH)$ બનાવે છે. આ પ્રક્રિયા ત્રણ તબક્કામાં થાય છે:
$1.$ પ્રથમ મિથોક્સી ગ્રુપનું ન્યુક્લિયોફિલિક એસિલ વિસ્થાપન થઈને મિથાઈલ બેન્ઝોએટ બને છે: $CH_3OCOOCH_3 + PhMgBr \rightarrow PhCOOCH_3 + CH_3OMgBr$
$2.$ બીજા મિથોક્સી ગ્રુપનું ન્યુક્લિયોફિલિક એસિલ વિસ્થાપન થઈને બેન્ઝોફિનોન બને છે: $PhCOOCH_3 + PhMgBr \rightarrow PhCOPh + CH_3OMgBr$
$3.$ કીટોન પર ન્યુક્લિયોફિલિક યોગશીલ પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ જળવિભાજન દ્વારા ટ્રાયફિનાઈલમિથેનોલ બને છે: $PhCOPh + PhMgBr$ $\rightarrow Ph_3COMgBr$ $\xrightarrow{H_3O^{+}} Ph_3COH$.

(D) લક્ષ્ય આલ્કોહોલ $2$-ફિનાઈલબ્યુટેન-$2$-ઓલ છે,જેનું બંધારણ $Ph-C(OH)(CH_3)-CH_2-CH_3$ છે.
ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકો કીટોન સાથે પ્રક્રિયા કરીને તૃતીયક આલ્કોહોલ બનાવે છે.
વિકલ્પ $(D)$ માં,પ્રક્રિયા આ મુજબ છે:
$EtMgBr + Ph-C(=O)-CH_2-CH_3 \xrightarrow{NH_4Cl} Ph-C(OH)(CH_2-CH_3)_2$
આ સંયોજન $3$-ફિનાઈલપેન્ટેન-$3$-ઓલ બનાવે છે,જે જરૂરી આલ્કોહોલ નથી.
વિકલ્પો $(A)$,$(B)$,અને $(C)$ યોગ્ય રીતે $2$-ફિનાઈલબ્યુટેન-$2$-ઓલ બનાવે છે.

(A) વિકલ્પ $A$ માં,સાયક્લોહેક્સાઇલમેગ્નેશિયમ બ્રોમાઇડની એસિટોન $(CH_3COCH_3)$ સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિડ જળવિભાજન $(H^+)$ કરવાથી $2-$સાયક્લોહેક્સાઇલપ્રોપેન$-2-$ઓલ મળે છે,$1$-સાયક્લોહેક્સાઇલપ્રોપેન$-2-$ઓલ નહીં. ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક એસિટોનના કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરીને તૃતીયક આલ્કોહોલ બનાવે છે. તેથી,વિકલ્પ $A$ માં દર્શાવેલ સંશ્લેષણ ખોટું છે.

(D) એસિડ ક્લોરાઇડ $(RCOCl)$ ની ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(R'MgX)$ ની વધુ માત્રા સાથેની પ્રક્રિયા કીટોન મધ્યવર્તી દ્વારા $RC(OH)(R')_2$ પ્રકારનો તૃતીયક આલ્કોહોલ બનાવે છે.
આનો અર્થ એ છે કે પરિણામી તૃતીયક આલ્કોહોલમાં હાઇડ્રોક્સિલ જૂથ ધરાવતા કાર્બન સાથે ઓછામાં ઓછા બે સમાન આલ્કાઇલ અથવા એરાઇલ જૂથો જોડાયેલા હોવા જોઈએ.
ચાલો વિકલ્પોનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$(A)$ $Ph_2C(OH)CH_3$: બે સમાન $Ph$ જૂથો ધરાવે છે.
$(B)$ $PhC(OH)(CH_3)_2$: બે સમાન $CH_3$ જૂથો ધરાવે છે.
$(C)$ $Et_2C(OH)CH_3$: બે સમાન $Et$ જૂથો ધરાવે છે.
$(D)$ $PhC(OH)(CH_3)Et$: ત્રણ અલગ-અલગ જૂથો $(Ph, CH_3, Et)$ ધરાવે છે. આને એસિડ ક્લોરાઇડની ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકની વધુ માત્રા સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવી શકાતો નથી.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(D)$ છે.

(A) આ પ્રક્રિયામાં $\gamma$-બ્યુટાયરોલેક્ટોન ડાય-ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક,$BrMg-(CH_2)_4-MgBr$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
$1$. ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકનો ન્યુક્લિયોફિલિક કાર્બન $\gamma$-બ્યુટાયરોલેક્ટોનના કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેનાથી લેક્ટોનનું વલય ખુલે છે.
$2$. બનતી મધ્યવર્તી નીપજ ડાય-આલ્કોક્સાઇડ સ્પીસીઝ છે.
$3$. એસિડ જળવિભાજન $(H_3O^{+})$ પછી,આલ્કોક્સાઇડ સમૂહો પ્રોટોનેટેડ થઈને હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહો બનાવે છે.
$4$. અંતિમ નીપજ એક ચક્રીય રચના છે જેમાં સાઇડ ચેઇન જોડાયેલી હોય છે.

(A) ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકો $(R-MgX)$ પ્રબળ બેઇઝ અને ન્યુક્લિયોફાઇલ છે. તેઓ સક્રિય હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ ધરાવતા સંયોજનો (જેમ કે $O$,$N$,અથવા $S$ સાથે જોડાયેલા) સાથે ઝડપથી પ્રક્રિયા કરીને એસિડ-બેઇઝ પ્રક્રિયા દ્વારા હાઇડ્રોકાર્બન $(R-H)$ બનાવે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,$CH_3CH_2OH$ (ઇથેનોલ) માં એસિડિક હાઇડ્રોક્સિલ હાઇડ્રોજન પરમાણુ હોય છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $CH_3CH_2OH + R-MgBr \rightarrow R-H + CH_3CH_2O-MgBr$.
અન્ય વિકલ્પો જેવા કે $CH_3CHO$,$CH_3COCH_3$,અને $CH_3CO_2CH_3$ ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકો સાથે ન્યુક્લિયોફિલિક એડિશન અથવા સબસ્ટિટ્યુશન પ્રક્રિયાઓ આપે છે,સાદી એસિડ-બેઇઝ હાઇડ્રોકાર્બન બનાવવાની પ્રક્રિયા નહીં.

