Properties of Phenols Questions in Hindi

(A) प्रारंभिक पदार्थ एक डाइहाइड्रॉक्सी यौगिक है जिसमें फिनोलिक $-OH$ समूह और एलिफैटिक $-OH$ समूह दोनों मौजूद हैं।
फिनोक्साइड आयन की अनुनाद स्थिरता के कारण फिनोलिक $-OH$,एलिफैटिक $-OH$ की तुलना में अधिक अम्लीय होता है।
जब $NaOH$ का एक तुल्यांक मिलाया जाता है,तो यह फिनोक्साइड आयन बनाने के लिए अधिक अम्लीय फिनोलिक $-OH$ समूह को चयनात्मक रूप से डीप्रोटोनेट करता है।
इसके बाद $CH_3Br$ के साथ अभिक्रिया $S_N2$ क्रियाविधि द्वारा होती है,जहाँ फिनोक्साइड ऑक्सीजन एक न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य करता है और मिथाइल ब्रोमाइड पर हमला करता है,जिसके परिणामस्वरूप फिनोलिक स्थिति पर एक मेथॉक्सी समूह का निर्माण होता है जबकि एलिफैटिक $-OH$ समूह अप्रभावित रहता है।
अतः,उत्पाद $(A)$ फिनोलिक स्थिति पर मेथॉक्सी समूह वाली संरचना है।

(B) प्रारंभिक पदार्थ एक डाइब्रोमो-इपॉक्साइड है। $CH_3OH$ में $NaOCH_3$ के $2 \text{ मोल}$ के साथ उपचार करने पर $2 \text{ मोल}$ $HBr$ का विलोपन होता है,जिससे एक साइक्लोहेक्साडाइन प्रणाली के साथ जुड़ी इपॉक्साइड रिंग बनती है।
$H_3O^+$ के साथ उपचार करने पर,इपॉक्साइड रिंग अम्ल-उत्प्रेरित रिंग-ओपनिंग और उसके बाद पुनर्विन्यास (rearrangement) से गुजरती है,जिससे एक अधिक स्थिर सुगंधित (aromatic) प्रणाली बनती है।
अंतिम उत्पाद $(B)$ फिनोल $(C_6H_5OH)$ है।

(C) अभिक्रिया निम्नलिखित चरणों के माध्यम से आगे बढ़ती है:
$1$. $H^{\oplus}$ द्वारा कार्बोनिल ऑक्सीजन का प्रोटोनेशन होकर एक अनुनाद-स्थिर कार्बोनियम आयन बनता है।
$2$. कार्बोनियम आयन को अधिक स्थिर स्थिति में पुनर्व्यवस्थित करने के लिए $1,2$-मिथाइल शिफ्ट होता है।
$3$. इसके बाद डिप्रोटोनेशन और एरोमैटाइजेशन द्वारा स्थिर एरोमैटिक उत्पाद,$5$-मिथाइल-$5,6,7,8$-टेट्राहइड्रोनैफ्थलीन-$2$-ओल का निर्माण होता है।

(D) $ (d) $
किसी यौगिक की अम्लता उसके संयुग्मी क्षार (ऋणायन) के स्थायित्व पर निर्भर करती है।
फिनोल में,फेनिल रिंग का $sp^2$ संकरित कार्बन परमाणु साइक्लोहेक्सिल रिंग के $sp^3$ संकरित कार्बन की तुलना में अधिक विद्युत ऋणात्मक होता है।
यह एक इलेक्ट्रॉन-आकर्षक प्रेरणिक प्रभाव ($-I$ प्रभाव) उत्पन्न करता है जो फेनॉक्साइड आयन को स्थिर करता है।
इसके विपरीत,साइक्लोहेक्सिल समूह प्रेरण द्वारा इलेक्ट्रॉन देता है,जो साइक्लोहेक्सोक्साइड आयन को अस्थिर करता है।

(B) सोडियम सैलिसिलेट का सोडा लाइम $(NaOH + CaO)$ के साथ विकार्बोक्सिलीकरण करने पर $-COONa$ समूह $Na_2CO_3$ के रूप में निकल जाता है।
यह अभिक्रिया सोडियम सैलिसिलेट को फिनोल में परिवर्तित करती है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$C_6H_4(OH)COONa + NaOH \xrightarrow{CaO} C_6H_5OH + Na_2CO_3$

(D) दी गई अभिक्रिया फिनोल के एक चक्रीय एसिटल व्युत्पन्न का अम्ल-उत्प्रेरित जल-अपघटन है।
$H_3O^+$ की उपस्थिति में,चक्रीय एसिटल वलय का जल-अपघटन होकर मूल फिनोल और फॉर्मेल्डिहाइड मुक्त होते हैं।
प्रारंभिक पदार्थ $1,2,4$-ट्राइहाइड्रॉक्सीबेंजीन का एक व्युत्पन्न है जहाँ $1,2$-डाईहाइड्रॉक्सी समूह एक चक्रीय एसिटल (मिथाइलीनडाईऑक्सी समूह) के रूप में संरक्षित है।
जल-अपघटन पर,मिथाइलीनडाईऑक्सी समूह टूटकर $1,2,4$-ट्राइहाइड्रॉक्सीबेंजीन और फॉर्मेल्डिहाइड $(HCHO)$ देता है।
अतः,उत्पाद $1,2,4$-ट्राइहाइड्रॉक्सीबेंजीन और $HCHO$ हैं।
इसलिए,सही विकल्प $(d)$ है।

