Properties of Amines Questions in Gujarati

(C) એરોમેટિક એમાઈન્સની બેઝિક પ્રબળતા આલ્કાઈલ સમૂહોની ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ $ I$ અસર અને પ્રોટોનેશનની અવરોધક અસર $(SIP)$ દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.
$(1)$ મિથાઈલ સમૂહોની $ I$ અસર નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જે તેને દાન માટે વધુ ઉપલબ્ધ બનાવે છે. આમ,$N$-વિસ્થાપિત એનિલીન માટે બેઝિકતાનો ક્રમ: $N,N$-ડાયમિથાઈલએનિલીન $(C) > N$-મિથાઈલએનિલીન $(B) > {\text{એનિલીન}} (A)$ છે.
$(2)$ $o$-ટોલ્યુઈડિન $(D)$ માં,ઓર્થો-મિથાઈલ સમૂહ એમીનો સમૂહના પ્રોટોનેશનમાં અવરોધ પેદા કરે છે,જેને Steric Inhibition of Protonation $(SIP)$ અસર કહેવાય છે. આ એનિલીન $(A)$ ની તુલનામાં તેની બેઝિકતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે.
$(3)$ આ પરિબળોને જોડતા,બેઝિક પ્રબળતાનો સાચો ક્રમ: $C > B > A > D$ છે.

(B) એમાઈન્સની બેઝિક પ્રબળતા નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મની પ્રાપ્યતા પર આધાર રાખે છે.
$(i)$ $Et_3N$ એ તૃતીયક એમાઈન છે જેમાં ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ પ્રોટોનેશન માટે ઉપલબ્ધ છે,પરંતુ અવકાશી અવરોધ અને દ્રાવક અસરોને કારણે તે બાયસાઈક્લિક રચના (ii) કરતા ઓછું બેઝિક છે.
(ii) ક્વિનુક્લિડિન એ એક સખત બાયસાઈક્લિક એમાઈન છે જેમાં ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ ખૂબ જ સરળતાથી ઉપલબ્ધ હોય છે કારણ કે તેની રચના એમાઈન ઈન્વર્ઝનને અટકાવે છે,જે તેને $Et_3N$ કરતા વધુ બેઝિક બનાવે છે.
(iii) $1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane$ $(DABCO)$ માં બે નાઈટ્રોજન પરમાણુઓ છે. એક નાઈટ્રોજન પરમાણુ બેઝ તરીકે કાર્ય કરે છે,પરંતુ બીજો નાઈટ્રોજન પરમાણુ પ્રથમ પરમાણુ પર ઈલેક્ટ્રોન-આકર્ષક $-I$ અસર કરે છે,જે ક્વિનુક્લિડિનની તુલનામાં તેની બેઝિકતા ઘટાડે છે.
તેથી,બેઝિક પ્રબળતાનો ક્રમ $(ii) > (i) > (iii)$ છે.

(C) ચક્રીય એમાઈનમાં નાઈટ્રોજનનું ઇન્વર્ઝન એક સંક્રાંતિ અવસ્થા (transition state) દ્વારા થાય છે જેમાં નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ પામે છે.
$N$-વિસ્થાપિત એઝિરિડિનમાં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના વિસ્થાપકનું અવકાશીય કદ (steric bulk) ઇન્વર્ઝન માટેની ઉર્જા અવરોધને અસર કરે છે.
$t$-બ્યુટાઈલ જેવા મોટા સમૂહો ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાં અવકાશીય તાણ (steric strain) વધારે છે,જે સંક્રાંતિ અવસ્થામાં ઘટે છે,જેનાથી ઇન્વર્ઝન પ્રક્રિયા માટે સક્રિયકરણ ઉર્જા $(\Delta G^{o\ddagger})$ ઘટે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $N$-$t$-બ્યુટાઈલએઝિરિડિન માટે ઇન્વર્ઝન માટે $\Delta G^{o}$ સૌથી ઓછું છે.

(A) એસિડની એસિડિક પ્રબળતા તેના સંયુગ્મી બેઝની બેઝિક પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$1$. $NH_4^+$ નો સંયુગ્મી બેઝ $NH_3$ છે.
$2$. વિકલ્પ $B$ માં રહેલા આયનનો સંયુગ્મી બેઝ $1,2,3,4$-ટેટ્રાહાઇડ્રોઆઇસોક્વિનોલિન છે.
$3$. વિકલ્પ $C$ માં રહેલા આયનનો સંયુગ્મી બેઝ $1,2,3,4$-ટેટ્રાહાઇડ્રોક્વિનોલિન છે.
$4$. વિકલ્પ $D$ માં રહેલા આયનનો સંયુગ્મી બેઝ પિપરિડિન છે.
આમાં,$NH_3$ સૌથી ઓછો બેઝિક છે કારણ કે તેમાં અન્ય ચક્રીય એમાઇન્સમાં હાજર ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ આલ્કાઇલ જૂથોનો અભાવ છે. $NH_3$ સૌથી નિર્બળ બેઝ હોવાથી,તેનો સંયુગ્મી એસિડ $NH_4^+$ સૌથી પ્રબળ એસિડ છે.

(A) સંયોજન $(i)$,$N$-મિથાઈલએસીટામાઈડમાં,ઓક્સિજન પરમાણુ $(1)$ એ નાઈટ્રોજન પરમાણુ $(2)$ કરતા વધુ બેઝિક છે કારણ કે નાઈટ્રોજન પરની અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ કાર્બોનિલ સમૂહ સાથે સંસ્પંદનમાં ભાગ લે છે,જે પ્રોટોનેશન માટે તેની ઉપલબ્ધતા ઘટાડે છે.
સંયોજન $(ii)$,$2$-એમિનોપાયરિડિનમાં,રિંગનો નાઈટ્રોજન $(3)$ એ એમિનો સમૂહના નાઈટ્રોજન $(4)$ કરતા વધુ બેઝિક છે. એમિનો સમૂહના નાઈટ્રોજન પરની અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ પાયરિડિન રિંગમાં વિસ્થાનિકૃત થાય છે,જ્યારે રિંગના નાઈટ્રોજન પરની અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ $sp^2$ કક્ષકમાં હોય છે અને તે પ્રોટોનેશન માટે ઉપલબ્ધ હોય છે.
તેથી,પ્રોટોનેશન માટેના પસંદગીના સ્થાનો $1$ અને $3$ છે.