(B) મુખ્ય નીપજ $1-\text{સાયક્લોપેન્ટાઈલબ્યુટેન}-2-\text{ઓલ}$ છે. આ સંશ્લેષણ માટે,આપણે ઈપોક્સાઈડમાં ન્યુક્લિયોફાઈલ ઉમેરવાની જરૂર છે. સાયક્લોપેન્ટાઈલમિથાઈલ બ્રોમાઈડમાંથી મેળવેલ ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $\text{સાયક્લોપેન્ટાઈલમિથાઈલમેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ}$ $(\text{સાયક્લોપેન્ટાઈલ-CH}_2\text{MgBr})$ છે. જ્યારે આ પ્રોપીલીન ઓક્સાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે ન્યુક્લિયોફિલિક $\text{CH}_2$ જૂથ ઈપોક્સાઈડ રિંગના ઓછા અવરોધિત કાર્બન પર હુમલો કરે છે. આના પરિણામે ઈચ્છિત આલ્કોહોલ બને છે. પ્રક્રિયા: $\text{સાયક્લોપેન્ટાઈલ-CH}_2\text{MgBr} + \text{પ્રોપીલીન ઓક્સાઈડ}$ $\rightarrow \text{સાયક્લોપેન્ટાઈલ-CH}_2\text{CH}_2\text{CH(OH)CH}_3$. આ વિકલ્પ $(b)$ ને અનુરૂપ છે.

(B) $4$-chloro-butan-$1$-ol ની $NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયા આંતરઆણ્વીય ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે.
$NaOH$ હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહનું ડિપ્રોટોનેશન કરીને આલ્કોક્સાઈડ આયન બનાવે છે: $Cl-(CH_2)_4-OH + NaOH \to Cl-(CH_2)_4-O^-Na^+ + H_2O$.
ત્યારબાદ આ આલ્કોક્સાઈડ આયન આંતરિક ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે વર્તે છે અને ક્લોરિન સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર હુમલો કરે છે (આંતરઆણ્વીય $S_N2$ પ્રક્રિયા).
આના પરિણામે પાંચ-સભ્યયુક્ત ચક્રીય ઈથર બને છે,જે ટેટ્રાહાઇડ્રોફ્યુરાન છે.

(B) આલ્કોહોલની થાયોનાઈલ ક્લોરાઈડ $(SOCl_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા એ આલ્કાઈલ ક્લોરાઈડ બનાવવા માટેની જાણીતી પદ્ધતિ છે.
આ પ્રક્રિયા $S_{Ni}$ (Substitution Nucleophilic internal) ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે.
આ ક્રિયાવિધિમાં,કાયરલ કેન્દ્રનું વિન્યાસ જળવાઈ રહે છે કારણ કે ન્યુક્લિયોફાઈલ $(Cl^-)$ તે જ બાજુથી હુમલો કરે છે જ્યાંથી લિવિંગ ગ્રુપ દૂર થાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં,$S_{Ni}$ ઉપલબ્ધ ન હોવાથી,આ પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન $(S_N)$ પ્રકારની છે.

(B) આલ્કોહોલના નિર્જલીકરણની સરળતાનો ક્રમ $3^\circ > 2^\circ > 1^\circ$ છે.
નિર્જલીકરણમાં કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની રચનાનો સમાવેશ થાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનોલ એ તૃતીયક $(3^\circ)$ આલ્કોહોલ છે.
તે નિર્જલીકરણ પર તૃતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી વધુ સ્થિર છે.
તેથી,તેનું નિર્જલીકરણ સૌથી સરળતાથી થાય છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં તૃતીયક આલ્કોહોલનું એસિડ-ઉદ્દીપકીય નિર્જલીકરણ થાય છે.
$1$. $-OH$ સમૂહનું પ્રોટોનેશન થઈને સારું લિવિંગ ગ્રુપ $(-OH_2^+)$ બને છે.
$2$. પાણીનો અણુ દૂર થવાથી સ્પાયરો-જંકશન પર કાર્બોકેટાયન બને છે.
$3$. વલયમાં રહેલા તણાવને ઘટાડવા માટે વલય વિસ્તરણ (ring expansion) થાય છે,જે સ્પાયરો[$5.4$]ડેકેન સિસ્ટમને બાયસાઇક્લો[$4.4$.$0$]ડેકેન (ડેકાલિન) સિસ્ટમમાં ફેરવે છે.
$4$. પરિણામી કાર્બોકેટાયનનું ડિપ્રોટોનેશન થઈને સૌથી સ્થાયી આલ્કીન બને છે,જે ટેટ્રાસબસ્ટિટ્યુટેડ આલ્કીન,$1,2,3,4,5,6,7,8$-ઓક્ટાહાઇડ્રોનેપ્થલીન છે.
તેથી,મુખ્ય નીપજ $A$ એ બાયસાઇક્લો[$4.4$.$0$]ડેક$-1-$ઈન બંધારણ છે.

(B) $1$. શરૂઆતનો પદાર્થ સાયક્લોહેક્સેન$-1,4-$ડાયોલ છે. જ્યારે પિરિડિનની હાજરીમાં $2 \text{ મોલ}$ એસિટિલ ક્લોરાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે એસ્ટરીકરણ પામીને સાયક્લોહેક્સેન$-1,4-$ડાયાઈલ ડાયએસીટેટ બનાવે છે,જે નીપજ $(A)$ છે.
$2$. નીપજ $(A)$ ઉષ્મીય વિઘટન (એસ્ટરનું પાયરોલિસિસ) પામે છે,જે એક $syn$-વિલોપન પ્રક્રિયા છે.
$3$. આ પ્રક્રિયામાં,એસીટેટ સમૂહો એસિટિક એસિડ $(CH_3CO_2H)$ તરીકે દૂર થાય છે,જેનાથી વલયમાં દ્વિબંધ બને છે.
$4$. એસીટેટ સમૂહો $1$ અને $4$ સ્થાન પર હોવાથી,વિલોપન પરિણામે મુખ્ય નીપજ $(B)$ તરીકે સાયક્લોહેક્સા$-1,4-$ડાયઈન બનાવે છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં સાયક્લોપેન્ટા$-2,4-$ડાયેનાઈલમિથેનોલનું એસિડ-ઉદ્દીપકીય નિર્જલીકરણ થાય છે.
$1$. $-OH$ સમૂહના પ્રોટોનેશન બાદ $H_2O$ દૂર થવાથી એક્ઝોસાયક્લિક કાર્બન પર કાર્બોકેટાયન બને છે.
$2$. આ કાર્બોકેટાયન વધુ સ્થાયી એરોમેટિક બેન્ઝીન વલય બનાવવા માટે વલય વિસ્તરણ પુનઃરચના (ring expansion rearrangement) અનુભવે છે.
$3$. અંતે,પ્રોટોન $(H^+)$ દૂર થવાથી અંતિમ નીપજ $(A)$ તરીકે બેન્ઝીન મળે છે.

