Properties of Amines Questions in Gujarati

(B) ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશનનો દર એરોમેટિક રીંગની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે. $+M$ (મેસોમેરિક) અસર ધરાવતા સમૂહો ઇલેક્ટ્રોન ઘનતામાં વધારો કરે છે,જેનાથી રીંગ ઇલેક્ટ્રોફિલિક હુમલા માટે સક્રિય થાય છે.
$A$: ટેટ્રાલિનમાં માત્ર આલ્કાઇલ સમૂહો છે,જે નબળા સક્રિયકર્તા છે.
$B$: $1,2,3,4$-ટેટ્રાહાઇડ્રોક્વિનોલિનમાં બેન્ઝીન રીંગ સાથે સીધો જોડાયેલ $-NH-$ સમૂહ છે. નાઇટ્રોજન પરમાણુ પરની અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ રેઝોનન્સ ($+M$ અસર) માં ભાગ લે છે,જે રીંગની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.
$C$: $1,2,3,4$-ટેટ્રાહાઇડ્રોઆઇસોક્વિનોલિનમાં નાઇટ્રોજન પરમાણુ રીંગથી $CH_2$ સમૂહ દ્વારા અલગ પડે છે,તેથી તે રીંગ પર સીધી $+M$ અસર કરતું નથી.
$D$: $3,4$-ડાયહાઇડ્રોક્વિનોલિન-$2(1H)$-ઓનમાં એમાઇડ સમૂહ છે જ્યાં નાઇટ્રોજનની ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ કાર્બોનિલ સમૂહ સાથે રેઝોનન્સ ($-M$ અસર) માં સામેલ છે,જે રીંગને નિષ્ક્રિય કરે છે.
તેથી,$1,2,3,4$-ટેટ્રાહાઇડ્રોક્વિનોલિન $(B)$ $-NH-$ સમૂહની પ્રબળ $+M$ અસરને કારણે સૌથી ઝડપી દરે બ્રોમિનેશન પામે છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયક એક તૃતીયક એમાઈન,$(Ph-CH_2)_3N$ છે.
તૃતીયક એલિફેટિક એમાઈન $NaNO_2/HCl$ માંથી ઉત્પન્ન થતા નાઈટ્રસ એસિડ $(HNO_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્ષાર બનાવે છે,જે નાઈટ્રોસોએમોનિયમ ક્ષાર છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $(Ph-CH_2)_3N + HNO_2 \rightarrow (Ph-CH_2)_3N^{+}-N=O \, OH^{-}$.
તેથી,નીપજ $(A)$ એ $(Ph-CH_2)_3N^{+}-N=O$ છે.

(D) $p$-aminophenol માં એમિનો ગ્રુપ $(-NH_2)$ અને હાઇડ્રોક્સિલ ગ્રુપ $(-OH)$ બંને હોય છે.
પિરિડિન જેવા બેઝની હાજરીમાં,એમિનો ગ્રુપ એ હાઇડ્રોક્સિલ ગ્રુપ કરતા વધુ ન્યુક્લિયોફિલિક હોય છે.
તેથી,એસિટિલ ક્લોરાઇડના એક સમતુલ્ય સાથેની એસિટિલેશન પ્રક્રિયા પસંદગીયુક્ત રીતે $-NH_2$ ગ્રુપ પર થાય છે અને $N$-($4$-hydroxyphenyl)acetamide (પેરાસીટામોલ) બનાવે છે.
સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) $1$. એસિડ $(H^{+})$ ની હાજરીમાં,ટ્રાઇફિનાઇલમિથેનોલ $(Ph_3COH)$ પ્રોટોનેશન પામે છે અને ત્યારબાદ પાણીનો અણુ દૂર થઈને સ્થાયી ટ્રાઇફિનાઇલમિથાઇલ કાર્બોકેટાયન $(Ph_3C^{+})$ બનાવે છે.
$2$. એનિલીન $(PhNH_2)$ ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે વર્તે છે. એમિનો ગ્રુપ $(-NH_2)$ એ પ્રબળ સક્રિયકારક ગ્રુપ છે અને તે ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક છે.
$3$. ટ્રાઇફિનાઇલમિથાઇલ ગ્રુપ $(Ph_3C^{+})$ ના મોટા કદને કારણે ઉદ્ભવતા અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) ને લીધે,ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન મુખ્યત્વે પેરા-સ્થાન પર થાય છે.
$4$. તેથી,મુખ્ય નીપજ $p$-ટ્રાઇટાઇલએનિલીન છે.