(D) ધ્રુવીય પ્રોટિક દ્રાવકમાં,ન્યુક્લિયોફિલિસિટી દ્રાવક સાથે હાઇડ્રોજન બંધ બનાવવાની ક્ષમતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. મજબૂત હાઇડ્રોજન બંધ વધુ સોલ્વેશન તરફ દોરી જાય છે,જે ન્યુક્લિયોફિલિસિટી ઘટાડે છે.
$(1) \ CH_3CH_2CH_2O^{-}$ એ પ્રબળ બેઇઝ છે અને દ્રાવક સાથે મજબૂત હાઇડ્રોજન બંધ બનાવે છે.
$(2) \ CH_3CH_2CH_2S^{-}$ એ મોટું અને વધુ પોલરાઇઝેબલ આયન છે,જે નબળા હાઇડ્રોજન બંધ બનાવે છે અને તેથી ધ્રુવીય પ્રોટિક દ્રાવકમાં વધુ ન્યુક્લિયોફિલિક છે.
$(3) \ CH_3CH_2C(=O)O^{-}$ એ રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થયેલ કાર્બોક્સિલેટ આયન છે,જે તેને આલ્કોક્સાઇડ આયન $(1)$ ની સરખામણીમાં નબળું ન્યુક્લિયોફાઇલ બનાવે છે.
આમ,ઘટતી ન્યુક્લિયોફિલિસિટીનો ક્રમ $(2) > (1) > (3)$ છે.

(A) શરૂઆતનો પદાર્થ $(P)$ મોર્ફોલિન છે.
$1$. પ્રથમ,દ્વિતીયક એમાઈન $(P)$ નું વધારાના $CH_3I$ સાથે એક્ઝોસ્ટિવ મિથાઈલેશન અને ત્યારબાદ $Ag_2O/H_2O$ અને ગરમી (હોફમેન વિલોપન) સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી વલય ખુલે છે અને મધ્યવર્તી નીપજ બને છે.
$2$. એક્ઝોસ્ટિવ મિથાઈલેશન અને વિલોપનનો બીજો રાઉન્ડ નાઈટ્રોજન સમૂહને સંપૂર્ણપણે દૂર કરે છે.
$3$. અંતિમ નીપજ ડાયવિનાઈલ ઈથર મળે છે,જેનું બંધારણ $CH_2=CH-O-CH=CH_2$ છે.

(A) હોફમેન એક્ઝોસ્ટિવ મિથાઈલેશનમાં ક્વોટરનરી એમોનિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડનું નિર્માણ અને ત્યારબાદ તેનું ઉષ્મીય વિઘટન (હોફમેન એલિમિનેશન) થાય છે.
આ વિલોપન પ્રક્રિયા હોફમેનના નિયમને અનુસરે છે,જે મુજબ ઓછું વિસ્થાપિત આલ્કીન મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે.
નાઈટ્રોજન પરમાણુ આઈસોબ્યુટાઈલ ગ્રુપ $(CH_3-CH(CH_3)-CH_2-)$ અને પ્રોપાઈલ ગ્રુપ $(-CH_2-CH_2-CH_3)$ સાથે જોડાયેલ છે.
પ્રોપાઈલ ગ્રુપમાંથી વિલોપન દ્વારા પ્રોપીન $(CH_3-CH=CH_2)$ મળે છે,જે મોનો-વિસ્થાપિત આલ્કીન છે.
આઈસોબ્યુટાઈલ ગ્રુપમાંથી વિલોપન દ્વારા આઈસોબ્યુટાઈલીન $(CH_3-C(CH_3)=CH_2)$ મળે છે,જે ડાય-વિસ્થાપિત આલ્કીન છે.
હોફમેનના નિયમ મુજબ,ઓછું વિસ્થાપિત આલ્કીન એટલે કે પ્રોપીન મુખ્ય નીપજ છે.

(A) શરૂઆતનો પદાર્થ ટ્રોપિન છે.
$1$. સાંદ્ર $H_2SO_4$ સાથેની પ્રક્રિયા આલ્કોહોલનું નિર્જલીકરણ કરીને આલ્કીન,ટ્રોપિડિન $(A)$ બનાવે છે.
$2$. ટ્રોપિડિન હોફમેન એક્ઝોસ્ટિવ મિથાઈલેશનમાંથી પસાર થાય છે:
$(i)$ $MeI$ સાથેની પ્રક્રિયા ચતુર્થક એમોનિયમ ક્ષાર બનાવે છે.
(ii) $AgOH$ સાથેની પ્રક્રિયા $I^-$ ને $OH^-$ વડે બદલે છે.
(iii) ગરમ કરવાથી $(\Delta)$ વિલોપન થઈને ડાયિન,સાયક્લોહેપ્ટા$-1,3-$ડાયિન $(B)$ બને છે.
$3$. હોફમેન એક્ઝોસ્ટિવ મિથાઈલેશનનું પુનરાવર્તન કરવાથી અંતિમ નીપજ $(C)$ સાયક્લોહેપ્ટા$-1,3-$ડાયિન મળે છે.

(C) આ પ્રક્રિયા શ્રેણી હોફમેન એક્ઝોસ્ટિવ મિથાઈલેશન છે,જેનો ઉપયોગ એમાઈન્સના બંધારણને નક્કી કરવા માટે થાય છે.
$(A)$ થી શરૂ કરીને,પ્રથમ પ્રક્રિયા શ્રેણી $(B)$ બનાવે છે,અને બીજી શ્રેણી $H_2C=CH-CH(CH_3)-CH=CH_2$ ($3$-મિથાઈલ$-1,4-$પેન્ટાડાઈન) બનાવે છે.
નિપજ $H_2C=CH-CH(CH_3)-CH=CH_2$ નું વિશ્લેષણ કરતા,તે ચક્રીય એમાઈન $4-$મિથાઈલપાઈપરીડીન માંથી બને છે.
$4$-મિથાઈલપાઈપરીડીન માં,નાઈટ્રોજન $1$ સ્થાન પર છે અને મિથાઈલ સમૂહ $4$ સ્થાન પર છે.
સંપૂર્ણ મિથાઈલેશન અને વિલોપન પછી,વલય ખુલીને ડાઈન નિપજ બનાવે છે.
તેથી,$(A)$ એ $4-$મિથાઈલપાઈપરીડીન છે.