(A) આ પ્રક્રિયામાં $H^+$ અને ગરમી $(\Delta)$ નો ઉપયોગ કરીને $cis-4-methylcyclohexanol$ નું એસિડ-ઉદ્દીપકીય નિર્જલીકરણ થાય છે.
આ પ્રક્રિયા $E1$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે જેમાં કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બને છે.
નિર્જલીકરણને કારણે $4-methylcyclohexene$ બને છે.
કારણ કે નીપજ $4-methylcyclohexene$ માં $C4$ સ્થાન પર કાયરલ કેન્દ્ર છે,તેથી આ પ્રક્રિયામાં બે પ્રતિબિંબી સમઘટકો (enantiomers) સમાન પ્રમાણમાં મળે છે,જેને રેસેમિક મિશ્રણ કહેવામાં આવે છે.

(C) આ પ્રક્રિયામાં આલ્કોહોલનું એસિડ-ઉદ્દીપકીય નિર્જલીકરણ થઈને આલ્કીન બને છે.
સંયોજન $A$ માટે: $1,2$-ડાયમિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનોલનું નિર્જલીકરણ મુખ્ય નીપજ તરીકે $1,2$-ડાયમિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝીન આપે છે. આ આલ્કીનમાં $10$ $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે ($3$ દરેક મિથાઈલ સમૂહમાંથી અને $2$ દરેક પાસપાસેના $CH_2$ સમૂહમાંથી).
સંયોજન $B$ માટે: $1$-આઈસોપ્રોપાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનોલનું નિર્જલીકરણ $1$-આઈસોપ્રોપાઈલિડીનસાયક્લોહેક્ઝેન આપે છે. આ આલ્કીનમાં $10$ $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ છે ($6$ આઈસોપ્રોપાઈલિડીન સાઈડ ચેઈન પરના બે મિથાઈલ સમૂહમાંથી અને $4$ સાયક્લોહેક્ઝેન રિંગના પાસપાસેના $CH_2$ સમૂહમાંથી).
$A + B$ માં $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુઓનો સરવાળો $= 10 + 10 = 20$.

(A) આપેલ આલ્કોહોલ ($2$-મિથાઈલ-$1$-ફિનાઈલસાયક્લોહેક્ઝેન-$1$-ઓલ) નું નિર્જલીકરણ કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી દ્વારા થાય છે.
$1$. હાઈડ્રોક્સિલ ગ્રુપના પ્રોટોનેશન પછી પાણીના અણુના દૂર થવાથી $C-1$ સ્થાન પર દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બને છે.
$2$. આ કાર્બોકેટાયન $1,2$-હાઈડ્રાઈડ શિફ્ટ દ્વારા ફિનાઈલ ગ્રુપની બાજુના સ્થાન પર વધુ સ્થાયી બેન્ઝિલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$3$. બાજુના કાર્બનમાંથી પ્રોટોન દૂર થવાથી સૌથી સ્થાયી આલ્કીન,$1$-ફિનાઈલ-$3$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્સ-$1$-ઈન મળે છે,જે ફિનાઈલ રિંગ સાથે સંયુગ્મન (conjugation) અને $3$ $\alpha$-હાઈડ્રોજનની હાજરીને કારણે મુખ્ય નીપજ છે.

(A) $POCl_3$ અને પિરિડિનની હાજરીમાં $2$-મિથાઈલસાયક્લોપેન્ટેનોલની પ્રક્રિયા નિર્જલીકરણ પ્રક્રિયા છે.
$POCl_3$ નિર્જલીકરણ કરતા એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે અને પ્રક્રિયા $E_2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા આગળ વધે છે.
આ ક્રિયાવિધિમાં,હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ એક સારા લિવિંગ ગ્રુપમાં રૂપાંતરિત થાય છે અને બેઝ (પિરિડિન) દ્વિબંધ બનાવવા માટે નજીકના કાર્બન પરમાણુમાંથી પ્રોટોન દૂર કરે છે.
ઝેટસેવના નિયમ મુજબ,વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન મુખ્ય નીપજ છે.
તેથી,દ્વિબંધ મિથાઈલ સમૂહ ધરાવતા કાર્બન અને નજીકના કાર્બન વચ્ચે બને છે,જેના પરિણામે $1$-મિથાઈલસાયક્લોપેન્ટેન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.

(B) આ પ્રક્રિયા આલ્કોહોલના એસિડ-ઉદ્દીપકીય નિર્જલીકરણ (dehydration) ને દર્શાવે છે.
$1$. $-OH$ સમૂહના પ્રોટોનેશન અને ત્યારબાદ પાણીના અણુના દૂર થવાથી દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બને છે.
$2$. આ દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન વધુ સ્થાયી તૃતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવવા માટે $1,2-H$ સ્થળાંતર (shift) પામે છે.
$3$. ત્યારબાદ,તૃતીયક કાર્બોકેટાયન તેના પાડોશી કાર્બન પરથી પ્રોટોન ગુમાવીને સેટઝેફના નિયમ મુજબ સૌથી વધુ સ્થાયી આલ્કીન બનાવે છે.
$4$. અંતિમ નીપજ $2,3-dimethylpent-2-ene$ છે.