(B) यह अभिक्रिया $2-(1-bromo-1-methylethyl)phenol$ की $NaOH$ के साथ उपचार को दर्शाती है।
$NaOH$ एक क्षार के रूप में कार्य करता है और फिनोलिक $-OH$ समूह से प्रोटॉन हटाकर फिनॉक्साइड आयन बनाता है।
इसके बाद फिनॉक्साइड ऑक्सीजन एक न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य करता है और अंतःआणविक $S_N2$ तंत्र के माध्यम से ब्रोमीन से जुड़े कार्बन परमाणु पर आक्रमण करता है,जिससे ब्रोमाइड आयन विस्थापित हो जाता है।
इसके परिणामस्वरूप एक चक्रीय ईथर (क्रोमन व्युत्पन्न) का निर्माण होता है।

(C) दी गई अभिक्रिया राइमर-टीमैन (Reimer-Tiemann) अभिक्रिया है।
इस अभिक्रिया में,फिनोल जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड $(NaOH)$ की उपस्थिति में क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ के साथ अभिक्रिया करके मुख्य उत्पाद के रूप में सैलिसिलैल्डिहाइड (o-hydroxybenzaldehyde) बनाता है।
अतः,अभिकारक $(x)$ क्लोरोफॉर्म,$CHCl_3$ है।

(B) दी गई अभिक्रिया राइमर-टीमैन अभिक्रिया है,जिसमें $CHCl_3$ और $NaOH$ का उपयोग करके फिनोल का फॉर्मिलीकरण किया जाता है और उसके बाद अम्लीय वर्कअप किया जाता है।
प्रारंभिक पदार्थ,$4$-मेथॉक्सीफिनोल में,$-OH$ समूह एक प्रबल ऑर्थो/पैरा निर्देशक समूह है,और $-OCH_3$ समूह भी ऑर्थो/पैरा निर्देशक है।
$-OH$ समूह $-OCH_3$ समूह की तुलना में अधिक सक्रिय है।
इसलिए,फॉर्मिलीकरण $-OH$ समूह के सापेक्ष ऑर्थो स्थिति पर होता है।
चूंकि $-OH$ समूह की पैरा स्थिति पहले से ही $-OCH_3$ समूह द्वारा अधिकृत है,इसलिए फॉर्मिलीकरण ऑर्थो स्थिति पर होता है,जिसके परिणामस्वरूप $2$-हाइड्रॉक्सी-$5$-मेथॉक्सीबेन्ज़ऐल्डिहाइड प्राप्त होता है।

(A) $Br_2 / AlCl_3$ के साथ अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है। इस अभिक्रिया की दर एरोमैटिक वलय के इलेक्ट्रॉन घनत्व पर निर्भर करती है। उच्च इलेक्ट्रॉन घनत्व अभिक्रिया की दर को बढ़ाता है।
$(i)$ वलय के साथ एक दुर्बल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह जुड़ा है।
(ii) वलय के साथ एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-दाता समूह $(-OH)$ और एक दुर्बल इलेक्ट्रॉन-दाता समूह है।
(iii) वलय के साथ एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक कार्बोनिल समूह $(C=O)$ है।
(iv) वलय के साथ एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-दाता समूह $(-OH)$ और एक ऑक्सीजन परमाणु है जो अनुनाद के माध्यम से अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन घनत्व प्रदान करता है।
इलेक्ट्रॉनिक प्रभावों की तुलना करने पर:
- (iii) में प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है,जिससे यह सबसे धीमी अभिक्रिया है।
- $(i)$ में दुर्बल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक प्रभाव है।
- (ii) में प्रबल इलेक्ट्रॉन-दाता समूह हैं।
- (iv) में अतिरिक्त ऑक्सीजन परमाणु के कारण सबसे प्रबल इलेक्ट्रॉन-दाता प्रभाव है।
अतः,अभिक्रिया की दर का बढ़ता क्रम $iii < i < ii < iv$ है।

(C) जब सैलिसिलिक एसिड ($2$-हाइड्रॉक्सीबेन्ज़ोइक एसिड) को अतिरिक्त ब्रोमीन जल के साथ उपचारित किया जाता है,तो यह इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया से गुजरता है।
$-OH$ समूह प्रबल सक्रियकारी है और ऑर्थो/पैरा निर्देशक है,जबकि $-COOH$ समूह निष्क्रियकारी है।
$-OH$ समूह द्वारा प्रबल सक्रियण के कारण,ब्रोमीन परमाणु $-OH$ समूह के सापेक्ष उपलब्ध ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर प्रतिस्थापित हो जाते हैं।
इसके अतिरिक्त,अतिरिक्त ब्रोमीन की उपस्थिति में $-COOH$ समूह एक अच्छा लिविंग ग्रुप है,जो इप्सो प्रतिस्थापन की ओर ले जाता है जहाँ $-COOH$ समूह को $-Br$ परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया जाता है।
इस प्रकार,अंतिम उत्पाद $2,4,6$-ट्राइब्रोमोफिनोल है।

(A) कम तापमान पर तनु $HNO_3$ के साथ फिनोल का नाइट्रीकरण करने पर $o$-नाइट्रोफिनोल और $p$-नाइट्रोफिनोल का मिश्रण प्राप्त होता है।
$o$-नाइट्रोफिनोल,अंतःअणुक हाइड्रोजन बंधन की उपस्थिति के कारण अधिक वाष्पशील होता है,जो अंतर-अणुक संयोजन को रोकता है।
$p$-नाइट्रोफिनोल कम वाष्पशील होता है क्योंकि यह अंतर-अणुक हाइड्रोजन बंधन बनाता है,जिससे अणुओं का संयोजन होता है और क्वथनांक अधिक होता है।
अतः,$(A)$,$o$-नाइट्रोफिनोल है।