(D) હોફમેન એક્ઝોસ્ટિવ મિથાઈલેશનમાં નીચેના પગલાંઓનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. એમાઈન વધારાના $CH_3I$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ચતુર્થક એમોનિયમ ક્ષાર બનાવે છે.
$2$. ભેજવાળા $Ag_2O$ $(AgOH)$ સાથેની પ્રક્રિયા આયોડાઈડ આયનને હાઈડ્રોક્સાઈડ આયન દ્વારા બદલે છે.
$3$. ગરમ કરવા પર,ચતુર્થક એમોનિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ વિલોપન પ્રક્રિયા (હોફમેન વિલોપન) દ્વારા આલ્કીન અને તૃતીયક એમાઈન બનાવે છે.
આપેલ સંયોજનમાં,નાઈટ્રોજન સાયક્લોહેક્સિલ ગ્રુપ અને ઈથાઈલ ગ્રુપ સાથે જોડાયેલ છે. વિલોપન દરમિયાન,$OH^-$ બેઝ ઈથાઈલ ગ્રુપના $\beta$-કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેના પરિણામે આલ્કીન તરીકે ઈથીન $(H_2C = CH_2)$ અને તૃતીયક એમાઈન તરીકે $N,N$-ડાયમિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનેમાઈન બને છે. પ્રશ્ન મુખ્ય નીપજ વિશે પૂછે છે,જે આલ્કીન $H_2C = CH_2$ છે.

(D) આ પ્રક્રિયામાં એમાઈનના નાઈટ્રોજન પરમાણુ દ્વારા $CH_3I$ નું ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન થાય છે.
$CH_3I$ વધારામાં હોવાથી,એમાઈનનું સંપૂર્ણ મિથાઈલેશન થાય છે.
દ્વિતીયક એમાઈન ($N$-ethylcyclohexanamine) એ $CH_3I$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને તૃતીયક એમાઈન બનાવે છે,જે ફરીથી $CH_3I$ ના બીજા અણુ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ચતુર્થક એમોનિયમ ક્ષાર બનાવે છે.
અંતિમ નીપજ એ ચતુર્થક એમોનિયમ ક્ષાર છે,જે $N,N$-dimethyl-$N$-ethylcyclohexanaminium iodide છે.

(D) હોફમેનનું સંપૂર્ણ મિથાઈલેશન $(HEM)$ અને એલિમિનેશન એ એમાઈન્સના વિઘટન માટે વપરાતી પ્રક્રિયા છે. જરૂરી ચક્રની સંખ્યા એમાઈનના બંધારણ પર આધાર રાખે છે.
$(a)$ પિપરીડિન એ દ્વિતીયક ચક્રીય એમાઈન છે. તે $1,5$-પેન્ટાડાઈન બનાવવા માટે $HEM$ અને એલિમિનેશનના $2$ ચક્રમાંથી પસાર થાય છે.
$(b)$ ડેકાહાઈડ્રોક્વિનોલિન એ દ્વિતીયક ચક્રીય એમાઈન છે. તે પણ $HEM$ અને એલિમિનેશનના $2$ ચક્રમાંથી પસાર થાય છે.
આમ,$(a)$ અને $(b)$ બંને $HEM$ ના બેકી સંખ્યા $(2)$ માં ચક્ર આપે છે,તેથી સાચો વિકલ્પ $(d)$ છે.

(C) $R-Cl$ $\xrightarrow{(i)\, KCN} R-CN$ $\xrightarrow{LiAlH_4} R-CH_2-NH_2$ (પ્રાથમિક એમાઈન)
$R-Cl$ $\xrightarrow{(i)\, AgCN} R-NC$ $\xrightarrow{LiAlH_4} R-NH-CH_3$ (દ્વિતીયક એમાઈન)
આમ,$A$ અને $B$ એ ક્રિયાશીલ સમૂહ સમઘટકો છે.

(A) આ પ્રક્રિયા આંતર-આણ્વીય ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન $(S_N2)$ પ્રક્રિયા છે.
$1$. $CH_3NH_2$ ના નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર રહેલી અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ $Br-(CH_2)_4-Br$ ના એક છેડાના કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેનાથી $Br^-$ આયન દૂર થાય છે.
$2$. આનાથી દ્વિતીયક એમાઈન મધ્યવર્તી સંયોજન બને છે: $CH_3-NH_2^+-CH_2-(CH_2)_2-CH_2-Br$.
$3$. નાઈટ્રોજન પરથી પ્રોટોન દૂર થઈને $CH_3-NH-CH_2-(CH_2)_2-CH_2-Br$ બને છે.
$4$. ત્યારબાદ નાઈટ્રોજન પરની અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ બીજા છેડાના કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેનાથી વલય બંધ (સાયકલાઈઝેશન) થાય છે અને બીજો $Br^-$ આયન દૂર થાય છે.
$5$. અંતિમ નીપજ $N$-મિથાઈલપાયરોલિડિન છે,જે નાઈટ્રોજન ધરાવતું પાંચ-સભ્યવાળું વલય છે જેમાં નાઈટ્રોજન પર મિથાઈલ સમૂહ જોડાયેલ છે.

(B) પ્રક્રિયક એ પ્રાથમિક આલ્કોહોલ ગ્રુપ ધરાવતું દ્વિતીયક એમાઇન છે. પ્રક્રિયક એસિડ ક્લોરાઇડ $(CH_3COCl)$ છે.
એમાઇનમાં રહેલ નાઇટ્રોજન એ આલ્કોહોલના ઓક્સિજન કરતા વધુ ન્યુક્લિયોફિલિક છે.
તેથી,નાઇટ્રોજન પરમાણુ એસિડ ક્લોરાઇડના કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરશે,જેના પરિણામે એમાઇડનું નિર્માણ થશે.
નીપજ $(A)$ એ $N$-એસીટિલેટેડ વ્યુત્પન્ન છે.

(C) આ પ્રક્રિયામાં $4$-એમિનોફિનોલનું એસીટીક એનહાઈડ્રાઈડ $(Ac_2O)$ સાથે એસીટાઈલેશન થાય છે.
$4$-એમિનોફિનોલમાં બે ન્યુક્લિયોફિલિક કેન્દ્રો છે: ફિનોલિક $-OH$ સમૂહ અને એમિનો $-NH_2$ સમૂહ.
નાઈટ્રોજનની ઓક્સિજન કરતા ઓછી વિદ્યુતઋણતાને કારણે,એમિનો સમૂહ એ ફિનોલિક $-OH$ સમૂહ કરતા વધુ સારો ન્યુક્લિયોફાઈલ છે.
તેથી,એસીટાઈલેશન પસંદગીયુક્ત રીતે $-NH_2$ સમૂહ પર થાય છે અને $N$-($4$-હાઈડ્રોક્સીફિનાઈલ)એસીટામાઈડ બનાવે છે,જેને $4$-એસીટામિડોફિનોલ (પેરાસીટામોલ) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા: $H_2N-C_6H_4-OH + (CH_3CO)_2O \xrightarrow{100^{\circ}C} CH_3CONH-C_6H_4-OH + CH_3COOH$.