(B) શરૂઆતનો પદાર્થ સાયક્લોહેક્સા$-1,4-$ડાયેન$-1-$ઈલમિથેનોલ છે. $H^+$ સાથે પ્રક્રિયા અને ગરમ કરવાથી,તે નિર્જલીકરણ પામીને કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે પુનઃરચના પામે છે અને પ્રોટોન ગુમાવીને મધ્યવર્તી $(A)$ બનાવે છે,જે $6-$મિથાઈલીનસાયક્લોહેક્સા$-1,3-$ડાયેન છે. આ મધ્યવર્તી $(A)$ ગરમ કરવા પર આઈસોમરાઈઝેશન પામીને સુગંધિત સંયોજન $B$ બનાવે છે,જે ટોલ્યુઈન $(C_6H_5CH_3)$ છે.

(A) આ પ્રક્રિયામાં એસિડ ઉદ્દીપક $(H^+)$ અને ગરમી $(\Delta)$ ની હાજરીમાં આલ્કોહોલનું નિર્જલીકરણ થાય છે.
$1$. $-OH$ સમૂહનું પ્રોટોનેશન થઈને એક સારું લિવિંગ ગ્રુપ $(-OH_2^+)$ બને છે.
$2$. પાણીના અણુના દૂર થવાથી સાઇડ ચેઇનના છેડે પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન બને છે.
$3$. આ પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન શ્રેણીબદ્ધ $1,2-H^-$ સ્થળાંતર (shift) પામે છે જેથી ધન વીજભાર ટેટ્રાલિન વલયના બાજુના કાર્બન પર આવે છે,જે ફિનાઇલ સમૂહો અને વલય દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
$4$. અંતે,બાજુના કાર્બનમાંથી પ્રોટોન દૂર થવાથી સૌથી સ્થાયી આલ્કીન બને છે,જે સંયુગ્મિત નીપજ છે જ્યાં વલય અને સાઇડ ચેઇન વચ્ચે દ્વિબંધ રચાય છે,જે વિકલ્પ $A$ માં દર્શાવેલ રચના આપે છે.

(D) આપેલ તમામ પ્રક્રિયાઓમાં,$H^+/\Delta$ ની હાજરીમાં આલ્કોહોલનું નિર્જલીકરણ કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી દ્વારા થાય છે.
$A$: $H_2O$ દૂર થયા પછી બનતો કાર્બોકેટાયન બાજુના દ્વિ-બંધ દ્વારા સંસ્પંદન-સ્થાયી બને છે.
$B$: બનતો કાર્બોકેટાયન એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન છે,જે સંસ્પંદન-સ્થાયી છે.
$C$: બનતો કાર્બોકેટાયન બેન્ઝાઈલિક છે,જે બેન્ઝીન વલય દ્વારા અત્યંત સંસ્પંદન-સ્થાયી બને છે.
તેથી,સાચો જવાબ $(d)$ છે.

(C) આ પ્રક્રિયામાં $conc. \ H_2SO_4$ ની હાજરીમાં આલ્કોહોલનું નિર્જલીકરણ થાય છે.
$1$. હાઇડ્રોક્સિલ ગ્રુપ $(-OH)$ $H^+$ દ્વારા પ્રોટોનેટેડ થઈને ઓક્સોનિયમ આયન બનાવે છે,જે પાણીના અણુ તરીકે દૂર થઈને સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$2$. આ કાર્બોકેટાયન આંતર-આણ્વીય ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે.
$3$. કાર્બોકેટાયન બાજુની ફિનાઈલ રિંગના ઓર્થો સ્થાન પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે બે બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલી પાંચ-સભ્યની રિંગ બને છે.
$4$. અંતિમ નીપજ $9,9-diphenylfluorene$ છે.

(B) આ પ્રક્રિયા $Pinacol-Pinacolone$ પુનઃરચના છે,જે એક આંતર-આણ્વીય (intramolecular) પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ડાયોલમાંથી બનેલો કાર્બોકેટાયન અલગ-અલગ અણુઓ વચ્ચે આલ્કાઈલ અથવા એરાઈલ જૂથોની આપ-લે કર્યા વિના અનુરૂપ કીટોનમાં પુનઃરચિત થાય છે.
$(A)$ માટે,નીપજ $Ph-C(Ph)(CH_3)-CO-CH_3$ $(p)$ છે.
$(B)$ માટે,નીપજ $Ph-C(Ph)(Et)-CO-Et$ $(q)$ છે.
પ્રક્રિયા આંતર-આણ્વીય હોવાથી,$(r)$ અથવા $(s)$ જેવી ક્રોસઓવર નીપજો બનતી નથી.
તેથી,સાચી નીપજો $(p)$ અને $(q)$ છે.

(D) આલ્કોહોલની $HBr$ સાથેની પ્રતિક્રિયા $S_N1$ મિકેનિઝમ દ્વારા થાય છે,જેમાં કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીનું નિર્માણ એ દર-નિર્ધારક તબક્કો છે. કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા આલ્કોહોલની પ્રતિક્રિયાશીલતા નક્કી કરે છે; વધુ સ્થિર કાર્બોકેટાયન સરળતાથી બને છે,જે મૂળ આલ્કોહોલને વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
$(a)$ $1-$મિથાઈલસાયક્લોપેન્ટેનોલ તૃતીયક $(3^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જ્યારે સાયક્લોહેક્ઝેનોલ દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે. તેથી,પ્રથમ વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
$(b)$ $1-$ઈથાઈલસાયક્લોપેન્ટેનોલ તૃતીયક $(3^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જ્યારે $1-$સાયક્લોપેન્ટાઈલઈથેનોલ દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે. તેથી,પ્રથમ વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
$(c)$ $CH_3-CH(OH)-CH_2-CH_3$ (બ્યુટેન$-2-$ઓલ) દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જ્યારે $CH_3-CH_2-CH(CH_3)-CH_2OH$ ($2$-મિથાઈલબ્યુટેન$-1-$ઓલ) પ્રાથમિક $(1^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે. તેથી,પ્રથમ વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
$(d)$ $CH_3-CH(OH)-CH_2-CH_3$ (બ્યુટેન$-2-$ઓલ) દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જ્યારે $(CH_3)_2C(OH)-CH_2-CH_3$ ($3$-મિથાઈલપેન્ટેન$-3-$ઓલ) તૃતીયક $(3^{\circ})$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે. તૃતીયક કાર્બોકેટાયન દ્વિતીયક કરતા વધુ સ્થિર હોવાથી,બીજો આલ્કોહોલ પ્રથમ કરતા વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.

