Preparation of Amines Questions in Gujarati

(D) ગેબ્રિયલ થેલીમાઇડ સંશ્લેષણનો ઉપયોગ ખાસ કરીને પ્રાથમિક $(1^{\circ})$ એલિફેટિક એમાઈન્સની તૈયારી માટે થાય છે.
તેમાં પોટેશિયમ થેલીમાઇડની આલ્કાઈલ હેલાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારબાદ આલ્કલાઇન જળવિભાજન થાય છે.
એરાઈલ હેલાઈડ્સ થેલીમાઇડ આયન સાથે ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા આપતા નથી,તેથી એરોમેટિક એમાઈન્સ (જેમ કે એનિલીન) આ પદ્ધતિ દ્વારા બનાવી શકાતા નથી.
આ પદ્ધતિ દ્વારા દ્વિતીયક અને તૃતીયક એમાઈન્સ પણ બનાવી શકાતા નથી.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,ઈથાઈલએમાઈન $(CH_3CH_2NH_2)$ એ પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઈન છે,જ્યારે એનિલીન એરોમેટિક છે,અને અન્ય દ્વિતીયક અથવા તૃતીયક એમાઈન્સ છે.

(B) નીચા તાપમાને $(273-278 \ K)$ એનિલિનની નાઈટ્રસ એસિડ $(HNO_2)$ સાથેની પ્રક્રિયાને ડાયઝોટાઈઝેશન પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,એનિલિન $HNO_2$ (જે $NaNO_2$ અને $HCl$ માંથી સ્થળ પર ઉત્પન્ન થાય છે) સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ બનાવે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ છે:
$C_6H_5NH_2 + HNO_2 + HCl \xrightarrow{273-278 \ K} C_6H_5N_2^+Cl^- + 2H_2O$.
આમ,નીપજ $A$ એ બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્ષાર છે.

(C) આલ્કાઈલ હેલાઈડમાંથી કાર્બન શૃંખલામાં એક $-CH_2-$ સમૂહના ઉમેરા સાથે $1^{\circ}$-એમાઈન તૈયાર કરવા માટે,$KCN$ નો પ્રક્રિયક તરીકે ઉપયોગ થાય છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$1$. ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન: $R-X + KCN \rightarrow R-CN + KX$
$2$. રિડક્શન: $R-CN + 4[H] \rightarrow R-CH_2-NH_2$
$KCN$ સાયનાઈડ આયન $(CN^-)$ પૂરો પાડે છે,જે કાર્બન શૃંખલાને એક કાર્બન પરમાણુ દ્વારા લંબાવવા માટે ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે કાર્ય કરે છે,અને ત્યારબાદ નાઈટ્રાઈલ સમૂહના રિડક્શનથી $1^{\circ}$-એમાઈન મળે છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયામાં $X$ એ $RCONH_2$ છે અને $Y$ એ $RCN$ છે.
$LiAlH_4$ એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે જે એમાઈડ $(RCONH_2)$ નું પ્રાથમિક એમાઈન $(RCH_2NH_2)$ માં રિડક્શન કરે છે.
$H_2/Ni$ નો ઉપયોગ કરીને નાઈટ્રાઈલ્સ $(RCN)$ નું ઉદ્દીપકીય હાઈડ્રોજનેશન પણ પ્રાથમિક એમાઈન $(RCH_2NH_2)$ આપે છે.

(D) અને $B$ એ પ્રારંભિક પદાર્થો છે જેનું રિડક્શન કરીને પ્રાથમિક એમાઈન $R-CH_2-NH_2$ મેળવી શકાય છે.
$1.$ નાઈટ્રાઈલ્સ $(R-CN)$ નું $H_2/Ni$ સાથે ઉદ્દીપકીય હાઈડ્રોજનેશન કરવાથી પ્રાથમિક એમાઈન મળે છે: $R-CN + 2H_2 \xrightarrow{Ni} R-CH_2-NH_2$
$2.$ એમાઈડ્સ $(R-CONH_2)$ નું $LiAlH_4$ દ્વારા રિડક્શન અને ત્યારબાદ જળવિભાજન કરવાથી પ્રાથમિક એમાઈન મળે છે: $R-CONH_2 \xrightarrow[ii) H_2O]{i) LiAlH_4} R-CH_2-NH_2$
તેથી,$A = R-CN$ અને $B = R-CONH_2$.