(C) $1$. સક્સિનિક એસિડને ગરમ કરતા પાણીનો એક અણુ દૂર થઈને સક્સિનિક એનહાઇડ્રાઇડ $(A)$ બને છે.
$2$. સક્સિનિક એનહાઇડ્રાઇડ $NH_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અને ત્યારબાદ ગરમ કરતા સક્સિનિમાઇડ $(B)$ બનાવે છે.
$3$. સક્સિનિમાઇડ $Br_2/KOH$ સાથે હોફમેન બ્રોમામાઇડ વિઘટન પ્રક્રિયા આપે છે. આ પ્રક્રિયા એમાઇડ સમૂહને પ્રાથમિક એમાઇનમાં રૂપાંતરિત કરે છે અને એક કાર્બન પરમાણુ $CO_2$ તરીકે દૂર થાય છે. આ કિસ્સામાં,વલય ખુલીને $\beta$-એલેનાઇન વ્યુત્પન્ન,એટલે કે $\beta$-એમિનોપ્રોપિયોનેટ પોટેશિયમ ક્ષાર,$CH_2(COO^-K^+)-CH_2NH_2$ બનાવે છે.

(C) પગલું $1$: $CH_3CH_2Cl + NaCN \rightarrow CH_3CH_2CN + NaCl$. નીપજ $(i)$ પ્રોપેનનિટ્રાઈલ $(CH_3CH_2CN)$ છે.
પગલું $2$: $CH_3CH_2CN + 2H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3CH_2CH_2NH_2$. નીપજ $(ii)$ પ્રોપેન-$1$-એમાઈન $(CH_3CH_2CH_2NH_2)$ છે.
પગલું $3$: $CH_3CH_2CH_2NH_2 + (CH_3CO)_2O \rightarrow CH_3CH_2CH_2NHCOCH_3 + CH_3COOH$. નીપજ $(iii)$ $N$-પ્રોપાઇલએસીટામાઇડ $(CH_3CH_2CH_2NHCOCH_3)$ છે.

(A) આ પ્રક્રિયામાં $2-(3-aminopropyl)cyclohexanone$ નું આંતર-આણ્વીય ચક્રીયકરણ થઈને ઈમાઈન મધ્યવર્તી સંયોજન બને છે,જેનું $H_2/Ni$ દ્વારા રિડક્શન થઈને અંતિમ નીપજ ડેકાહાઈડ્રોક્વિનોલિન મળે છે.
$1$. એમિનો ગ્રુપ $(-NH_2)$ કીટોનના કાર્બોનિલ કાર્બન $(C=O)$ પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે પાણીનો અણુ $(H_2O)$ દૂર થાય છે અને ચક્રીય ઈમાઈન બને છે.
$2$. ત્યારબાદ આ ચક્રીય ઈમાઈનનું $H_2/Ni$ ની હાજરીમાં હાઈડ્રોજનેશન થતા સંતૃપ્ત બાયસાઈક્લિક એમાઈન,ડેકાહાઈડ્રોક્વિનોલિન મળે છે.

(A) પગલું $1$: $CH_3-CO-CH_2-CH_2-CO-CH_3$ (હેક્ઝેન$-2,5-$ડાયોન) ની $(NH_4)_2CO_3$ સાથેની પ્રક્રિયા પાલ-નોર પાયરોલ સંશ્લેષણ છે,જે નીપજ $(A)$ તરીકે $2,5-$ડાયમિથાઈલપાયરોલ આપે છે.
પગલું $2$: $2,5-$ડાયમિથાઈલપાયરોલની $CCl_3CO_2Na$ (સોડિયમ ટ્રાયક્લોરોએસીટેટ) સાથે ગરમ કરતા થતી પ્રક્રિયા એ અસામાન્ય રાઈમર-ટીમેન પ્રક્રિયા છે. આ પ્રક્રિયામાં પાયરોલ વલયમાં ડાયક્લોરોકાર્બીન $(:CCl_2)$ દાખલ થાય છે,ત્યારબાદ વલય વિસ્તરણ થઈને પાયરિડિન વ્યુત્પન્ન બને છે.
પગલું $3$: મળતી નીપજ $(B)$ એ $3-$ક્લોરો$-2,6-$ડાયમિથાઈલપાયરિડિન છે.

(C) આ પ્રક્રિયામાં $LiAlH_4$ (લિથિયમ એલ્યુમિનિયમ હાઈડ્રાઈડ) ના વધારાના જથ્થાનો ઉપયોગ કરીને ઈમાઈડ ($N$-ફિનાઈલગ્લુટારિમાઈડ) નું રિડક્શન કરવામાં આવે છે.
$LiAlH_4$ એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે જે ઈમાઈડનું એમાઈનમાં રિડક્શન કરે છે.
ચોક્કસ રીતે,ઈમાઈડના બે કાર્બોનિલ સમૂહો $(C=O)$ નું રિડક્શન મિથિલીન સમૂહો $(-CH_2-)$ માં થાય છે.
તેથી,મળતી નીપજ $N$-ફિનાઈલપાઈપરીડીન છે.

(B) હોફમેન બ્રોમામાઇડ ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા આઇસોસાયનેટ મધ્યવર્તીના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,કાર્બોનિલ કાર્બન સાથે જોડાયેલ આલ્કાઇલ જૂથ નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર સ્થળાંતરિત થાય છે.
મહત્વની વાત એ છે કે,આ સ્થળાંતર સ્થળાંતરિત આલ્કાઇલ જૂથના કાઇરલ કેન્દ્ર પર વિન્યાસની જાળવણી સાથે થાય છે.
શરૂઆતના પદાર્થોમાં એમાઇડ જૂથ અને આલ્કાઇલ વિસ્થાપક ચોક્કસ સ્ટીરિયોકેમિકલ ઓરિએન્ટેશન (cis/trans) માં હોવાથી,પરિણામી એમાઇન સમાન સાપેક્ષ સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી જાળવી રાખશે કારણ કે સ્થળાંતર દરમિયાન કાઇરલ કાર્બન અને કાર્બોનિલ જૂથ વચ્ચેનો બંધ ક્યારેય તૂટતો નથી.
તેથી,સાયક્લોહેક્સેન રિંગમાં કાઇરલ કેન્દ્રનો વિન્યાસ નીપજ એમાઇનમાં યથાવત રહે છે.