(D) यह कोल्बे-श्मिट अभिक्रिया है।
जब $PhONa$ का उपयोग किया जाता है,तो $Na^{\oplus}$ धनायन छोटा होता है और फेनॉक्साइड ऑक्सीजन तथा आने वाले $CO_2$ दोनों के साथ समन्वय करता है,जो कीलेशन के माध्यम से ऑर्थो-संक्रमण अवस्था को स्थिर करता है,जिससे ऑर्थो-आइसोमर मुख्य उत्पाद बन जाता है।
जब $PhOK$ का उपयोग किया जाता है,तो $K^{\oplus}$ धनायन बड़ा होता है और कीलेशन में कम प्रभावी होता है,जो ऑर्थो-स्थान के लिए प्राथमिकता को कम करता है और पैरा-आइसोमर को अधिक प्रतिस्पर्धी बनाता है।
प्राप्त उत्पाद (सैलिसिलिक एसिड) एस्पिरिन (एसिटाइलसैलिसिलिक एसिड) के संश्लेषण में एक प्रमुख मध्यवर्ती है।
इसलिए,दिए गए सभी कथन सत्य हैं।

(B) यह अभिक्रिया क्लेजन पुनर्विन्यास (Claisen rearrangement) है,जिसमें एलाइल एराइल ईथर का ऑर्थो-एलाइल फिनोल में तापीय $[3,3]$-सिग्माट्रोपिक पुनर्विन्यास होता है।
दिए गए अभिकारक में,एलाइल समूह $CH_2-CH=CH-C_6H_5$ है।
$[3,3]$-सिग्माट्रोपिक स्थानांतरण के दौरान,ऑक्सीजन और $CH_2$ समूह के बीच का बंध टूट जाता है और फिनोल रिंग के ऑर्थो-कार्बन तथा एलाइल समूह के गामा-कार्बन के बीच एक नया बंध बनता है।
इसके परिणामस्वरूप एलाइल समूह का प्रतिलोमन (inversion) होता है,जो $CH(C_6H_5)CH=CH_2$ भाग को फिनोल रिंग की ऑर्थो स्थिति पर जोड़ता है।
अतः,उत्पाद $2-(1-\text{phenylprop}-2-\text{en}-1-\text{yl})\text{phenol}$ है।

(C) क्षार की उपस्थिति में फिनोल की एसिटाइल क्लोराइड $(CH_3COCl)$ के साथ अभिक्रिया से उत्पाद $(P)$ के रूप में फेनिल एसीटेट प्राप्त होता है।
यह एक एस्टरीकरण अभिक्रिया है।
जब फेनिल एसीटेट $(P)$ को निर्जलीय $AlCl_3$ के साथ गर्म किया जाता है,तो यह फ्राइस पुनर्विन्यास (Fries rearrangement) के माध्यम से $o$-हाइड्रॉक्सीएसीटोफेनोन और $p$-हाइड्रॉक्सीएसीटोफेनोन का मिश्रण बनाता है।
उच्च तापमान पर $p$-हाइड्रॉक्सीएसीटोफेनोन मुख्य उत्पाद $(Q)$ होता है।
अतः,सही विकल्प $(C)$ है।

(B) $1$. $Ac_2O/H^+$ के साथ सैलिसिलिक एसिड का एसिटिलेशन एसिटिलसैलिसिलिक एसिड (एस्पिरिन) देता है,जहाँ फेनोलिक $-OH$ समूह का एसिटिलेशन होकर एस्टर बनता है।
$2$. इस एस्टर को निर्जल $AlCl_3$ के साथ गर्म करने पर फ्राइस पुनर्विन्यास (Fries rearrangement) होता है।
$3$. फेनिल एस्टर के फ्राइस पुनर्विन्यास में,एसिल समूह फेनोलिक ऑक्सीजन से बेंजीन रिंग के ऑर्थो या पैरा स्थान पर स्थानांतरित हो जाता है।
$4$. ऑर्थो स्थान पर मौजूद बड़े $-COOH$ समूह के कारण,त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण ऑर्थो-प्रतिस्थापन कम अनुकूल होता है।
$5$. इसलिए,मुख्य उत्पाद पैरा-प्रतिस्थापित आइसोमर है,जो $5$-एसिटिलसैलिसिलिक एसिड है।

(A) सैलिसिलिक एसिड ($2-$हाइड्रॉक्सीबेंजोइक एसिड) की $I-Cl$ के साथ अभिक्रिया एक इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
$-OH$ समूह एक प्रबल सक्रियकारी समूह है और यह ऑर्थो/पैरा निर्देशक है।
$-COOH$ समूह एक निष्क्रियकारी समूह है और यह मेटा निर्देशक है।
सैलिसिलिक एसिड में,$-OH$ समूह आने वाले इलेक्ट्रोफाइल $(I^+)$ को अपने सापेक्ष ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर निर्देशित करता है।
$-OH$ समूह के सापेक्ष ऑर्थो और पैरा स्थितियां बेंजीन रिंग की $3$ और $5$ स्थितियां हैं।
इसलिए,इलेक्ट्रोफिलिक आयोडिनेशन $3$ और $5$ स्थिति पर होता है,जिसके परिणामस्वरूप $3,5-$डाईआयोडोसैलिसिलिक एसिड प्राप्त होता है।

(B) यह कोल्बे-श्मिट अभिक्रिया का एक उदाहरण है। प्रारंभिक पदार्थ रिसोरिसिनोल ($1$,$3$-डाइहाइड्रॉक्सीबेंजीन) है।
जब इसे जलीय $NaHCO_3$ के साथ उबाला जाता है,तो $CO_2$ उत्पन्न होता है।
इलेक्ट्रॉन-दाता हाइड्रॉक्सिल समूह बेंजीन रिंग को इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन के लिए सक्रिय करते हैं।
इलेक्ट्रोफाइल $CO_2$ एक हाइड्रॉक्सिल समूह के ऑर्थो और दूसरे के पैरा स्थिति पर हमला करता है,जो सबसे सक्रिय स्थान है।
$H_3O^+$ के साथ अम्लीकरण के बाद,अंतिम उत्पाद $(A)$ $2,4-$डाइहाइड्रॉक्सीबेंजोइक एसिड प्राप्त होता है।