(B) પ્રક્રિયા ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$1$. એનિલીન એસિટિક એનહાઈડ્રાઈડ $(CH_3CO)_2O$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસિટાનિલાઈડ $(A)$ બનાવે છે ($-NH_2$ સમૂહનું રક્ષણ).
$2$. એસિટાનિલાઈડનું $HNO_3/H_2SO_4$ સાથે નાઈટ્રેશન કરવાથી મુખ્ય નીપજ તરીકે $p$-નાઈટ્રોએસિટાનિલાઈડ $(B)$ મળે છે,જે અવકાશીય અવરોધ અને $-NHCOCH_3$ સમૂહની સક્રિયતાને કારણે હોય છે.
$3$. અંતે,$H^+/H_2O$ સાથે $(B)$ નું જળવિભાજન કરવાથી એસિટાઈલ સમૂહ દૂર થાય છે અને અંતિમ નીપજ તરીકે $p$-નાઈટ્રોએનિલીન $(C)$ મળે છે.

(B) પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં થાય છે:
$1$. $p$-નાઈટ્રોફિનોલનું $H_2/Pd$ સાથે રિડક્શન કરવાથી નીપજ $(A)$ તરીકે $p$-એમિનોફિનોલ મળે છે.
$2$. $p$-એમિનોફિનોલ એસિટિક એનહાઈડ્રાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. એમીનો સમૂહ $(-NH_2)$ એ હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ કરતા વધુ ન્યુક્લિયોફિલિક હોવાથી,નાઈટ્રોજન પરમાણુ એસિટિક એનહાઈડ્રાઈડના કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે અને એમાઈડ બંધ બનાવે છે.
આના પરિણામે $N-(4$-હાઈડ્રોક્સીફિનાઈલ$)$એસીટામાઈડ બને છે,જેને સામાન્ય રીતે પેરાસીટામોલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશનનો દર એરોમેટિક રિંગની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પર આધાર રાખે છે.
રેઝોનન્સ ($+M$ અસર) દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનનું દાન કરતા સમૂહો ઇલેક્ટ્રોન ઘનતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે,જેનાથી રિંગ વધુ સક્રિય બને છે.
$1,2,3,4$-ટેટ્રાહાઇડ્રોક્વિનોલિન (વિકલ્પ $B$) માં,નાઇટ્રોજન પરમાણુ પાસે ઇલેક્ટ્રોનની અબંધકારક જોડી છે જે બેન્ઝીન રિંગ સાથે રેઝોનન્સમાં ભાગ લઈ શકે છે,જે પ્રબળ $+M$ અસર દર્શાવે છે.
$1,2,3,4$-ટેટ્રાહાઇડ્રોઆઇસોક્વિનોલિન (વિકલ્પ $C$) માં પણ નાઇટ્રોજન રિંગ સાથે જોડાયેલ છે,પરંતુ જોડાણને કારણે રેઝોનન્સ અસર $B$ ની સરખામણીમાં થોડી ઓછી અસરકારક છે.
ટેટ્રાલિન (વિકલ્પ $A$) માં માત્ર આલ્કાઇલ સમૂહો છે,જે નબળા સક્રિયકર્તા છે.
$3,4$-ડાયહાઇડ્રોક્વિનોલિન-$2(1H)$-ઓન (વિકલ્પ $D$) માં એમાઇડ સમૂહ છે જ્યાં નાઇટ્રોજન પરની અબંધકારક જોડી કાર્બોનિલ સમૂહ $(-C=O)$ સાથે રેઝોનન્સમાં સામેલ છે,જે એરોમેટિક રિંગ માટે તેની ઉપલબ્ધતા ઘટાડે છે,તેથી તે સૌથી ઓછું સક્રિય છે.
તેથી,$1,2,3,4$-ટેટ્રાહાઇડ્રોક્વિનોલિન સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(B) ડાયઝો-કપલિંગ પ્રત્યે ડાયઝોનિયમ આયનોની પ્રતિક્રિયાત્મકતા ડાયઝોનિયમ ગ્રુપ $(-N_2^+)$ ની ઇલેક્ટ્રોફિલીસીટી પર આધાર રાખે છે.
ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ $(EWG)$ ડાયઝોનિયમ આયનની ઇલેક્ટ્રોફિલીસીટી વધારે છે,જેનાથી કપલિંગ પ્રત્યે તેની પ્રતિક્રિયાત્મકતા વધે છે.
ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$ ઇલેક્ટ્રોફિલીસીટી ઘટાડે છે,જેનાથી પ્રતિક્રિયાત્મકતા ઘટે છે.
પેરા-સ્થાન પરના વિસ્થાપકો છે:
$(I)$ $-NMe_2$ (પ્રબળ $EDG$)
$(II)$ $-NO_2$ (પ્રબળ $EWG$)
$(III)$ $-OCH_3$ (મધ્યમ $EDG$)
$(IV)$ $-CH_3$ (નિર્બળ $EDG$)
ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ શક્તિનો ક્રમ: $-NO_2 > -CH_3 > -OCH_3 > -NMe_2$ છે.
તેથી,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ: $(I) < (III) < (IV) < (II)$ છે.