(A) પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઇનની નાઇટ્રસ એસિડ $(HNO_2)$ સાથેની પ્રક્રિયાથી અસ્થાયી ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બને છે,જે ઝડપથી વિઘટન પામીને કાર્બોકેટાયન બનાવે છે. આ કાર્બોકેટાયન ત્યારબાદ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને મુખ્ય નીપજ તરીકે આલ્કોહોલ બનાવે છે. આ કિસ્સામાં,સાયક્લોહેક્ઝાઇલએમાઇન $HNO_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને મુખ્ય નીપજ $(A)$ તરીકે સાયક્લોહેક્ઝેનોલ આપે છે.

(A) $\beta$-એમિનો આલ્કોહોલની $HNO_2$ (નાઈટ્રસ એસિડ) સાથેની પ્રક્રિયાથી ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બને છે,જે અસ્થાયી હોવાથી $N_2$ વાયુ મુક્ત કરીને $-NH_2$ સમૂહ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
આ કાર્બોકેટાયન $-OH$ સમૂહની નજીકના કાર્બન પર વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બનાવવા માટે $1,2$-હાઈડ્રાઈડ શિફ્ટ અનુભવે છે.
ત્યારબાદ $-OH$ સમૂહના ઓક્સિજન પરમાણુની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $C=O$ દ્વિબંધ બનાવીને કાર્બોકેટાયનને સ્થાયી કરે છે,જેના પરિણામે કીટોન બને છે.
આપેલ બંધારણના આધારે,મુખ્ય નીપજ વિકલ્પ $A$ માં દર્શાવેલ કીટોન છે.

(A) $2$-એમિનોડાયફિનાઈલમિથેનની $NaNO_2$ અને $H_2SO_4$ સાથેની પ્રક્રિયા (ડાયઝોટાઈઝેશન) દ્વારા ડાયઝોનિયમ ક્ષાર મધ્યવર્તી તરીકે બને છે.
ત્યારબાદ આ ડાયઝોનિયમ ક્ષાર આંતર-આણ્વીય ઈલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે.
ડાયઝોનિયમ ગ્રુપ ઈલેક્ટ્રોફાઈલ તરીકે વર્તે છે,જે બીજા બેન્ઝીન રિંગ પર હુમલો કરીને નવો $C-C$ બંધ બનાવે છે,જેના પરિણામે ફ્લુઓરીન બને છે.

(A) પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઈન્સની નાઈટ્રસ એસિડ $(HNO_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા અત્યંત અસ્થિર ડાયઝોનિયમ ક્ષારના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે,જે કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બનાવવા માટે ઝડપથી નાઈટ્રોજન વાયુ ગુમાવે છે.
સાયક્લોપ્રોપાઈલમિથાઈલ એમાઈનના કિસ્સામાં,શરૂઆતમાં બનેલ કાર્બોકેટાયન સાયક્લોપ્રોપાઈલમિથાઈલ કેટાયન છે. રિંગ વિસ્તરણ અને પુનઃરચના પ્રક્રિયાઓને કારણે આ કેટાયન સાયક્લોબ્યુટાઈલ કેટાયન અને હોમોએલાઈલ કેટાયન સાથે સંતુલનમાં હોય છે.
ત્યારબાદ આ કાર્બોકેટાયન્સ અનુરૂપ આલ્કોહોલ બનાવવા માટે પાણી (ન્યુક્લિયોફાઈલ) સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. આ પ્રક્રિયામાં બનેલ મુખ્ય નીપજ $(A)$ સાયક્લોપ્રોપાઈલમિથેનોલ છે,જે નીપજના મિશ્રણના $48\%$ જેટલું છે.
તેથી,$A$ એ સાયક્લોપ્રોપાઈલમિથેનોલ છે.

(D) એમાઇનની બેઝિકતા નાઇટ્રોજન પરમાણુ પરના ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની ઉપલબ્ધતા પર આધાર રાખે છે.
$o-$,$m-$ અને $p-$એમિનોએસીટોફિનોનમાં,$-NH_2$ સમૂહના નાઇટ્રોજન પરમાણુ પરનું અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ પ્રોટોનેશન માટે ઉપલબ્ધ હોય છે,જોકે તે બેન્ઝીન વલય સાથે સંસ્પંદનમાં ભાગ લે છે.
એસીટેનિલાઇડ $(C_6H_5NHCOCH_3)$ માં,નાઇટ્રોજન પરમાણુ પરનું અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ એસીટાઇલ સમૂહના કાર્બોનિલ સમૂહ $(-C=O)$ સાથે સંસ્પંદનમાં ભાગ લે છે,જે સ્થાયી એમાઇડ બંધારણ બનાવે છે: $C_6H_5-NH-C(=O)CH_3 \leftrightarrow C_6H_5-NH^+=C(O^-)CH_3$.
ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક કાર્બોનિલ સમૂહ સાથેનું આ પ્રબળ સંસ્પંદન નાઇટ્રોજન પરમાણુ પરની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે,જેના કારણે તે અન્ય આઇસોમર્સના એમિનો સમૂહની તુલનામાં પ્રોટોનેશન માટે ખૂબ જ ઓછું ઉપલબ્ધ બને છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી એસીટેનિલાઇડ સૌથી નિર્બળ બેઇઝ છે.

(D) પ્રાથમિક $(1^{\circ})$ એરોમેટિક એમાઇન્સ $0-5^{\circ}C$ તાપમાને $NaNO_2$ અને $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સ્થાયી ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બનાવે છે.
દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ એમાઇન્સ,જેમ કે $N-$ઇથાઇલ$-2-$મિથાઇલએનિલીન,$NaNO_2$ અને $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $N-$નાઇટ્રોસોએમાઇન્સ બનાવે છે,ડાયઝોનિયમ ક્ષાર નહીં.
તેથી,$N-$ઇથાઇલ$-2-$મિથાઇલએનિલીન ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બનાવશે નહીં.