(D) $1$. बेंजीन की फेंटन अभिकर्मक $(Fe^{+2} / H_2O_2)$ के साथ अभिक्रिया से उत्पाद $(A)$ के रूप में फिनोल प्राप्त होता है।
$2$. फिनोल ब्रोमीन जल $(Br_2 / H_2O)$ के साथ अभिक्रिया करके इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया देता है।
$3$. $-OH$ समूह के प्रबल सक्रियण प्रभाव के कारण,यह अभिक्रिया सभी उपलब्ध ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर प्रतिस्थापन करती है,जिसके परिणामस्वरूप मुख्य उत्पाद $(B)$ के रूप में $2,4,6-$ट्राइब्रोमोफिनोल बनता है।

(A) कम तापमान पर फिनोल की $HNO_2$ (नाइट्रस अम्ल) के साथ अभिक्रिया से मुख्य उत्पाद $(A)$ के रूप में $p$-नाइट्रोसोफिनोल प्राप्त होता है।
इसके बाद,$p$-नाइट्रोसोफिनोल का $HNO_3$ द्वारा ऑक्सीकरण होकर $p$-नाइट्रोफिनोल बनता है।
अतः,प्रथम चरण में बनने वाला उत्पाद $(A)$ $p$-नाइट्रोसोफिनोल है।

(B) आणविक सूत्र $C_7H_8O$ या तो ईथर (ऐनिसोल) या फिनोल (क्रेसोल) के अनुरूप है।
चूंकि यौगिक जल और $NaHCO_3$ में अघुलनशील है लेकिन $NaOH$ में घुलनशील है,इसलिए यह एक फिनोल होना चाहिए क्योंकि फिनोल $NaOH$ के साथ प्रतिक्रिया करके जल-घुलनशील फिनोक्साइड लवण बनाने के लिए पर्याप्त अम्लीय होते हैं।
ऐनिसोल (एक ईथर) $NaOH$ के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।
फिनोल $Br_2$ जल के साथ तेजी से प्रतिक्रिया करके एक ट्राइब्रोमो व्युत्पन्न बनाते हैं।
$o$-क्रेसोल ($2$-मिथाइलफिनोल) $Br_2$ जल के साथ प्रतिक्रिया करके $3,4,6$-ट्राइब्रोमो-$2$-मिथाइलफिनोल $(C_7H_5OBr_3)$ बनाता है।
इसलिए,यौगिक $A$ $o$-क्रेसोल है।

(C) $1$. जब फिनोल को $100^{\circ}C$ पर सांद्र $H_2SO_4$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो मुख्य उत्पाद $p$-फिनोलसल्फोनिक एसिड $(A)$ बनता है।
$2$. जब $p$-फिनोलसल्फोनिक एसिड को अतिरिक्त ब्रोमीन जल $(Br_2/H_2O)$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो इसकी उच्च अभिक्रियाशीलता और परिणामी $2,4,6$-ट्राइब्रोमोफिनोल उत्पाद की स्थिरता के कारण $-SO_3H$ समूह एक ब्रोमीन परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित हो जाता है। यह इप्सो (ipso) प्रतिस्थापन का एक उदाहरण है।
$3$. इसलिए,अंतिम उत्पाद $(B)$ $2,4,6$-ट्राइब्रोमोफिनोल है।

(B) सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में फिनोल की एसीटोन के साथ अभिक्रिया एक इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
फिनोल के दो अणु एसीटोन के एक अणु के साथ अभिक्रिया करके बिसफेनोल-$A$ $(C_{15}H_{16}O_2)$ बनाते हैं।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2C_6H_5OH + CH_3COCH_3 \xrightarrow{conc. H_2SO_4} (HOC_6H_4)_2C(CH_3)_2 + H_2O$.
यह उत्पाद बिसफेनोल-$A$ है,जो विकल्प $B$ में दर्शाई गई संरचना के अनुरूप है।

(C) फिनोल की अम्लता बेंजीन रिंग पर इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूहों की उपस्थिति से बढ़ती है।
जब फिनोल सांद्र $H_2SO_4$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन (सल्फोनेशन) के माध्यम से फिनोल$-4-$सल्फोनिक एसिड बनाता है।
$-SO_3H$ समूह अपने $-I$ और $-M$ प्रभावों के कारण एक शक्तिशाली इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है।
यह इलेक्ट्रॉन-आकर्षक प्रभाव प्रोटॉन के नुकसान के बाद बनने वाले फिनोक्साइड आयन को स्थिर करता है,जिससे परिणामी यौगिक की अम्लता फिनोल की तुलना में बढ़ जाती है।
इसलिए,सांद्र $H_2SO_4$ सही पदार्थ है।

(D) दी गई अभिक्रिया फिनोल का ब्रोमीनीकरण है।
इस अभिक्रिया में,इलेक्ट्रॉनरागी $Br^+$ फिनोल की इलेक्ट्रॉन-समृद्ध बेंजीन वलय पर आक्रमण करता है।
इसके परिणामस्वरूप एरोमैटिक वलय पर हाइड्रोजन परमाणुओं का ब्रोमीन परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापन होता है।
अतः,यह एक एरोमैटिक इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया का उदाहरण है।
सही विकल्प $(D)$ है।