(C) આ પ્રક્રિયા $AlCl_3$ ની હાજરીમાં $CH_3Cl$ સાથે $N$-ફિનાઈલબેન્ઝેમાઈડ (બેન્ઝેનિલાઈડ) નું ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન છે.
$N$-ફિનાઈલબેન્ઝેમાઈડમાં,$-NHCOPh$ સમૂહ બેન્ઝીન વલય સાથે જોડાયેલ છે. $-NHCOPh$ સમૂહ એ નિષ્ક્રિય કરનાર (deactivating) સમૂહ છે કારણ કે નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરની અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ કાર્બોનિલ સમૂહ $(-C=O)$ સાથે સંસ્પંદનમાં ભાગ લે છે,જેનાથી તે બેન્ઝીન વલય સાથે સંસ્પંદન માટે ઓછી ઉપલબ્ધ બને છે.
જોકે,નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મને કારણે $-NHCOPh$ સમૂહ હજુ પણ ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક છે.
ઓર્થો અને પેરા સ્થાન વચ્ચે,પેરા સ્થાન અવકાશીય રીતે ઓછું અવરોધિત છે. તેથી,મુખ્ય નીપજ પેરા-વિસ્થાપિત આઈસોમર છે,જે $4$-મિથાઈલ-$N$-ફિનાઈલબેન્ઝેમાઈડ છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયામાં બેન્ઝીન વલયમાંથી ડાયઝોનિયમ ગ્રુપ $(-N_2^{+}Cl^{-})$ દૂર કરીને તેના સ્થાને હાઇડ્રોજન પરમાણુ દાખલ કરવામાં આવે છે.
આ ડાયઝોનિયમ ક્ષારની રિડક્ટિવ ડીએમિનેશન પ્રક્રિયા છે.
$H_3PO_2$ (હાઇપોફોસ્ફરસ એસિડ) પાણીની હાજરીમાં ડાયઝોનિયમ ક્ષારનું રિડક્શન કરીને તેને એરીનમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે વપરાતો પ્રમાણભૂત પ્રક્રિયક છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Ar-N_2^{+}Cl^{-} + H_3PO_2 + H_2O \rightarrow Ar-H + N_2 + H_3PO_3 + HCl$
તેથી,સાચો પ્રક્રિયક $H_3PO_2$ છે.

(B) ડાયઝોટાઈઝેશનની સરળતા એમાઈનની બેઝિકતા અને પરિણામી ડાયઝોનિયમ ક્ષારની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$ (A) $ એ એલિફેટિક એમાઈન છે,જે અત્યંત અસ્થિર ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બનાવે છે જે તરત જ વિઘટિત થઈ જાય છે. તેથી,તેમાં ડાયઝોટાઈઝેશન માટે સૌથી ઓછી વૃત્તિ હોય છે.
એરોમેટિક એમાઈન્સમાં,ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ જૂથો નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જે બેઝિકતા વધારે છે અને ડાયઝોટાઈઝેશનને સરળ બનાવે છે. ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ જૂથો ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા ઘટાડે છે,જેનાથી ડાયઝોટાઈઝેશન વધુ મુશ્કેલ બને છે.
$ (B) $ એ એનિલીન છે.
$ (C) $ માં મેટા સ્થાન પર $ -OCOCH_3 $ જૂથ છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ છે પરંતુ ઈન્ડક્ટિવ અસર દ્વારા ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ છે. એકંદરે,તે થોડું સક્રિય અથવા તટસ્થ છે.
$ (D) $ માં ઓર્થો સ્થાન પર $ -COCH_3 $ જૂથ છે,જે એક મજબૂત ઈલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઈંગ જૂથ છે,જે એમાઈનની બેઝિકતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે અને ડાયઝોટાઈઝેશનને મુશ્કેલ બનાવે છે.
તેથી,ડાયઝોટાઈઝેશનનો વધતો ક્રમ $ (A) < (D) < (B) < (C) $ છે.