(B) પ્રક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1.$ ઓક્સિડેશન: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_2-OH \xrightarrow{K_2Cr_2O_7/H^{+}} CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-COOH$ (નીપજ $A$)
$2.$ ક્લોરિનેશન: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-COOH \xrightarrow{SOCl_2} CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-COCl$ (નીપજ $B$)
$3.$ એમાઈડેશન: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-COCl \xrightarrow{2(CH_3)_2NH} CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CON(CH_3)_2$ (નીપજ $C$)
$4.$ રિડક્શન: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CON(CH_3)_2 \xrightarrow{LiAlH_4/H_2O} CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_2-N(CH_3)_2$ (નીપજ $D$)
તેથી,સાચી નીપજ $D$ એ $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_2-N(CH_3)_2$ છે,જે વિકલ્પ $B$ ને અનુરૂપ છે.

(C) આ પ્રક્રિયા શ્રેણી હોફમેન વિલોપન (Hofmann elimination) નું ઉદાહરણ છે.
$1$. એમાઈન $(CH_3)_2CHCH_2N(CH_2CH_3)_2$ એ વધારાના $CH_3I$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ચતુર્થક એમોનિયમ ક્ષાર $(CH_3)_2CHCH_2N(CH_2CH_3)_2(CH_3)^+ I^-$ બનાવે છે.
$2$. $Ag_2O/H_2O$ સાથેની પ્રક્રિયા આ આયોડાઈડ ક્ષારને અનુરૂપ ચતુર્થક એમોનિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ $(CH_3)_2CHCH_2N(CH_2CH_3)_2(CH_3)^+ OH^-$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
$3$. ગરમ કરવા પર,હોફમેન વિલોપન થાય છે. બેઈઝ (હાઈડ્રોક્સાઈડ) ઈથાઈલ ગ્રુપમાંથી $\beta$-હાઈડ્રોજન દૂર કરે છે,જેના પરિણામે ઈથીન $(H_2C=CH_2)$ અને તૃતીયક એમાઈન $(CH_3)_2CHCH_2N(CH_3)CH_2CH_3$ બને છે.

(D) દ્વિતીયક $(2^o)$ એમાઈન નાઈટ્રસ એસિડ $(HNO_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $N$-નાઈટ્રોસોએમાઈન બનાવે છે,જે પીળા રંગના તેલી પદાર્થો છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$C_6H_5NHCH_3$ એ દ્વિતીયક એમાઈન ($N$-મિથાઈલએનિલીન) છે,જે નાઈટ્રસ એસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $N$-નાઈટ્રોસો-$N$-મિથાઈલએનિલીન આપે છે.
$C_6H_5NHCH_3 + HNO_2 \rightarrow C_6H_5N(NO)CH_3 + H_2O$.

(A) $2-$એમિનોસાયક્લોહેક્ઝેનોલની $HNO_2$ (નાઈટ્રસ એસિડ) સાથેની પ્રક્રિયાથી એમિનો સમૂહ પર ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બને છે.
એમિનો અને હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહો ટ્રાન્સ-ડાયએક્સિયલ ગોઠવણીમાં હોવાથી,લિવિંગ ગ્રુપની વિરુદ્ધ (anti-periplanar) રહેલો $C-C$ બંધ સ્થળાંતર પામે છે.
આના પરિણામે વલય સંકોચન (ring contraction) થાય છે,જે છ-સભ્યવાળા સાયક્લોહેક્ઝેન વલયને પાંચ-સભ્યવાળા સાયક્લોપેન્ટેન વલયમાં ફેરવે છે,જેના પર ફોર્મિલ સમૂહ જોડાયેલ હોય છે,આમ નીપજ તરીકે સાયક્લોપેન્ટેનકાર્બાલ્ડિહાઈડ મળે છે.

(B) $n$-બ્યુટાઈલએમાઈનની $NaNO_2/HCl$ સાથેની પ્રક્રિયા ડાયઝોનિયમ ક્ષારના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે,જે અસ્થિર છે અને $N_2$ ગુમાવીને પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન $(CH_3CH_2CH_2CH_2^+)$ બનાવે છે.
આ પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન વધુ સ્થિર દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન $(CH_3CH_2CH^+CH_3)$ બનાવવા માટે $1,2$-હાઈડ્રાઈડ શિફ્ટમાંથી પસાર થાય છે.
પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન પ્રોટોન દૂર કરીને $1$-બ્યુટીન $(CH_3CH_2CH=CH_2)$ બનાવે છે.
દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન પ્રોટોન દૂર કરીને $cis$-$2$-બ્યુટીન અને $trans$-$2$-બ્યુટીનનું મિશ્રણ બનાવે છે.
આમ,બનતા સમઘટક બ્યુટીન $1$-બ્યુટીન,$cis$-$2$-બ્યુટીન અને $trans$-$2$-બ્યુટીન છે,જે કુલ $3$ સમઘટકો છે.

(A) એમાઈન્સની બેન્ઝીનસલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ સાથેની પ્રક્રિયાને હિન્સબર્ગ કસોટી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$1^{\circ}$ એમાઈન્સ પ્રક્રિયા કરીને સલ્ફોનેમાઈડ બનાવે છે જેમાં એસિડિક હાઈડ્રોજન પરમાણુ હોય છે,જે તેને આલ્કલીમાં દ્રાવ્ય બનાવે છે.
$2^{\circ}$ એમાઈન્સ પ્રક્રિયા કરીને સલ્ફોનેમાઈડ બનાવે છે જેમાં એસિડિક હાઈડ્રોજન પરમાણુ હોતો નથી,જે તેને આલ્કલીમાં અદ્રાવ્ય બનાવે છે.
$3^{\circ}$ એમાઈન્સ બેન્ઝીનસલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરતા નથી.
આપેલ છે કે $X$ $(C_7H_9N)$ એવું ઉત્પાદન $Y$ બનાવે છે જે આલ્કલીમાં અદ્રાવ્ય છે,તેથી $X$ એ દ્વિતીયક $(2^{\circ})$ એમાઈન હોવું જોઈએ.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$N$-મિથાઈલએનિલીન $(C_6H_5NHCH_3)$ એ દ્વિતીયક એમાઈન છે,જે વિકલ્પ $(A)$ ને અનુરૂપ છે.