(C) दिखाई गई अभिक्रिया एक इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन है,विशेष रूप से क्षारीय माध्यम $(pH = 10-11)$ में फिनोल और बेंजीनडायजोनियम क्लोराइड के बीच एक डायजो कपलिंग अभिक्रिया है।
क्षारीय माध्यम में,फिनोल फिनोक्साइड आयन के रूप में मौजूद होता है,जो इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन के लिए अत्यधिक सक्रिय होता है।
फिनोक्साइड आयन अनुनाद (resonance) से गुजरता है,जहाँ ऋण आवेश बेंजीन वलय के ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर विस्थानीकृत हो जाता है।
यह पैरा स्थिति पर एक कार्बोनियन (carbanion) जैसा मध्यवर्ती बनाता है,जो फिर डायजोनियम लवण के इलेक्ट्रोफिलिक नाइट्रोजन परमाणु पर हमला करता है।
इसके परिणामस्वरूप $C-N$ बंध का निर्माण होता है,जिससे यह एक $C-N$ कपलिंग अभिक्रिया बन जाती है।

(C) जलीय $NaOH$ की उपस्थिति में फिनोल की $CHCl_3$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद अम्लीकरण $(H^+)$ करने पर सैलिसिलैल्डिहाइड (ऑर्थो-हाइड्रॉक्सीबेंज़ैल्डिहाइड) प्राप्त होता है।
इस विशिष्ट रासायनिक रूपांतरण को राइमर-टीमैन अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।
इस अभिक्रिया में इलेक्ट्रोफाइल डाइक्लोरोकार्बीन $(:CCl_2)$ है,जो $CHCl_3$ और $NaOH$ से उत्पन्न होता है।

(A) $3-methoxyphenol$ की $OHCCH_2COCl$ के साथ अभिक्रिया में फेनोलिक $-OH$ समूह का एसिड क्लोराइड समूह $(-COCl)$ के साथ एस्टरीकरण होता है,क्योंकि एसिड क्लोराइड एल्डिहाइड की तुलना में अधिक अभिक्रियाशील होते हैं।
यह एक मध्यवर्ती एस्टर बनाता है: $3-methoxyphenyl \ 2-formylacetate$.
सांद्र $H_2SO_4$ और गर्मी की उपस्थिति में,यह मध्यवर्ती एल्डिहाइड समूह और बेंजीन वलय की ऑर्थो-स्थिति के बीच एक अंतःआणविक पेकमैन-प्रकार का संघनन (चक्रीकरण) से गुजरता है।
चूंकि प्रारंभिक पदार्थ $3-methoxyphenol$ है,चक्रीकरण $2$ या $6$ स्थितियों पर हो सकता है। $6$-स्थिति $2$-स्थिति (जो $-OMe$ और एस्टर समूह के बीच है) की तुलना में कम त्रिविम बाधा (sterically hindered) वाली है,जिससे $7-methoxy-2H-chromen-2-one$ मुख्य उत्पाद के रूप में प्राप्त होता है।

(B) प्रारंभिक पदार्थ $2-(2-hydroxyethyl)phenol$ है,जिसमें एक फेनोलिक $-OH$ समूह और एक एलिफैटिक $-OH$ समूह दोनों उपस्थित हैं।
$K_2CO_3$ एक दुर्बल क्षार है जो एलिफैटिक $-OH$ समूह $(pK_a \approx 16)$ की तुलना में अधिक अम्लीय फेनोलिक $-OH$ समूह $(pK_a \approx 10)$ का चयनात्मक रूप से विप्रोटोनीकरण करता है।
परिणामी फेनॉक्साइड आयन बेंजीन वलय द्वारा अनुनाद (resonance) द्वारा स्थिर होता है,जो इसे नाभिकरागी प्रतिस्थापन (nucleophilic substitution) के लिए पसंदीदा स्थान बनाता है।
$CH_3I$ $(1. \, eq.)$ मिलाने पर,फेनॉक्साइड आयन एक नाभिकरागी के रूप में कार्य करता है और $S_N2$ क्रियाविधि के माध्यम से मिथाइल आयोडाइड पर आक्रमण करके फेनोलिक स्थिति पर मिथाइल ईथर बनाता है।
अतः,मुख्य उत्पाद $1-(2-hydroxyethyl)-2-methoxybenzene$ है।

(D) दी गई अभिक्रिया को गाटरमैन अभिक्रिया (विशेष रूप से फिनोल का गाटरमैन फॉर्मिलेशन) के रूप में जाना जाता है।
इस अभिक्रिया में,फिनोल जैसे एरोमैटिक यौगिक को निर्जल $ZnCl_2$ या $AlCl_3$ जैसे लुईस अम्ल उत्प्रेरक की उपस्थिति में $HCN$ और शुष्क $HCl$ गैस के मिश्रण के साथ उपचारित करके एरोमैटिक वलय में एक फॉर्मिल $(-CHO)$ समूह प्रविष्ट किया जाता है।

(C) अल्कोहल में $C-O$ बंध लंबाई $142 \ pm$ होती है और फिनोल में यह $136 \ pm$ होती है। फिनोल में $C-O$ बंध लंबाई मेथनॉल की तुलना में छोटी होती है क्योंकि ऑक्सीजन पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म का वलय के साथ संयुग्मन होता है, जो $C-O$ बंध को द्वि-बंध का गुण प्रदान करता है। अतः, कथन $C$ गलत है।

(D) सांद्र $H_2SO_4$ की उपस्थिति में थैलिक एसिड और रिसोरिसिनोल के बीच की अभिक्रिया एक संघनन (condensation) अभिक्रिया है।
थैलिक एसिड,रिसोरिसिनोल के दो अणुओं के साथ निर्जलीकरण (dehydration) करके फ्लोरोसीन नामक रंजक (dye) बनाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $\text{Phthalic acid} + 2 \times \text{Resorcinol} \xrightarrow{\text{Conc. } H_2SO_4} \text{Fluorescein} + 2H_2O$.