(A) $p$-એમિનોબેન્ઝિનસલ્ફોનિક એસિડની $HNO_2$ સાથેની પ્રતિક્રિયા ડાયઝોનિયમ ક્ષાર મધ્યવર્તી બનાવે છે.
એસેટિક એનહાઇડ્રાઇડ અથવા સમાન પરિસ્થિતિઓની હાજરીમાં,ડાયઝોનિયમ જૂથ ડાયાઝો-એસ્ટર બંધ બનાવી શકે છે.
નીપજ $A$ એ પ્રતિક્રિયામાંથી બનેલ ડાયાઝો-એસ્ટર છે.
જ્યારે આ મધ્યવર્તી એનિલીન $(C_6H_5NH_2)$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે,ત્યારે તે એમિનો-એઝો સંયોજન $(B)$ બનાવવા માટે કપલિંગ પ્રતિક્રિયા આપે છે,જે ખાસ કરીને $p$-એમિનોએઝોબેન્ઝિન-સલ્ફોનિક એસિડ વ્યુત્પન્ન છે.

(B) જ્યારે આપેલ મિશ્રણને $1 \, M \, HCl$ સાથે હલાવવામાં આવે છે,ત્યારે એમાઈન પ્રોટોનેટેડ થઈને ક્ષાર બનાવે છે,જે એક કેટાયન $\left( RNH_2CH_3^{\oplus} \right)$ છે.
આ ક્ષાર આયનિક હોવાથી તે કાર્બનિક દ્રાવકને બદલે જલીય સ્તરમાં $(H_2O)$ ઓગળી જાય છે.
આપેલ સંયોજનોમાં,$(II)$ એ એમાઈન ($N$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્સાઈલએમાઈન) છે,જે $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને પાણીમાં દ્રાવ્ય ક્ષાર બનાવે છે.
અન્ય સંયોજનો (સલ્ફાઈડ,ઈથર અને કીટોન) $1 \, M \, HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને આયનિક સ્પીસીઝ બનાવતા નથી અને કાર્બનિક સ્તરમાં જ રહે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(II)$ છે.

(A) એમાઇન્સની બેઝિક પ્રબળતા નાઇટ્રોજન પરમાણુ પરના ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની પ્રોટોનેશન માટેની ઉપલબ્ધતા પર આધાર રાખે છે.
$(II)$ પાયરોલ: નાઇટ્રોજન પરનું અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ એરોમેટિક વલયમાં ભાગ લે છે,તેથી તે બેઝિક નથી.
$(I)$ એનિલિન: નાઇટ્રોજન પરનું અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ રેઝોનન્સને કારણે બેન્ઝીન વલયમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે,જે તેની પ્રોટોનેશન માટેની ઉપલબ્ધતા ઘટાડે છે.
$(IV)$ સાયક્લોહેક્સાઇલએમાઇન: આ એક પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઇન છે. ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર સ્થાનિક હોય છે,તેથી તે એનિલિન કરતા વધુ બેઝિક છે.
$(III)$ $N$-મિથાઇલપાયપરિડિન: આ એક તૃતીયક એલિફેટિક એમાઇન છે. તે પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઇન્સ કરતા વધુ બેઝિક છે કારણ કે આલ્કાઇલ જૂથોની ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ઇન્ડક્ટિવ અસર $(+I)$ નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે.
તેથી,બેઝિક પ્રબળતાનો વધતો ક્રમ છે: $II < I < IV < III$.