(B) આલ્કોહોલિક $KOH$ ની હાજરીમાં $C_6H_5NO_2$ અને $Zn$ પાવડરની પ્રક્રિયામાં એનિલિન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળતું નથી.
$C_6H_5OH + NH_3 \xrightarrow[300^{\circ}C]{ZnCl_2}$ પ્રક્રિયા એનિલિન આપે છે.
$C_6H_5Cl + NH_3 \xrightarrow[Cu_2O]{200^{\circ}C, \text{high pressure}}$ પ્રક્રિયા એનિલિન આપે છે.
$C_6H_5NO_2 + 6[H] \xrightarrow[HCl]{Fe + H_2O}$ એ નાઈટ્રોબેન્ઝીનનું એનિલિનમાં રિડક્શન છે.
તેથી,જે પ્રક્રિયામાં એનિલિન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળતું નથી તે $C_6H_5NO_2 + Zn \text{ powder } \xrightarrow{\text{alcoholic } KOH}$ છે.

(B) પ્રક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. ક્લોરોસાયક્લોપેન્ટેનની ઇથેનોલિક $KCN$ સાથેની પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન $(S_N2)$ પ્રક્રિયા દ્વારા સાયક્લોપેન્ટેનકાર્બોનાઇટ્રાઇલ $(C_5H_9CN)$ બનાવે છે.
$2$. ઇથેનોલ $(C_2H_5OH)$ ની હાજરીમાં સોડિયમ એમાલગમ $(Na(Hg))$ નો ઉપયોગ કરીને નાઇટ્રાઇલ સમૂહ $(-CN)$ નું રિડક્શન કરવાથી પ્રાથમિક એમાઈન મળે છે. આ નાઇટ્રાઇલનું પ્રાથમિક એમાઈનમાં રિડક્શન કરવાની પ્રમાણભૂત પ્રક્રિયા છે,જેના પરિણામે સાયક્લોપેન્ટાઇલમિથેનેમાઈન $(C_5H_9CH_2NH_2)$ મળે છે.

(B) $1$. $X \xrightarrow{H_2/Ni} CH_3CH_2CH_2NH_2$ પ્રક્રિયા માટે,નાઈટ્રાઈલ $(R-CN)$ નું $H_2/Ni$ સાથે રિડક્શન કરવાથી પ્રાથમિક એમાઈન $(R-CH_2NH_2)$ મળે છે. $CH_3CH_2CH_2NH_2$ (પ્રોપેન$-1-$એમાઈન) મેળવવા માટે,$X$ એ $CH_3CH_2CN$ (પ્રોપેન નાઈટ્રાઈલ) હોવું જોઈએ.
$2$. $Y \xrightarrow{Br_2/NaOH} CH_3CH_2CH_2NH_2$ પ્રક્રિયા માટે,આ હોફમેન બ્રોમામાઈડ ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા છે,જે એમાઈડ $(R-CONH_2)$ ને એક ઓછા કાર્બન ધરાવતા પ્રાથમિક એમાઈન $(R-NH_2)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે. $CH_3CH_2CH_2NH_2$ મેળવવા માટે,$Y$ એ $CH_3CH_2CH_2CONH_2$ (બ્યુટેનામાઈડ) હોવું જોઈએ.
$3$. તેથી,$X = CH_3CH_2CN$ અને $Y = CH_3CH_2CH_2CONH_2$.