(C) फिनोक्साइड आयन की स्थिरता इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूहों $(EWG)$ द्वारा बढ़ती है,जो ऑक्सीजन परमाणु पर मौजूद ऋण आवेश को बेंजीन रिंग में विस्थापित (delocalize) करते हैं।
$-CH_3$ और $-CH_2OH$ इलेक्ट्रॉन-दाता समूह $(EDG)$ हैं और इसलिए ये फिनोक्साइड आयन की स्थिरता को कम करते हैं।
$-OCH_3$ अनुनाद प्रभाव ($+R$ प्रभाव) के माध्यम से एक इलेक्ट्रॉन-दाता समूह के रूप में कार्य करता है,जो इसके प्रेरणिक इलेक्ट्रॉन-आकर्षक प्रभाव ($-I$ प्रभाव) से अधिक शक्तिशाली होता है,जिससे यह फिनोक्साइड आयन को अस्थिर करता है।
$-COCH_3$ प्रेरणिक प्रभाव $(-I)$ और अनुनाद प्रभाव $(-R)$ दोनों के कारण एक शक्तिशाली इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है।
इसलिए,$-COCH_3$ समूह पैरा स्थिति पर फिनोक्साइड आयन को स्थिर करने में सबसे अधिक प्रभावी है।

(C) सोडियम बाइकार्बोनेट $(NaHCO_3)$ एक दुर्बल क्षार है। केवल कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ से अधिक प्रबल एसिड ही इसके साथ अभिक्रिया करके $CO_2$ गैस उत्पन्न कर सकते हैं और घुलनशील हो सकते हैं।
$2, 4, 6-$ट्राइनाइट्रोफिनोल (पिक्रिक एसिड),बेंजोइक एसिड और बेंजीन सल्फोनिक एसिड,कार्बोनिक एसिड से अधिक प्रबल एसिड हैं और $NaHCO_3$ में घुलनशील हैं।
$o-$नाइट्रोफिनोल,कार्बोनिक एसिड की तुलना में एक दुर्बल एसिड है। इसके अतिरिक्त,इसमें $-OH$ समूह और $-NO_2$ समूह के बीच अंतःआणविक हाइड्रोजन बंधन बनता है,जो अम्लीय प्रोटॉन को क्षार के साथ अभिक्रिया के लिए कम उपलब्ध बनाता है। इसलिए,यह सोडियम बाइकार्बोनेट में घुलनशील नहीं है।

(A) फिनोल में एक सक्रियकारी (इलेक्ट्रॉन-विमोचक) $-OH$ समूह होता है,जो बेंजीन वलय को इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन के लिए अत्यधिक सक्रिय बना देता है। ब्रोमीन जल आसानी से $Br^{+}$ आयन प्रदान करता है। फिनोल की उच्च अभिक्रियाशीलता के कारण,अभिक्रिया मोनो- या डाई-ब्रोमो चरण पर नहीं रुकती है,बल्कि पूर्णतः ब्रोमीनित उत्पाद,$2,4,6-\text{ट्राइब्रोमोफिनोल}$,सफेद अवक्षेप के रूप में प्राप्त होता है।

(B) फिनोल $(C_6H_5OH)$ और बेंज़ोयल क्लोराइड $(C_6H_5COCl)$ के बीच जलीय क्षार (जैसे $NaOH$) की उपस्थिति में होने वाली अभिक्रिया को शोटेन-बॉमन अभिक्रिया कहा जाता है।
इस अभिक्रिया में फिनोल का बेंज़ोयलेशन होता है,जहाँ हाइड्रॉक्सिल समूह का हाइड्रोजन परमाणु एक बेंज़ोयल समूह $(C_6H_5CO-)$ द्वारा प्रतिस्थापित होकर एस्टर,फेनिल बेंज़ोएट $(C_6H_5COOC_6H_5)$ बनाता है और उप-उत्पाद के रूप में $HCl$ निकलता है।
क्षार उत्पन्न $HCl$ को उदासीन कर देता है,जिससे अभिक्रिया आगे बढ़ती है।

(A) जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड $(NaOH)$ की उपस्थिति में फिनोल की क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ के साथ अभिक्रिया और उसके बाद अम्लीकरण करने पर मुख्य उत्पाद के रूप में सैलिसिलल्डिहाइड (o-हाइड्रॉक्सीबेंज़ल्डिहाइड) प्राप्त होता है। इस विशिष्ट रासायनिक अभिक्रिया को राइमर - टीमैन अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।

(A) क्यूमीन $(Isopropylbenzene)$ $O_2$ के साथ अभिक्रिया करके क्यूमीन हाइड्रोपरॉक्साइड बनाता है।
तनु $HCl$ के साथ उपचार करने पर,क्यूमीन हाइड्रोपरॉक्साइड पुनर्विन्यास (rearrangement) के माध्यम से अंतिम उत्पाद के रूप में $Phenol$ और $Acetone$ देता है।

(C) फिनोल की अम्लता प्रोटॉन के नुकसान के बाद बनने वाले फिनोक्साइड आयन की स्थिरता द्वारा निर्धारित की जाती है। इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह $(EWG)$ अम्लता को बढ़ाते हैं ($pKa$ घटाते हैं),जबकि इलेक्ट्रॉन-दाता समूह $(EDG)$ अम्लता को कम करते हैं ($pKa$ बढ़ाते हैं)।
$A$: फिनोल (संदर्भ)।
$B$: $p$-नाइट्रोफिनोल ($-NO_2$ एक मजबूत $EWG$ है,अम्लता बढ़ाता है)।
$C$: $m$-नाइट्रोफिनोल ($-NO_2$ एक $EWG$ है,अम्लता बढ़ाता है लेकिन अनुनाद प्रभाव की कमी के कारण $p$-आइसोमर से कम)।
$D$: $p$-मेथॉक्सीफिनोल ($-OCH_3$ एक $EDG$ है,अम्लता कम करता है)।
अम्लता का क्रम: $B > C > A > D$।
चूंकि $pKa = -\log(Ka)$,इसलिए $pKa$ का बढ़ता क्रम अम्लता के क्रम का उल्टा होगा: $D < A < C < B$।