(A) આલ્કોહોલની $HBr$ સાથેની પ્રક્રિયા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી (સામાન્ય રીતે બેન્ઝિલિક આલ્કોહોલ માટે $S_N1$ મિકેનિઝમ) દ્વારા થાય છે.
પ્રક્રિયાનો દર દર-નિર્ધારક તબક્કામાં બનેલા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
બનેલા કાર્બોકેટાયન એ વિસ્થાપિત બેન્ઝિલ કાર્બોકેટાયન છે: $X-C_6H_4-CH_2^+$.
ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$ કાર્બોકેટાયનને સ્થિર કરે છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન-વિડ્રોઇંગ ગ્રુપ $(EWG)$ તેને અસ્થિર કરે છે.
- $(III)$ માં,$-OCH_3$ ગ્રુપ એક મજબૂત $EDG$ ($+M$ અસર) છે,જે તેને સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
- $(I)$ માં,કોઈ વિસ્થાપક નથી.
- $(IV)$ માં,$-Br$ ગ્રુપ એક $EWG$ ($-I$ અસર) છે,જે તેને $(I)$ કરતા ઓછું પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
- $(II)$ માં,$-NO_2$ ગ્રુપ ખૂબ જ મજબૂત $EWG$ ($-M$ અને $-I$ અસરો) છે,જે તેને સૌથી ઓછું પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
તેથી,ઘટતી પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ $III > I > IV > II$ છે.

(A) આ પ્રક્રિયામાં આલ્કીન દ્વિબંધ પર $Br_2$ નો ઇલેક્ટ્રોન-અનુરાગી ઉમેરો થાય છે.
$1$. આલ્કીન $Br_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ચક્રીય બ્રોમોનિયમ આયન મધ્યવર્તી બનાવે છે.
$2$. આંતરિક ન્યુક્લિયોફિલિક હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ બ્રોમોનિયમ આયનના વધુ વિસ્થાપિત કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે ચક્રીય ઈથર (છ-સભ્યની રીંગ) બને છે.
$3$. ઓક્સિજન પરમાણુ ધન વીજભારિત બને છે,અને ત્યારબાદ,બ્રોમાઈડ આયન $(Br^-)$ દ્વારા પ્રોટોન દૂર થાય છે,જેથી અંતિમ નીપજ $W$ બને છે,જે બ્રોમોમિથાઈલ સમૂહ ધરાવતો ચક્રીય ઈથર છે.

(B) આલ્કોહોલના નિર્જલીકરણનો દર એ દર-નિર્ધારક તબક્કામાં (r.d.s.) બનતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$1$. $(i)$ માટે,બનતો કાર્બોકેટાયન એલાઈલિક અને બેન્ઝિલિક છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા ખૂબ જ સ્થિર છે ($7$ રેઝોનન્સ બંધારણો).
$2$. $(ii)$ માટે,બનતો કાર્બોકેટાયન બેન્ઝિલિક છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર છે ($6$ રેઝોનન્સ બંધારણો).
$3$. $(iii)$ માટે,બનતો કાર્બોકેટાયન વિનાઇલિક છે,જે ખૂબ જ અસ્થિર છે.
તેથી,કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાનો ક્રમ $(i) > (ii) > (iii)$ છે.
પરિણામે,નિર્જલીકરણનો દર પણ આ જ ક્રમ અનુસરે છે: $(i) > (ii) > (iii)$.

(C) પગલું $1$: $H^+/\Delta$ સાથે $2\text{-methylcyclohexanol}$ નું નિર્જલીકરણ કરવાથી સેટઝેફના નિયમ મુજબ મુખ્ય નીપજ $(A)$ તરીકે $1\text{-methylcyclohexene}$ મળે છે.
પગલું $2$: ઠંડા મંદ $KMnO_4$ (બેયર પ્રક્રિયક) સાથે $1\text{-methylcyclohexene}$ નું સિન-હાઇડ્રોક્સિલેશન કરવાથી નીપજ $(B)$ તરીકે $1\text{-methylcyclohexane-1,2-diol}$ મળે છે.
પગલું $3$: $CrO_3$ નો ઉપયોગ કરીને $1\text{-methylcyclohexane-1,2-diol}$ માં રહેલા દ્વિતીયક આલ્કોહોલ સમૂહનું ઓક્સિડેશન કરવાથી તે કીટોનમાં રૂપાંતરિત થાય છે,જ્યારે તૃતીયક આલ્કોહોલ અપરિવર્તિત રહે છે. આમ,નીપજ $(C)$ એ $2\text{-hydroxy-2-methylcyclohexanone}$ છે.

(A) $1.$ $Al_2O_3$ નો ઉપયોગ કરીને $350^\circ C$ તાપમાને $3$-મિથાઈલબ્યુટેન-$2$-ઓલ $(CH_3-CH(CH_3)-CH(OH)-CH_3)$ નું નિર્જલીકરણ કરવાથી સેિત્ઝેફના નિયમ મુજબ મુખ્ય નીપજ તરીકે $2$-મિથાઈલબ્યુટ-$2$-ઈન $(CH_3-C(CH_3)=CH-CH_3)$ મળે છે.
$2.$ $2$-મિથાઈલબ્યુટ-$2$-ઈન માં $HI$ નો ઉમેરો માર્કોવનીકોવના નિયમ મુજબ થાય છે,જેમાં $I^-$ વધુ વિસ્થાપિત કાર્બન સાથે જોડાય છે,જે $2$-આયોડો-$2$-મિથાઈલબ્યુટેન $(CH_3-CI(CH_3)-CH_2-CH_3)$ બનાવે છે.
$3.$ $AgOH$ (ભેજવાળું $Ag_2O$) સાથેની પ્રક્રિયાને કારણે આયોડાઈડ સમૂહનું હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ દ્વારા ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન થાય છે,જે $2$-મિથાઈલબ્યુટેન-$2$-ઓલ $(CH_3-C(OH)(CH_3)-CH_2-CH_3)$ બનાવે છે.