(A) બેન્ઝેમાઇડ $(C_6 H_5 CONH_2)$ ની $LiAlH_4$ સાથેની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ જળવિભાજન એ રિડક્શન પ્રક્રિયા છે જે એમાઇડ ગ્રુપ $(-CONH_2)$ ને એમાઇન ગ્રુપ $(-CH_2 NH_2)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે. તેથી,$P$ એ બેન્ઝાઈલએમાઈન $(C_6 H_5 CH_2 NH_2)$ છે.
બેન્ઝેમાઇડ $(C_6 H_5 CONH_2)$ ની $Br_2 / NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ હોફમેન બ્રોમામાઇડ ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા છે,જે એમાઇડને એક કાર્બન પરમાણુ ઓછા ધરાવતા પ્રાથમિક એમાઇનમાં રૂપાંતરિત કરે છે. તેથી,$Q$ એ એનિલિન $(C_6 H_5 NH_2)$ છે.
તેથી,$P = C_6 H_5 CH_2 NH_2$ અને $Q = C_6 H_5 NH_2$.

(B) ગેબ્રિયલ-થેલીમાઈડ સંશ્લેષણ એ શુદ્ધ પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઈન્સની બનાવટ માટેની પ્રમાણભૂત પદ્ધતિ છે.
$II$. હોફમેન બ્રોમામાઈડ ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ એમાઈડને એક કાર્બન પરમાણુ ઓછા ધરાવતા પ્રાથમિક એમાઈનમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે.
$III$. કાર્બાઈલેમાઈન પ્રક્રિયા એ પ્રાથમિક એમાઈન્સ માટેની કસોટી છે,બનાવટની પદ્ધતિ નથી.
$IV$. સેન્ડમેયર પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ ડાયઝોનિયમ ક્ષારને એરાઈલ હેલાઈડમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે,એલિફેટિક એમાઈન્સની બનાવટ માટે નહીં.
તેથી,માત્ર $I$ અને $II$ નો ઉપયોગ એલિફેટિક પ્રાથમિક એમાઈન્સની બનાવટ માટે થાય છે.

(A) પ્રક્રિયા $C_2H_5Br \xrightarrow{\text{excess } NH_3} A$ એ આલ્કાઈલ હેલાઈડનું એમોનોલિસિસ દર્શાવે છે,જ્યાં $A$ એ ઈથાઈલએમાઈન $(CH_3CH_2NH_2)$ છે.
પ્રક્રિયા $B \xrightarrow{Br_2/KOH} A$ એ હોફમેન બ્રોમામાઈડ ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા છે,જે એમાઈડને મૂળ એમાઈડ કરતા એક કાર્બન પરમાણુ ઓછા ધરાવતા પ્રાથમિક એમાઈનમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
કારણ કે $A$ એ ઈથાઈલએમાઈન $(CH_3CH_2NH_2)$ છે,જેમાં $2$ કાર્બન પરમાણુઓ છે,તેથી એમાઈડ $B$ માં $3$ કાર્બન પરમાણુઓ હોવા જોઈએ.
તેથી,$B$ એ પ્રોપેનેમાઇડ $(CH_3CH_2CONH_2)$ છે.

(D) દ્વિતીયક એમાઈનની તૈયારી પ્રાથમિક એમાઈનની આલ્કાઈલ હેલાઈડ સાથેની પ્રતિક્રિયા દ્વારા શ્રેષ્ઠ રીતે પ્રાપ્ત થાય છે.
આ એક ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રતિક્રિયા છે જ્યાં પ્રાથમિક એમાઈન ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે કાર્ય કરે છે અને દ્વિતીયક એમાઈન બનાવવા માટે આલ્કાઈલ હેલાઈડ પર હુમલો કરે છે.
$R-NH_2 + R'-X \rightarrow R-NH-R' + HX$.
વિકલ્પ $A$ (હોફમેન બ્રોમામાઈડ વિઘટન) પ્રાથમિક એમાઈન ઉત્પન્ન કરે છે.
વિકલ્પ $B$ (નાઈટ્રાઈલનું રિડક્શન) પ્રાથમિક એમાઈન ઉત્પન્ન કરે છે.
વિકલ્પ $C$ (આલ્કાઈલ હેલાઈડની એમોનિયાના વધારા સાથેની પ્રતિક્રિયા) મુખ્યત્વે પ્રાથમિક એમાઈન ઉત્પન્ન કરે છે.