(A) जब $p$-हाइड्रॉक्सीबेन्जीनसल्फोनिक एसिड को अतिरिक्त $Br_2$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो $-SO_3H$ समूह को $Br$ परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया जाता है क्योंकि $-OH$ समूह एक मजबूत सक्रियण समूह है और इस इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया में $-SO_3H$ समूह एक अच्छा लिविंग ग्रुप है। इस घटना को इप्सो प्रभाव (ipso effect) के रूप में जाना जाता है। अंतिम उत्पाद $2,4,6$-ट्राइब्रोमोफिनोल है।

(B) अभिक्रिया इस प्रकार होती है:
$1$. प्रारंभिक पदार्थ $6$-क्लोरोसाइक्लोहेक्स-$2$-ईन-$1$-ओन है।
$2$. द्वि-आबंध पर $HBr$ का योग मार्कोवनिकोव के नियम का पालन करता है,जिससे $6$-क्लोरो-$3$-ब्रोमोसाइक्लोहेक्सेन-$1$-ओन बनता है।
$3$. अल्कोहलिक $KOH$ $(alc. KOH)$ के साथ उपचार करने पर डीहाइड्रोहैलोजनीकरण ($HBr$ और $HCl$ का विलोपन) होता है,जिससे साइक्लोहेक्सा-$2,4$-डाईईन-$1$-ओन बनता है।
$4$. यह मध्यवर्ती अधिक स्थिर सुगंधित (aromatic) उत्पाद,फिनोल $(C_6H_5OH)$ बनाने के लिए टॉटोमेराइजेशन (tautomerization) से गुजरता है।

(D) एथिलमैग्नीशियम ब्रोमाइड (ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक) के साथ अभिक्रिया करने के लिए,यौगिक में अम्लीय हाइड्रोजन या कार्बोनिल या नाइट्राइल जैसा इलेक्ट्रोफिलिक कार्यात्मक समूह होना चाहिए। ब्रोमीन जल को रंगहीन करने के लिए,यौगिक में असंतृप्त बंध (एल्कीन या एल्काइन) होना चाहिए।
$A$: कीटोन और नाइट्राइल समूह होता है (ग्रिग्नार्ड के साथ अभिक्रिया करता है) लेकिन एल्कीन नहीं है ($Br_2$ जल को रंगहीन नहीं करता है)।
$B$: नाइट्राइल और एस्टर समूह होता है (ग्रिग्नार्ड के साथ अभिक्रिया करता है) लेकिन एल्कीन नहीं है ($Br_2$ जल को रंगहीन नहीं करता है)।
$C$: एल्कीन होता है ($Br_2$ जल को रंगहीन करता है) लेकिन ग्रिग्नार्ड अभिकर्मक के लिए अम्लीय हाइड्रोजन या सक्रिय इलेक्ट्रोफिलिक समूह नहीं है।
$D$: फेनोलिक $-OH$ समूह (अम्लीय हाइड्रोजन,ग्रिग्नार्ड के साथ अभिक्रिया करता है) और विनाइल समूह (एल्कीन,$Br_2$ जल को रंगहीन करता है) होता है। अतः,$D$ सही उत्तर है।

(D) $p$-हाइड्रॉक्सीबेंज़ोफेनोन की $CCl_4$ में $Br_2$ के साथ अभिक्रिया एक इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
$p$-हाइड्रॉक्सीबेंज़ोफेनोन में दो बेंजीन वलय होते हैं। एक वलय कार्बोनिल समूह $(-CO-)$ से जुड़ा होता है,जो एक इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह ($-R$ प्रभाव) है,जो वलय को इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन $(EAS)$ के लिए निष्क्रिय कर देता है।
दूसरा वलय हाइड्रॉक्सिल समूह $(-OH)$ से जुड़ा होता है,जो एक मजबूत इलेक्ट्रॉन-दाता समूह ($+R$ प्रभाव) है,जो वलय को $EAS$ के लिए सक्रिय करता है।
$-OH$ समूह ऑर्थो/पैरा निर्देशक है। चूंकि पैरा स्थिति पहले से ही कार्बोनिल समूह द्वारा अधिकृत है,इसलिए आने वाला इलेक्ट्रोफाइल $(Br^+)$ $-OH$ समूह के सापेक्ष ऑर्थो स्थिति पर आक्रमण करेगा।
इस प्रकार,प्राप्त उत्पाद $3$-ब्रोमो-$4$-हाइड्रॉक्सीबेंज़ोफेनोन है।

(B) अभिक्रिया दो मुख्य चरणों में होती है:
$1$. राइमर-टीमैन अभिक्रिया: $4$-क्लोरोफिनोल,$CHCl_3$ और जलीय $NaOH$ के साथ अभिक्रिया करके $5$-क्लोरो-$2$-हाइड्रॉक्सीबेंज़लडिहाइड बनाता है।
$2$. कैनिज़ारो अभिक्रिया: बना हुआ एल्डिहाइड $HCHO$ और सांद्र $NaOH$ के साथ अभिक्रिया करता है (क्रॉस-कैनिज़ारो अभिक्रिया)। एल्डिहाइड का अपचयन होकर संगत अल्कोहल ($5$-क्लोरो-$2$-हाइड्रॉक्सीबेंज़िल अल्कोहल) बनता है और $HCHO$ का ऑक्सीकरण होकर सोडियम फॉर्मेट $(HCOONa)$ बनता है।
$3$. अम्लीकरण: अंत में,$H_3O^+$ के साथ उपचार करने पर फिनोक्साइड और फॉर्मेट लवण $5$-क्लोरो-$2$-हाइड्रॉक्सीबेंज़िल अल्कोहल और फॉर्मिक एसिड $(HCOOH)$ में परिवर्तित हो जाते हैं।