(A) પ્રક્રિયા ટેટ્રાહાઇડ્રોફર્ફ્યુરિલ આલ્કોહોલના હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહના પ્રોટોનેશનથી શરૂ થાય છે,ત્યારબાદ પાણીના અણુના દૂર થવાથી પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન બને છે. આ કાર્બોકેટાયન વધુ સ્થાયી છ-સભ્યવાળા ઓક્સોકાર્બેનિયમ આયન બનાવવા માટે રિંગ વિસ્તરણ પામે છે. આ આયનમાંથી પ્રોટોન દૂર થવાથી મધ્યવર્તી $(A)$ તરીકે $3,4-$ડાયહાઇડ્રો-2H-પાયરાન મળે છે. ત્યારબાદ $3,4-$ડાયહાઇડ્રો-2H-પાયરાનના દ્વિબંધ પર આલ્કોહોલ $ROH$ નું એસિડ-ઉદ્દીપિત યોગશીલ પ્રક્રિયા માર્કોવનીકોવના નિયમ મુજબ થાય છે,જેમાં આલ્કોક્સી સમૂહ ઓક્સિજન પરમાણુની બાજુના કાર્બન સાથે જોડાય છે,પરિણામે મુખ્ય નીપજ $(B)$ તરીકે ટેટ્રાહાઇડ્રોપાયરાન$-2-$ાઇલ ઈથર વ્યુત્પન્ન મળે છે.

(B) એલાઈલ આલ્કોહોલ $(CH_2=CH-CH_2OH)$ ની $MCPBA$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ઇપોક્સિડેશન પ્રક્રિયા છે. મળતી નીપજ ગ્લાયસિડોલ $(oxiran-2-ylmethanol)$ છે.
નીપજમાં ઓક્સિરેન વલય સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર એક કાઈરલ કેન્દ્ર હોય છે. પ્રક્રિયા બંને એનાન્શિયોમર્સ સમાન પ્રમાણમાં ઉત્પન્ન કરતી હોવાથી,પરિણામી મિશ્રણ એ રેસેમિક મિશ્રણ છે.

(B) આપેલ તૃતીયક આલ્કોહોલની $SOCl_2$ સાથે પિરિડિનની હાજરીમાં પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી દ્વારા થાય છે.
$1$. હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ એક સારા લિવિંગ ગ્રુપમાં ફેરવાય છે,જે પછી કાર્બોકેટાયન બનાવવા માટે દૂર થાય છે.
$2$. કાર્બોકેટાયન રિંગના તાણને દૂર કરવા અને વધુ સ્થિર કાર્બોકેટાયન બનાવવા માટે રિંગ વિસ્તરણ (વેગનર-મીરવેન પુનઃરચના) માંથી પસાર થાય છે.
$3$. પિરિડિન,બેઝ તરીકે કામ કરીને,આલ્કીન બનાવવા માટે બાજુના કાર્બનમાંથી પ્રોટોન દૂર કરે છે.
$4$. પ્રદાન કરેલ પ્રક્રિયા મિકેનિઝમ આકૃતિના આધારે,અંતિમ નીપજ $(A)$ એ વિકલ્પ $(B)$ માં દર્શાવેલ આલ્કીન છે.

(C) આ પ્રક્રિયામાં સ્પાયરો-આલ્કોહોલનું એસિડ-ઉદ્દીપકીય નિર્જલીકરણ થાય છે.
પ્રથમ,હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહનું પ્રોટોનેશન થઈને ઓક્સોનિયમ આયન બને છે,જે ત્યારબાદ પાણીનો અણુ ગુમાવીને સ્પાયરો-કેન્દ્રની નજીકના કાર્બન પર દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન ઉત્પન્ન કરે છે.
પાંચ-સભ્યની રીંગને છ-સભ્યની રીંગમાં વિસ્તૃત કરવા માટે (ડેકાલિન જેવું માળખું બનાવવા માટે),રીંગ વિસ્તરણ પુનઃરચના થાય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,$c$ તરીકે દર્શાવેલ બંધ (પાંચ-સભ્યની રીંગનો $C-C$ બંધ) ધન વીજભારિત કાર્બન પર સ્થળાંતર પામે છે.
આ સ્થળાંતર પાંચ-સભ્યની રીંગને છ-સભ્યની રીંગમાં રૂપાંતરિત કરે છે,જેના પરિણામે વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બને છે,જે ત્યારબાદ ડીપ્રોટોનેશન દ્વારા અંતિમ આલ્કીન નીપજ આપે છે.

(A) ઓક્સિડેશનનો ક્રમ આ મુજબ છે: $1^\circ$ આલ્કોહોલ > $2^\circ$ આલ્કોહોલ > $3^\circ$ આલ્કોહોલ.
$CH_3-CH(OH)-CH_3$ એ દ્વિતીયક $(2^\circ)$ આલ્કોહોલ છે,જેનું સરળતાથી કીટોનમાં ઓક્સિડેશન થાય છે.
ફિનોલ એલિફેટિક આલ્કોહોલની તુલનામાં સામાન્ય ઓક્સિડેશન સામે પ્રતિરોધક છે.
ડાયઈથાઈલ ઈથર $(CH_3-CH_2-O-CH_2-CH_3)$ સામાન્ય રીતે ઓક્સિડેશન સામે પ્રતિરોધક છે.
$1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનોલ એ તૃતીયક $(3^\circ)$ આલ્કોહોલ છે,જેનું ઓક્સિડેશન કરવું મુશ્કેલ છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $CH_3-CH(OH)-CH_3$ નું ઓક્સિડેશન સૌથી સરળતાથી થાય છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં $K_2Cr_2O_7$ નો ઉપયોગ કરીને દ્વિતીયક આલ્કોહોલનું કીટોનમાં ઓક્સિડેશન થાય છે. પ્રારંભિક પદાર્થ $2$-હાઈડ્રોક્સીસાયક્લોપેન્ટેનકાર્બોક્સિલિક એસિડ છે. હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહના ઓક્સિડેશનથી $\beta$-કીટો એસિડ મળે છે. $\beta$-કીટો એસિડ ગરમ કરવા પર અસ્થિર હોય છે અને તેમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડ દૂર થઈને (decarboxylation) કીટોન બનાવે છે. આમ,અંતિમ નીપજ $(P)$ સાયક્લોપેન્ટેનોન છે.