(C) વર્ણવેલ પ્રક્રિયા બાલ્ઝ-શીમેન (Balz-Schiemann) પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,એરોમેટિક ડાયઝોનિયમ ક્ષારને ફ્લોરોબોરિક એસિડ $(HBF_4)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અદ્રાવ્ય ડાયઝોનિયમ ફ્લોરોબોરેટ ક્ષાર $(ArN_2^ BF_4^-)$ બનાવવામાં આવે છે.
આ ક્ષારને ગરમ કરવાથી,તેનું ઉષ્મીય વિઘટન થાય છે અને એરાઈલ ફ્લોરાઈડ,નાઈટ્રોજન વાયુ $(N_2)$ અને બોરોન ટ્રાયફ્લોરાઈડ $(BF_3)$ મળે છે.
તેથી,ડાયઝોનિયમ ફ્લોરોબોરેટમાંથી એરાઈલ ફ્લોરાઈડ મેળવવા માટે જરૂરી શરત માત્ર ગરમી $(\Delta)$ આપવી તે છે.

(A) એમાઈન્સની બેઝિકતા નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મની પ્રાપ્યતા પર આધાર રાખે છે.
એલિફેટિક એમાઈન્સ (જેમ કે $CH_3NH_2$) એરોમેટિક એમાઈન્સ કરતા વધુ બેઝિક હોય છે કારણ કે એરોમેટિક એમાઈન્સમાં નાઈટ્રોજન પરનું અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ બેન્ઝીન વલય સાથે સંસ્પંદનમાં ભાગ લે છે,જેનાથી તે પ્રોટોનેશન માટે ઓછું પ્રાપ્ય બને છે.
એરોમેટિક એમાઈન્સમાં,ઈલેક્ટ્રોન ડોનેટિંગ ગ્રુપ (જેમ કે $-OCH_3$) નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જેથી બેઝિકતા વધે છે.
ઈલેક્ટ્રોન વિથડ્રોઈંગ ગ્રુપ (જેમ કે $-NO_2$) નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા ઘટાડે છે,જેથી બેઝિકતા ઘટે છે.
તેથી,વધતી બેઝિકતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $p$-નાઈટ્રોએનિલીન < એનિલીન < $p$-મિથોક્સીએનિલીન < $CH_3NH_2$.

(B) $Zn$ અને $HCl$ સાથે $benzene-diazonium$ chloride $(C_6H_5N_2Cl)$ નું રિડક્શન એક પ્રબળ રિડક્શન પ્રક્રિયા છે.
તે અંતિમ નીપજ તરીકે $phenylhydrazine$ $(C_6H_5NHNH_2)$ બનાવે છે.

(B) જ્યારે $Methyl \ amine$ $(CH_3NH_2)$ ની નાઈટ્રસ એસિડ $(HNO_2)$ સાથે પ્રક્રિયા થાય છે,જે $NaNO_2$ અને $HCl$ ની પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે,ત્યારે તે અસ્થિર ડાયઝોનિયમ ક્ષાર $(CH_3N_2^+Cl^-)$ બનાવે છે.
આ ક્ષારનું તરત જ જળવિભાજન થઈને $Methyl \ alcohol$ $(CH_3OH)$,નાઈટ્રોજન વાયુ $(N_2)$ અને પાણી $(H_2O)$ મળે છે.
સમગ્ર પ્રક્રિયા: $CH_3NH_2 + NaNO_2 + HCl \rightarrow CH_3OH + N_2 + H_2O$.

(C) વાયુ અવસ્થામાં એમાઈન્સની બેઝિકતાનો આધાર માત્ર આલ્કાઈલ સમૂહોની ઇન્ડક્ટિવ અસર પર રહેલો છે.
આલ્કાઈલ સમૂહો ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ($+I$ અસર) હોય છે,જે નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જેથી લોન પેરનું દાન કરવું સરળ બને છે.
જેમ આલ્કાઈલ સમૂહોની સંખ્યા વધે છે,તેમ નાઈટ્રોજન પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધે છે.
તેથી,વાયુ અવસ્થામાં બેઝિકતાનો ક્રમ $3^o > 2^o > 1^o > NH_3$ છે.