(D) હોફમેન બ્રોમામાઇડ પ્રક્રિયા માટે પ્રાથમિક એમાઇડ $(R-CONH_2)$ નું $Br_2$ અને $KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને આઇસોસાયનેટ મધ્યવર્તી બનાવવું જરૂરી છે,જે અંતે પ્રાથમિક એમાઇન આપે છે.
$N$-વિસ્થાપિત એમાઇડ્સ જેમ કે $Ph-CONH-Ph$ પાસે નાઇટ્રોજન પર જરૂરી હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ હોતા નથી,તેથી તેઓ આ પ્રક્રિયા આપતા નથી.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા હોફમેન બ્રોમામાઇડ ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા છે,જેમાં એમાઇડની પ્રક્રિયા $NaOBr$ (અથવા $Br_2/NaOH$) સાથે કરવામાં આવે છે જેથી મૂળ એમાઇડ કરતા એક કાર્બન ઓછો ધરાવતું પ્રાથમિક એમાઇન બને છે.
આ પ્રક્રિયામાં,કાર્બોનિલ કાર્બનથી નાઇટ્રોજન પરમાણુ તરફ આલ્કાઇલ જૂથનું સ્થળાંતર કાયરલ કેન્દ્ર પર સંપૂર્ણ રૂપરેખાંકન જાળવી રાખીને થાય છે.
શરૂઆતનું પદાર્થ: $2$-ફિનાઇલપ્રોપેનામાઇડ.
નીપજ: $1$-ફિનાઇલઇથેનામાઇન.
રૂપરેખાંકન જળવાઈ રહેતું હોવાથી,નીપજ એ $1$-ફિનાઇલઇથેનામાઇન છે જે પ્રક્રિયક જેવી જ સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી ધરાવે છે.

(B) હોફમેન બ્રોમામાઇડ ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$R-CONH_2 + 4NaOH + Br_2 \to R-NH_2 + 2NaBr + Na_2CO_3 + H_2O$
સંતુલિત સમીકરણ પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે એમાઇડના દરેક મોલ માટે $4$ મોલ $NaOH$ ની જરૂર પડે છે.

(B) પ્રાથમિક એમાઈન $(R-NH_2)$ ની ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ અને આલ્કોહોલિક પોટેશિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ $(KOH)$ સાથેની પ્રક્રિયાને કાર્બાઈલએમાઈન પ્રક્રિયા અથવા આઈસોસાયનાઈડ કસોટી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,એમાઈનનું રૂપાંતર આઈસોસાયનાઈડ $(R-NC)$ માં થાય છે.
$p$-ટોલ્યુઈડિન $(CH_3-C_6H_4-NH_2)$ માટે,પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CH_3-C_6H_4-NH_2 + CHCl_3 + 3KOH \rightarrow CH_3-C_6H_4-NC + 3KCl + 3H_2O$.
બનતી નીપજ $p$-ટોલાઈલ આઈસોસાયનાઈડ છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા કાર્બાઈલએમાઈન કસોટી છે,જે પ્રાથમિક એમાઈન માટેની કસોટી છે.
એનિલીન,ક્લોરોફોર્મ અને પોટેશિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ વચ્ચેની સંતુલિત રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_5NH_2 + CHCl_3 + 3KOH \rightarrow C_6H_5NC + 3KCl + 3H_2O$
આપેલ સમીકરણ સાથે સરખામણી કરતા,આપણને $x$ નું મૂલ્ય $3$ મળે છે.

(A) $H_2O$ માં $NaOCl$ સાથે $3$-નાઈટ્રોથેલિમાઈડની પ્રક્રિયા એ હોફમેન બ્રોમામાઈડ ડિગ્રેડેશન (અથવા સામાન્ય રીતે ઈમાઈડનું હોફમેન પુનઃરચના) નું ઉદાહરણ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ચક્રીય ઈમાઈડ વલય ખોલે છે અને એમિનો એસિડ બનાવવા માટે ડીકાર્બોક્સિલેશન થાય છે.
ચોક્કસ રીતે,$3$-નાઈટ્રોથેલિમાઈડ પ્રક્રિયા કરીને $2$-એમિનો-$3$-નાઈટ્રોબેન્ઝોઈક એસિડ ($3$-નાઈટ્રોએન્થ્રાનિલિક એસિડ તરીકે પણ ઓળખાય છે) બનાવે છે.
તેથી,સાચી નીપજ $X$ એ $3$-નાઈટ્રોએન્થ્રાનિલિક એસિડ છે.

(C) પ્રક્રિયા $1$ એ હોફમેન બ્રોમામાઈડ ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા છે: $CH_3-CONH_2 + KOBr \rightarrow CH_3-NH_2 \ (A)$.
પ્રક્રિયા $2$ એ એમાઈડનું રિડક્શન છે: $CH_3-CONH_2 \xrightarrow{LiAlH_4} CH_3-CH_2-NH_2 \ (B)$.
કારણ કે $(A)$ $(CH_3-NH_2)$ અને $(B)$ $(CH_3-CH_2-NH_2)$ સમાન ક્રિયાશીલ સમૂહ (પ્રાથમિક એમાઈન) ધરાવે છે અને તેઓ $-CH_2-$ સમૂહ દ્વારા અલગ પડે છે,તેથી તેઓ સમાનધર્મી (Homologous) છે.

(B) આ પ્રક્રિયા કાર્બાઇલેમાઇન કસોટી છે,જે પ્રાથમિક એમાઇન માટેની લાક્ષણિક કસોટી છે.
જ્યારે ઇથાઇલ એમાઇન $(CH_3CH_2NH_2)$ ને ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ અને આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે ઇથાઇલ આઇસોસાયનાઇડ $(CH_3CH_2NC)$ બને છે,જે અત્યંત દુર્ગંધયુક્ત હોય છે.
પ્રક્રિયા: $CH_3CH_2NH_2 + CHCl_3 + 3KOH(alc.) \rightarrow CH_3CH_2NC + 3KCl + 3H_2O$.

(B) ડાયઝોનિયમ ક્ષાર અને એરોમેટિક એમાઈન (જેમ કે $N,N$-ડાયમિથાઈલએનિલીન) વચ્ચેની કપલિંગ પ્રક્રિયા પ્રતિક્રિયા માધ્યમના $pH$ પર ખૂબ આધાર રાખે છે.
વધારે $pH$ પર,ડાયઝોનિયમ આયન બિન-ઈલેક્ટ્રોફિલિક સ્પીસીઝ જેવી કે ડાયઝોહાઈડ્રોક્સાઈડ $(Ar-N=N-OH)$ અથવા ડાયઝોટેટ આયન $(Ar-N=N-O^-)$ માં રૂપાંતરિત થાય છે,જે કપલિંગ પ્રક્રિયા આપતા નથી.
ઓછી $pH$ પર,એરોમેટિક એમાઈનનો એમાઈન સમૂહ $(-NMe_2)$ પ્રોટોનેટેડ થઈને એમોનિયમ આયન $(-NH^+Me_2)$ બનાવે છે,જે નિષ્ક્રિય છે અને તેમાં ડાયઝોનિયમ આયન પર ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો કરવા માટે જરૂરી ઈલેક્ટ્રોનની અબંધકારક જોડી હોતી નથી.
તેથી,કપલિંગ પ્રક્રિયા મધ્યમ $pH$ પર સૌથી અસરકારક છે,જ્યાં ડાયઝોનિયમ આયન ઈલેક્ટ્રોફિલિક રહે છે અને એમાઈન તેના ન્યુક્લિયોફિલિક,અનપ્રોટોનેટેડ સ્વરૂપમાં રહે છે.