(B) $HBr$ સાથે આલ્કોહોલની પ્રક્રિયા $S_{N}1$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે,જેમાં કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બને છે. પ્રક્રિયાનો દર બનતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$(A)$ સાયક્લોહેક્ઝેનોલ $2^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$(B)$ $1-$મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનોલ $3^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$(C)$ ટ્રાન્સ$-2-$મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનોલ $2^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$(D)$ સીસ$-2-$મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનોલ $2^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$3^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન એ $2^{\circ}$ કાર્બોકેટાયન કરતા વધુ સ્થિર હોવાથી,$1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનોલ ઝડપી દરે પ્રક્રિયા કરે છે.

(A) $HBr$ સાથે આલ્કોહોલની પ્રક્રિયા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીના નિર્માણ દ્વારા થાય છે. પ્રક્રિયાનો દર કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
$1$. બનતા કાર્બોકેટાયન બેન્ઝાઈલ કાર્બોકેટાયન છે: $X-C_6H_4-CH_2^+$.
$2$. ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$ કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા વધારે છે,જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ $(EWG)$ તેને ઘટાડે છે.
$3$. વિસ્થાપકો છે:
- $CH_3O-$ (મિથોક્સી): પ્રબળ $+M$ અસર (સ્થિરતા વધારે છે).
- $H$ (હાઈડ્રોજન): સંદર્ભ.
- $Br$ (બ્રોમો): $-I$ અસર (સ્થિરતા ઘટાડે છે).
- $O_2N-$ (નાઈટ્રો): પ્રબળ $-M$ અને $-I$ અસરો (સ્થિરતા ખૂબ ઘટાડે છે).
આમ,કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાનો ક્રમ: $III > I > IV > II$ છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ $III > I > IV > II$ છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયક એક ડાયોલ છે જેમાં પ્રાથમિક આલ્કોહોલ $(-CH_2OH)$ અને તૃતીયક આલ્કોહોલ $(-C(OH)(CH_3)_2)$ રહેલા છે.
પિરિડિનિયમ ક્લોરોક્રોમેટ $(PCC)$ એ એક પસંદગીયુક્ત ઓક્સિડેશનકર્તા છે જે પ્રાથમિક આલ્કોહોલનું આલ્ડિહાઇડમાં અને દ્વિતીયક આલ્કોહોલનું કીટોનમાં ઓક્સિડેશન કરે છે.
તે તૃતીયક આલ્કોહોલનું ઓક્સિડેશન કરતું નથી.
તેથી,પ્રાથમિક આલ્કોહોલ સમૂહનું આલ્ડિહાઇડ સમૂહ $(-CHO)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે,જ્યારે તૃતીયક આલ્કોહોલ સમૂહ અપરિવર્તિત રહે છે.
નીપજ $4-(2-hydroxypropan-2-yl)cyclohexanecarbaldehyde$ છે.

(B) આઈસોપ્રોપાઈલ આલ્કોહોલનું આઈસોપ્રોપાઈલ બ્રોમાઈડમાં રૂપાંતર કરવા માટે $SOBr_2$ (થાયોનાઈલ બ્રોમાઈડ) શ્રેષ્ઠ પ્રક્રિયક છે.
પ્રક્રિયા: $CH_3-CH(OH)-CH_3 + SOBr_2 \rightarrow CH_3-CH(Br)-CH_3 + SO_2(g) + HBr(g)$.
$SOBr_2$ પસંદ કરવામાં આવે છે કારણ કે આડપેદાશો $SO_2$ અને $HBr$ વાયુ સ્વરૂપે હોવાથી તે પ્રક્રિયા મિશ્રણમાંથી દૂર થાય છે,જે પ્રક્રિયાને પૂર્ણતા તરફ દોરી જાય છે અને શુદ્ધ નીપજ આપે છે.
$HBr$ નો ઉપયોગ કરવાથી એસિડિક પરિસ્થિતિ અને ગરમીને કારણે આલ્કીન (પ્રોપીન) બનવાની શક્યતા રહે છે.

(C) આ પ્રક્રિયામાં ઇપોક્સાઇડની રીંગનું રિજિયોસેલેક્ટિવ ઓપનિંગ થાય છે.
$1$. $3^\circ$ આલ્કોહોલના નિર્માણ માટે,$LiAlH_4$ માંથી ન્યુક્લિયોફિલિક હાઇડ્રાઇડ $(H^-)$ ઇપોક્સાઇડ રીંગના ઓછા અવરોધિત કાર્બન પર હુમલો કરે છે,ત્યારબાદ પ્રોટોનેશન દ્વારા $3^\circ$ આલ્કોહોલ મળે છે. તેથી,$x = LiAlH_4$.
$2$. $2^\circ$ આલ્કોહોલના નિર્માણ માટે,ઇપોક્સાઇડને $LiAlH_4 / AlCl_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. $AlCl_3$ લુઈસ એસિડ તરીકે કાર્ય કરે છે અને ઇપોક્સાઇડના ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે જોડાય છે,જે વધુ વિસ્થાપિત કાર્બનની ઇલેક્ટ્રોફિલિસિટી વધારે છે. પરિણામે,હાઇડ્રાઇડ વધુ વિસ્થાપિત કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેનાથી $2^\circ$ આલ્કોહોલ બને છે. તેથી,$y = LiAlH_4 / AlCl_3$.
આમ,સાચા પ્રક્રિયકો $x = LiAlH_4$ અને $y = LiAlH_4 / AlCl_3$ છે.