(B) કાર્બાઈલેમાઈન પ્રક્રિયા (જેને આઈસોસાયનાઈડ કસોટી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) માં પ્રાથમિક એમાઈન $(RNH_2)$ ની પ્રક્રિયા ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ સાથે $KOH$ જેવા બેઝની હાજરીમાં થાય છે.
પ્રક્રિયાની પ્રથમ તબક્કામાં,ક્લોરોફોર્મ બેઝની હાજરીમાં $\alpha$-વિલોપન ($\alpha$-elimination) પામીને ડાયક્લોરોકાર્બીન $(:CCl_2)$ બનાવે છે,જે પ્રતિક્રિયાશીલ મધ્યવર્તી તરીકે કાર્ય કરે છે.
ત્યારબાદ આ ડાયક્લોરોકાર્બીન પર પ્રાથમિક એમાઈનના નાઈટ્રોજન પરમાણુ દ્વારા ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો થાય છે,જે અંતે આઈસોસાયનાઈડ $(RNC)$ આપે છે.
તેથી,સાચો મધ્યવર્તી કાર્બીન છે.

(B) બેન્ઝાઈલેમાઈન $(C_6H_5CH_2NH_2)$ આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી વધુ બેઝિક સંયોજન છે.
બેન્ઝાઈલેમાઈનમાં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના ઈલેક્ટ્રોનની અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ (lone pair) સ્થાનિક (localized) છે કારણ કે તે બેન્ઝીન વલય સાથે સંસ્પંદનમાં નથી.
તેની સરખામણીમાં,એનિલીન $(C_6H_5NH_2)$,$p-$નાઈટ્રોએનિલીન અને એસીટેનિલાઈડ $(CH_3CONHC_6H_5)$ માં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ બેન્ઝીન વલય અથવા કાર્બોનિલ સમૂહ સાથે સંસ્પંદનને કારણે વિસ્થાનિક (delocalized) હોય છે,જે તેમની બેઝિકતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે.

(B) સંયોજનો છે: $(I)$ પાઇપરીડિન,$(II)$ પિરિડિન,$(III)$ મોર્ફોલિન,અને $(IV)$ પાયરોલ.
$(I)$ માં,નાઇટ્રોજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્થાનિક છે,જે તેને ખૂબ જ બેઝિક બનાવે છે.
$(III)$ માં,નાઇટ્રોજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે,પરંતુ વિદ્યુતઋણ ઓક્સિજન પરમાણુની હાજરીને કારણે $-I$ અસર જોવા મળે છે,જે તેની બેઝિકતાને $(I)$ ની સરખામણીમાં ઘટાડે છે.
$(II)$ માં,નાઇટ્રોજન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે,જેના કારણે અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ પ્રોટોનેશન માટે $sp^3$ સંકરણ ધરાવતા એમાઇન્સ કરતા ઓછા ઉપલબ્ધ હોય છે.
$(IV)$ માં,નાઇટ્રોજન પરમાણુ પરનું અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ એરોમેટિક સેક્સટેટ ($6\pi$ ઇલેક્ટ્રોન) માં સામેલ છે,જે તેને પ્રોટોનેશન માટે અપ્રાપ્ય બનાવે છે,તેથી તે સૌથી ઓછું બેઝિક છે.
તેથી,બેઝિકતાનો સાચો ક્રમ $(I) > (III) > (II) > (IV)$ છે.

(A) એમાઈન્સની બેઝિકતા નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની પ્રાપ્યતા પર આધાર રાખે છે.
$I$ (પિપરીડિન): નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ સંસ્પંદનમાં ભાગ લેતું નથી. તેથી તે સૌથી વધુ બેઝિક છે.
$II$ (પિરિડિન): નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે. અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ $sp^2$ કક્ષકમાં છે,જે $sp^3$ કક્ષક કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ છે,તેથી તે પિપરીડિન કરતા ઓછું બેઝિક છે.
$III$ (મોરફોલિન): પિપરીડિનની જેમ,નાઈટ્રોજન $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે,પરંતુ વિદ્યુતઋણ ઓક્સિજન પરમાણુની હાજરીને કારણે પ્રેરક અસર ($-I$ અસર) જોવા મળે છે,જે નાઈટ્રોજન પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ઘટાડે છે,તેથી તે પિપરીડિન કરતા ઓછું પણ પિરિડિન કરતા વધુ બેઝિક છે.
$IV$ (પાયરોલ): નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે અને તેનું અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ એરોમેટિક સેક્સટેટમાં ભાગ લે છે (સ્થાનિકીકૃત નથી). તેથી તે સૌથી ઓછું બેઝિક છે.
આમ,બેઝિકતાનો ક્રમ $I > III > II > IV$ છે.