(C) चरण $1$: $CrO_3$ के साथ प्राथमिक अल्कोहल समूह का ऑक्सीकरण करने पर कार्बोक्सिलिक एसिड समूह प्राप्त होता है। इन परिस्थितियों में फेनोलिक $-OH$ समूह अपरिवर्तित रहता है।
चरण $2$: $SOCl_2/\Delta$ के साथ उपचार करने पर कार्बोक्सिलिक एसिड,एसिड क्लोराइड $(-COCl)$ में परिवर्तित हो जाता है।
चरण $3$: गर्म करने $(\Delta)$ पर फ्रीडल-क्राफ्ट्स एसाइलेशन अभिक्रिया होती है। एसिड क्लोराइड समूह फेनोल रिंग की ऑर्थो-स्थिति के साथ आंतरिक चक्रीकरण करके एक चक्रीय कीटोन (इंडानोन व्युत्पन्न) बनाता है।
अंतिम उत्पाद $5$-हाइड्रॉक्सी-इंडानोन व्युत्पन्न है।

(A) $m$-क्रेसोल $K_2CO_3$ के साथ अभिक्रिया करके फेनॉक्साइड आयन ($m$-मिथाइलफेनॉक्साइड) बनाता है।
यह फेनॉक्साइड आयन प्रोपार्गिल ब्रोमाइड $(HC \equiv C-CH_2Br)$ के साथ $S_N2$ अभिक्रिया में न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य करता है।
फेनॉक्साइड आयन का ऑक्सीजन परमाणु प्रोपार्गिल ब्रोमाइड के इलेक्ट्रोफिलिक कार्बन पर आक्रमण करता है और ब्रोमाइड आयन को विस्थापित कर देता है।
इसके परिणामस्वरूप ईथर लिंकेज का निर्माण होता है,जिससे मुख्य उत्पाद के रूप में $3$-मिथाइलफेनिल प्रॉप-$2$-आइनिल ईथर प्राप्त होता है।

(A) यह अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन है जिसे फिनोल और बेंजीनडायएजोनियम लवण के बीच युग्मन (कपलिंग) अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।
$p$-क्रेसोल ($4$-मिथाइलफिनोल) में,पैरा स्थिति पहले से ही एक मिथाइल समूह द्वारा भरी हुई है।
इसलिए,बेंजीनडायएजोनियम आयन $(C_6H_5N_2^+)$ द्वारा इलेक्ट्रॉनरागी आक्रमण हाइड्रॉक्सिल $(-OH)$ समूह के सापेक्ष ऑर्थो स्थिति पर होता है।
इसके परिणामस्वरूप $4-$मिथाइल$-2-$(फिनाइलेजो)फिनोल का निर्माण होता है।

(B) यह अभिक्रिया सांद्र $HNO_3$ और $H_2SO_4$ का उपयोग करके फेनिल बेंजोएट का नाइट्रीकरण है।
फेनिल बेंजोएट $(C_6H_5COOC_6H_5)$ में दो बेंजीन वलय होते हैं। एस्टर समूह के ऑक्सीजन परमाणु से जुड़ा वलय,ऑक्सीजन परमाणु के $+M$ प्रभाव के कारण इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन के लिए अधिक सक्रिय होता है।
दूसरे वलय से जुड़ा $-CO-$ समूह इलेक्ट्रॉन-आकर्षक ($-I$ और $-M$ प्रभाव) होता है,जो उस वलय को निष्क्रिय कर देता है।
इसलिए,इलेक्ट्रोफाइल $(NO_2^+)$ ऑक्सीजन परमाणु से जुड़े वलय पर आक्रमण करता है।
$-O-$ समूह के $+M$ प्रभाव के कारण,ऑर्थो और पैरा स्थितियाँ सक्रिय हो जाती हैं। पैरा स्थिति ऑर्थो स्थिति की तुलना में त्रिविम रूप से कम बाधित होती है,जिससे पैरा-प्रतिस्थापित उत्पाद मुख्य उत्पाद बन जाता है।
अतः,मुख्य उत्पाद $4$-नाइट्रोफेनिल बेंजोएट है।

(C) आइए प्रत्येक अभिक्रिया का विश्लेषण करें:
$(A)$ $V_2O_5$ और $450^{\circ}C$ का उपयोग करके बेंजीन से फिनोल बनाने की अभिक्रिया मानक नहीं है। यह अभिक्रिया गलत है।
$(B)$ $140^{\circ}C$ पर $Conc. H_2SO_4$ के साथ इथेनॉल $(C_2H_5OH)$ का निर्जलीकरण करने पर डाईएथिल ईथर $(C_2H_5-O-C_2H_5)$ प्राप्त होता है,न कि डाईमेथिल ईथर $(CH_3-O-CH_3)$। यह अभिक्रिया गलत है।
$(C)$ फिनोल ब्रोमीन जल $(Br_2/H_2O)$ के साथ अभिक्रिया करके सफेद अवक्षेप के रूप में $2,4,6$-ट्राइब्रोमोफिनोल बनाता है। यह अभिक्रिया सही है।
$(D)$ फिनोल कम तापमान पर तनु $HNO_3$ के साथ अभिक्रिया करके $o$-नाइट्रोफिनोल और $p$-नाइट्रोफिनोल का मिश्रण बनाता है। दिखाई गई उत्पाद पिकरिक एसिड ($2,4,6$-ट्राइनाइट्रोफिनोल) है,जो सांद्र $HNO_3$ के साथ अभिक्रिया से बनता है। यह अभिक्रिया गलत है।
अतः,केवल $(C)$ सही है।