(C) શરૂઆતનું સંયોજન એક ચક્રીય એનહાઇડ્રાઇડ છે. $LiAlH_4$ સાથે રિડક્શન કરવાથી એનહાઇડ્રાઇડનું ટ્રાયોલમાં રૂપાંતર થાય છે,જે બ્યુટેન$-1,2,4-$ટ્રાયોલ $(A)$ છે.
દરેક હાઇડ્રોક્સિલ $(-OH)$ સમૂહ એસ્ટર (એસીટેટ) સમૂહ બનાવવા માટે એક મોલ એસિટિક એનહાઇડ્રાઇડ $(Ac_2O)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
ટ્રાયોલ $(A)$ માં $3$ હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહો હોવાથી,સંપૂર્ણ એસિટિલેશન માટે $3$ મોલ $Ac_2O$ ની જરૂર પડે છે.
તેથી,$x = 3$.

(B) $(R)-2-$બ્યુટેનોલ અને $(S)-2-$બ્યુટેનોલની $(R,R)-$ટાર્ટરિક એસિડ સાથેની પ્રક્રિયાથી એસ્ટર બને છે.
$(R,R)-$ટાર્ટરિક એસિડ એ કાઈરલ રિઝોલ્વિંગ એજન્ટ હોવાથી,તે $2-$બ્યુટેનોલના એનાન્શિયોમર્સ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બે અલગ નીપજો બનાવે છે: $(R,R,R)-$ટાર્ટ્રેટ એસ્ટર અને $(S,R,R)-$ટાર્ટ્રેટ એસ્ટર.
આ બંને નીપજો એકબીજાના અરીસામાં પ્રતિબિંબ નથી,તેથી તેમને ડાયાસ્ટીરિયોમર્સ કહેવામાં આવે છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં $Na_2Cr_2O_7$ નો ઉપયોગ કરીને આલ્કોહોલનું કાર્બોનિલ સંયોજન (આલ્ડિહાઈડ અથવા કીટોન) માં ઓક્સિડેશન થાય છે,જે એક પ્રબળ ઓક્સિડેશનકર્તા છે.
આણ્વિય સૂત્રમાં ફેરફાર $C_9H_{12}O$ થી $C_9H_{10}O$ થાય છે,જે બે હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ $(2H)$ ગુમાવવાનું સૂચવે છે.
આ દર્શાવે છે કે આલ્કોહોલ દ્વિતીયક આલ્કોહોલ છે,જેનું ઓક્સિડેશન થઈને કીટોન બને છે.
વિકલ્પ $B$ $(Ph-CH(OH)-CH_2-CH_3)$ એ દ્વિતીયક આલ્કોહોલ છે. ઓક્સિડેશન પર,તે $Ph-C(=O)-CH_2-CH_3$ (પ્રોપિયોફિનોન) બનાવે છે,જેનું સૂત્ર $C_9H_{10}O$ છે.

(A) $1$. $C_9H_{12}O_2$ સૂત્ર અને $Na$ સાથેની પ્રતિક્રિયા હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોની હાજરી સૂચવે છે.
$2$. $KMnO_4$ (રિફ્લક્સ) સાથેની પ્રતિક્રિયા બેન્ઝીન રિંગ પરની આલ્કાઇલ સાઇડ ચેઇનને કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં ઓક્સિડાઇઝ કરે છે.
$3$. ઠંડી સ્થિતિમાં $CrO_3/H^+$ (જોન્સ રિએજન્ટ) સાથેની પ્રતિક્રિયા પ્રાથમિક અને દ્વિતીયક આલ્કોહોલને અનુક્રમે કાર્બોક્સિલિક એસિડ અને કીટોનમાં પસંદગીયુક્ત રીતે ઓક્સિડાઇઝ કરે છે.
$4$. બંધારણ $(A)$ એ $1-(4-(\text{hydroxymethyl})\text{phenyl})\text{ethanol}$ છે.
$5$. તે દ્વિતીયક હાઇડ્રોક્સિલ જૂથ ધરાવતા કાર્બન પર કાઇરલ કેન્દ્રને કારણે પ્રકાશીય સક્રિય છે.
$6$. $KMnO_4$ સાથે $(A)$ નું ઓક્સિડેશન ટેરેફ્થાલિક એસિડ $(C_8H_6O_4)$ આપે છે.
$7$. $CrO_3/H^+$ સાથે $(A)$ નું ઓક્સિડેશન $4-(\text{acetyl})\text{benzoic acid}$ $(C_9H_8O_3)$ આપે છે.
$8$. બંધારણ $(B)$ પ્રકાશીય સક્રિય નથી કારણ કે તેમાં કાઇરલ કેન્દ્રનો અભાવ છે.

(D) $HIO_4$ (પિરિયોડિક એસિડ) એવા સંયોજનોનું વિભાજન કરે છે જેમાં વિસિનલ ડાયોલ (પાસપાસેના કાર્બન પર $-OH$ સમૂહ) હોય છે.
$I :$ ગ્લિસરોલ $(CH_2OH-CHOH-CH_2OH)$ માં વિસિનલ ડાયોલ હોવાથી તેનું વિભાજન થાય છે.
$II :$ ગ્લાયકોલ $(CH_2OH-CH_2OH)$ માં વિસિનલ ડાયોલ હોવાથી તેનું વિભાજન થાય છે.
$III :$ $1,3-$પ્રોપેનડાયોલ $(CH_2OH-CH_2-CH_2OH)$ માં વિસિનલ ડાયોલ હોતા નથી ($-OH$ સમૂહ $C_1$ અને $C_3$ પર છે),તેથી તેનું વિભાજન થતું નથી.
$IV :$ મેથોક્સી$-2-$પ્રોપેનોલ $(CH_3OCH_2-CHOH-CH_3)$ એ ઈથર છે અને તેમાં વિસિનલ ડાયોલ હોતા નથી,તેથી તેનું વિભાજન થતું નથી.
આમ,$III$ અને $IV$ નું $HIO_4$ દ્વારા વિભાજન થતું નથી.

(B) પ્રાથમિક આલ્કોહોલનું આલ્ડિહાઇડમાં ઓક્સિડેશન કરવા માટે $PCC$ અથવા $KMnO_4$ જેવા ઓક્સિડેશનકર્તાની જરૂર પડે છે.
$CH_3CH_2OH \to CH_3CHO$ પ્રક્રિયામાં કાર્બનનો ઓક્સિડેશન આંક વધે છે,જે ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાની લાક્ષણિકતા છે.
તેથી,સાચી પ્રક્રિયા $CH_3-CH_2OH \to CH_3CHO$ છે.