(C) હોફમેન બ્રોમામાઇડ ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા એ પ્રાથમિક એમાઇડને પ્રાથમિક એમાઇનમાં રૂપાંતરિત કરવાની પદ્ધતિ છે,જેમાં શરૂઆતના એમાઇડ કરતા એક કાર્બન પરમાણુ ઓછો હોય છે.
સામાન્ય પ્રક્રિયા છે: $R-CONH_2 + Br_2 + 4KOH \rightarrow R-NH_2 + K_2CO_3 + 2KBr + 2H_2O$.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$CH_3CONH_2$ (એસીટામાઇડ) એકમાત્ર પ્રાથમિક એમાઇડ છે. અન્ય સંયોજનો નાઇટ્રાઇલ $(CH_3CN)$,દ્વિતીયક એમાઇડ $(CH_3CONHCH_3)$ અને આઇસોસાયનાઇડ $(CH_3NC)$ છે.
તેથી,$CH_3CONH_2$ હોફમેન ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા આપે છે.

(D) $Zn / HCl$ નો ઉપયોગ કરીને એસિડિક માધ્યમમાં નાઈટ્રોબેન્ઝીન $(C_6H_5NO_2)$ નું રિડક્શન કરવાથી મુખ્ય નીપજ તરીકે એનિલિન $(C_6H_5NH_2)$ મળે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_5NO_2 + 6[H] \xrightarrow{Zn/HCl} C_6H_5NH_2 + 2H_2O$

(B) નાઈટ્રોબેન્ઝીન $(C_6H_5NO_2)$ ની આલ્કોહોલિક $KOH$ ની હાજરીમાં ઝિંક પાવડર સાથેની પ્રતિક્રિયામાં,મુખ્ય નીપજ તરીકે એનિલિન મળતું નથી.
વિકલ્પ $A$ એ ફિનોલનું એમોનોલિસિસ છે.
વિકલ્પ $C$ એ ક્લોરોબેન્ઝીનની એમોનિયા સાથેની પ્રતિક્રિયા છે.
વિકલ્પ $D$ એ $Fe/HCl$ નો ઉપયોગ કરીને નાઈટ્રોબેન્ઝીનનું એનિલિનમાં પ્રમાણભૂત રિડક્શન છે.

(D) હોફમેન બ્રોમામાઇડ વિઘટન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ એમાઇડની સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડના જલીય અથવા ઇથેનોલિક દ્રાવણમાં બ્રોમિન સાથે પ્રક્રિયા કરીને પ્રાથમિક એમાઇન તૈયાર કરવા માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,એમાઇડનો કાર્બોનિલ કાર્બન કાર્બોનેટ તરીકે દૂર થાય છે અને આલ્કાઇલ અથવા એરાઇલ સમૂહ નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર સ્થળાંતરિત થાય છે.
પરિણામે,બનતા એમાઇનમાં શરૂઆતના એમાઇડ કરતા એક કાર્બન પરમાણુ ઓછો હોય છે.
પેન્ટેનામાઇન $(C_5H_{11}NH_2)$ મેળવવા માટે,જેમાં $5$ કાર્બન પરમાણુઓ છે,શરૂઆતનો એમાઇડ $6$ કાર્બન ધરાવતો હેક્ઝેનામાઇડ $(CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CONH_2)$ હોવો જોઈએ.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CONH_2 + Br_2 + 4NaOH \rightarrow CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2NH_2 + 2NaBr + Na_2CO_3 + 2H_2O$

(C) $1$. $X$ એ $C_6H_5CN$ માંથી બને છે અને મંદ $HCl$ માં ઓગળે છે. આ સૂચવે છે કે $X$ એક બેઝિક સંયોજન છે,જે એમાઈન $(C_6H_5CH_2NH_2)$ હોઈ શકે છે. નાઈટ્રાઈલનું પ્રાથમિક એમાઈનમાં રિડક્શન $LiAlH_4$ અને ત્યારબાદ $H_2O$ દ્વારા થાય છે.
$2$. $Y$ એ $C_6H_5CN$ માંથી બને છે અને $2,4-DNP$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. આ સૂચવે છે કે $Y$ એક કાર્બોનિલ સંયોજન (આલ્ડિહાઈડ) છે,$C_6H_5CHO$. નાઈટ્રાઈલનું આલ્ડિહાઈડમાં આંશિક રિડક્શન $DIBAL-H$ અને ત્યારબાદ $H_2O$ દ્વારા થાય છે.
$3$. તેથી,$A = LiAlH_4, H_2O$ અને $B = DIBAL-H, H_2O$.