(D) આ અણુ $o$-એસીટોટોલ્યુઈડાઈડ છે. $-NHCOCH_3$ સમૂહ તેના $+M$ અસરને કારણે પ્રબળ ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક સમૂહ છે,જ્યારે $-CH_3$ સમૂહ હાયપરકોન્જુગેશનને કારણે નિર્બળ ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક સમૂહ છે.
ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપનમાં,$-NHCOCH_3$ સમૂહની નિર્દેશક અસર પ્રભાવી રહે છે.
સ્થાન $4$ એ $-NHCOCH_3$ સમૂહના પેરા સ્થાન પર અને $-CH_3$ સમૂહના ઓર્થો સ્થાન પર છે,જે તેને વિસ્થાપન માટે સૌથી ઓછું અવકાશી અવરોધ ધરાવતું અને સૌથી વધુ ઇલેક્ટ્રોનિકલી સક્રિય સ્થાન બનાવે છે.
તેથી,સલ્ફોનેશન કાર્બન નંબર $4$ પર સૌથી વધુ અનુકૂળ છે.

(C) $1$. એનિલિનની $Br_2/H_2O$ સાથેની પ્રક્રિયા ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન તરફ દોરી જાય છે,જેના પરિણામે નીપજ $(A)$ તરીકે $2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોએનિલિન બને છે.
$2$. $2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોએનિલિનની $(i) NaNO_2/HCl$ સાથે નીચા તાપમાને $(0-5 \ ^\circ C)$ પ્રક્રિયા કરવાથી અનુરૂપ ડાયઝોનિયમ ક્ષાર,$2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોબેન્ઝિન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઇડ બને છે.
$3$. ત્યારબાદ $H_3PO_2$ (હાઇપોફોસ્ફરસ એસિડ) અને પાણી સાથેની પ્રક્રિયા ડાયઝોનિયમ સમૂહનું હાઇડ્રોજન પરમાણુમાં રિડક્શન કરે છે,જેના પરિણામે નીપજ $(B)$ તરીકે $1,3,5$-ટ્રાયબ્રોમોબેન્ઝિન બને છે.

(B) $1$. $p$-ટોલ્યુઈડિન ($4$-મિથાઈલએનિલીન) ની $NaNO_2/HCl$ સાથે $0-5 \ ^\circ C$ તાપમાને પ્રક્રિયા થતા $p$-મિથાઈલબેન્ઝીનડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ બને છે,જે મધ્યવર્તી $(A)$ છે.
$2$. આ ડાયઝોનિયમ ક્ષાર મંદ બેઝિક માધ્યમમાં ફિનોલ સાથે ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન (યુગ્મન પ્રક્રિયા) અનુભવે છે.
$3$. ડાયઝોનિયમ કેટાયન ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી તરીકે વર્તે છે અને ફિનોલની ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ રીંગ પર હુમલો કરે છે.
$4$. ફિનોલનું પેરા સ્થાન ઓર્થો સ્થાન કરતા ઓછું અવકાશીય અવરોધ ધરાવતું હોવાથી,મુખ્ય નીપજ $(B)$ તરીકે $4$-હાઈડ્રોક્સી-$4'$-મિથાઈલએઝોબેન્ઝીન પેરા સ્થાન પર બને છે.

(C) $p$-નાઈટ્રોએનિલીનની $ICl$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
$-NH_2$ સમૂહ એ પ્રબળ સક્રિયકારક સમૂહ છે અને તે ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક છે.
$-NO_2$ સમૂહ એ પ્રબળ નિષ્ક્રિયકારક સમૂહ છે અને તે મેટા નિર્દેશક છે.
$p$-નાઈટ્રોએનિલીનમાં,$-NH_2$ સમૂહની સાપેક્ષે ઓર્થો સ્થાનો એ $-NO_2$ સમૂહની સાપેક્ષે મેટા સ્થાનો પણ છે.
તેથી,બંને ઓર્થો સ્થાનો $-NH_2$ સમૂહ દ્વારા સક્રિય થાય છે અને $-NO_2$ સમૂહ દ્વારા નિર્દેશિત થાય છે.
આમ,આયોડિનેશન $-NH_2$ સમૂહની સાપેક્ષે બંને ઓર્થો સ્થાનો પર થાય છે,જે $2,6$-ડાયઆયોડો-$4$-નાઈટ્રોએનિલીન આપે છે.

(A) આ પ્રક્રિયા એનિલીનનું નાઈટ્રોબેન્ઝીનમાં ઓક્સિડેશન દર્શાવે છે.
પેરોક્સિટ્રાયફ્લોરોએસેટિક એસિડ $(CF_3CO_3H)$ એક શક્તિશાળી ઓક્સિડેશનકર્તા છે જે એરોમેટિક એમાઈન્સમાં રહેલા એમીનો ગ્રુપ $(-NH_2)$ નું સીધું જ નાઈટ્રો ગ્રુપ $(-NO_2)$ માં ઓક્સિડેશન કરી શકે છે.

(B) સાંદ્ર $H_2SO_4$ ની હાજરીમાં,એનિલીન $(Ph-NH_2)$ પ્રોટોનેશન પામીને એનિલીનિયમ આયન $(Ph-NH_3^+)$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા: $Ph-NH_2 + H^+ \rightarrow Ph-NH_3^+$.
$-NH_3^+$ સમૂહ તેના ધન વીજભારને કારણે પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન આકર્ષક અને મેટા-નિર્દેશક છે.
તેથી,નાઈટ્રેશન દરમિયાન,મુખ્ય નીપજ $m$-નાઈટ્રોએનિલીન બને છે,જેના પરિણામે અન્ય વિસ્થાપિત બેન્ઝીન કે જેઓ ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક છે તેની સરખામણીમાં મેટા નીપજની ટકાવારી વધુ મળે છે.