(A) ગેબ્રિયલ થેલેમાઈડ સંશ્લેષણનો ઉપયોગ કાર્બન ગુમાવ્યા વિના એલિફેટિક પ્રાથમિક એમાઈન તૈયાર કરવા માટે થાય છે. તેમાં થેલેમાઈડ દ્વારા રચાયેલા આયન દ્વારા આલ્કાઈલ હેલાઈડ્સનું ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન $(S_{N}2)$ સામેલ છે.
થેલેમાઈડને ઇથેનોલિક $KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરાવતા થેલેમાઈડનું પોટેશિયમ ક્ષાર બને છે,જે $RX$ સાથે ગરમ કરવાથી અને ત્યારબાદ આલ્કલાઇન જળવિભાજન અથવા હાઇડ્રેઝિન સાથે હાઇડ્રેઝિનોલિસિસ કરવાથી અનુરૂપ $1^{\circ}$ એમાઈન મળે છે.

(A) આ પ્રક્રિયામાં $2$-બ્રોમોબેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડની ઈથેનોલ $(EtOH)$ માં એમોનિયા $(NH_3)$ સાથે પ્રક્રિયા થાય છે. આ એક ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રક્રિયા $(S_N2)$ છે,જેમાં ન્યુક્લિયોફાઈલ $NH_3$ એ $-CH_2Cl$ સમૂહના ઈલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પર હુમલો કરે છે અને ક્લોરાઈડ આયન $(Cl^-)$ ને દૂર કરે છે. બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલ બ્રોમીન પરમાણુ આ પરિસ્થિતિઓમાં ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન માટે પ્રમાણમાં નિષ્ક્રિય હોય છે. તેથી,$-CH_2Cl$ સમૂહનું રૂપાંતર $-CH_2NH_2$ સમૂહમાં થાય છે,જેના પરિણામે $2$-બ્રોમોબેન્ઝાઈલએમાઈન બને છે.

(C) નાઈટ્રાઈલ્સ $(R-C\equiv N)$ નું પ્રબળ રિડક્શનકર્તા પદાર્થોનો ઉપયોગ કરીને પ્રાથમિક એમાઈન્સ $(R-CH_2-NH_2)$ માં રિડક્શન કરી શકાય છે.
$1$. $\text{LiAlH}_4$ (લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઈડ્રાઈડ) એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે જે નાઈટ્રાઈલ્સનું પ્રાથમિક એમાઈન્સમાં રિડક્શન કરે છે.
$2$. $\text{H}_2/\text{Ni}$ (ઉદ્દીપકીય હાઈડ્રોજનેશન) પણ નાઈટ્રાઈલ્સનું પ્રાથમિક એમાઈન્સમાં રિડક્શન કરે છે.
$3$. $\text{Na(Hg)}/\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$ ને મેન્ડિયસ રિડક્શન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જે નાઈટ્રાઈલ્સનું પ્રાથમિક એમાઈન્સમાં રિડક્શન કરે છે.
$4$. $\text{Sn} + \text{HCl}$ નો ઉપયોગ મુખ્યત્વે નાઈટ્રો સંયોજનોનું એમાઈન્સમાં રિડક્શન કરવા માટે થાય છે.
$5$. $\text{Br}_2/\text{aq. NaOH}$ નો ઉપયોગ એમાઈડ્સના હોફમેન બ્રોમામાઈડ ડિગ્રેડેશન માટે થાય છે.
તેથી,સાચા પ્રક્રિયકો $A, C$ અને $D$ છે.