(A) એમાઈનની બેઝિકતા નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મની ઉપલબ્ધતા પર આધાર રાખે છે.
સંયોજન $(III)$ (પાઈપરીડીન) માં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^3$ સંકરણ ધરાવે છે અને અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ સ્થાનિક છે,જે તેને સૌથી વધુ બેઝિક બનાવે છે.
સંયોજન $(I)$ (પાઈરીડીન) માં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ $sp^2$ સંકરણ ધરાવે છે. અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ $sp^2$ કક્ષકમાં છે,જે $sp^3$ કક્ષક કરતા વધુ વિદ્યુતઋણ છે,તેથી તે $(III)$ કરતા ઓછું બેઝિક છે.
સંયોજન $(II)$ (પાયરોલ) માં,નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ એરોમેટિક સેક્સટેટમાં (સ્થાનિકીકરણમાં) ભાગ લે છે. તેથી,તે પ્રોટોનેશન માટે ઉપલબ્ધ નથી,જે તેને સૌથી ઓછું બેઝિક બનાવે છે.
આમ,બેઝિકતાનો ઘટતો ક્રમ $III > I > II$ છે.

(D) પ્રક્રિયક $2$-એમિનો-$1$-ફિનાઇલપ્રોપેન-$1$-ઓલ છે. તેમાં એમિનો સમૂહ $(-NH_2)$ અને હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ બંને હાજર છે.
જ્યારે તેને ઓરડાના તાપમાને પિરિડિનની હાજરીમાં એસિટિક એનહાઇડ્રાઇડ $((CH_3CO)_2O)$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે એસિટિલેશન થાય છે.
એમિનો સમૂહ $(-NH_2)$ ની ન્યુક્લિયોફિલિસિટી હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ $(-OH)$ કરતા ઘણી વધારે હોવાથી,એમિનો સમૂહ એમાઇડ બનાવવા માટે પ્રાધાન્યતા સાથે એસિટિલેશન પામે છે.
તેથી,મુખ્ય નીપજ $N$-એસિટિલેટેડ વ્યુત્પન્ન છે,જ્યાં $-NH_2$ સમૂહ $-NHCOCH_3$ માં રૂપાંતરિત થાય છે જ્યારે $-OH$ સમૂહ યથાવત રહે છે.

(B) એમાઈન્સની બેઝિકતા નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની પ્રાપ્યતા અને તેના સંયુગ્મી એસિડની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
$(i)$ $PhNHCH_3$ $(4)$ એ એરોમેટિક એમાઈન છે જેમાં નાઈટ્રોજન પરનું અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ બેન્ઝીન વલયમાં રેઝોનન્સ દ્વારા વિસ્થાનિકૃત થાય છે,તેથી તે સૌથી ઓછું બેઝિક છે.
$(ii)$ એલિફેટિક એમાઈન્સમાં,બેઝિકતા પ્રેરક અસર $(+I)$,સોલ્વેશન અને અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) દ્વારા નક્કી થાય છે.
$(iii)$ ડાયઈથાઈલ એમાઈન $(2)$ એ $2^\circ$ એમાઈન છે,જે ઈથાઈલ એમાઈન $(1)$ ($1^\circ$ એમાઈન) કરતા વધુ બેઝિક છે કારણ કે તેમાં બે ઈથાઈલ સમૂહોની $+I$ અસર હોય છે.
$(iv)$ ટ્રાયમિથાઈલ એમાઈન $(3)$ એ $3^\circ$ એમાઈન છે. પાણીમાં નોંધપાત્ર અવકાશી અવરોધ અને તેના સંયુગ્મી એસિડના ઓછા સોલ્વેશનને કારણે,તે ઈથાઈલ એમાઈન $(1)$ કરતા ઓછું બેઝિક છે.
આમ,બેઝિકતાનો વધતો ક્રમ: $(4) < (3) < (1) < (2)$ છે.

(D) પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઇનની $NaNO_2$ અને $HCl$ સાથે $0-5^{\circ}C$ તાપમાને પ્રક્રિયા થતા અસ્થાયી ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બને છે.
આ ડાયઝોનિયમ ક્ષારમાંથી ઝડપથી $N_2$ વાયુ દૂર થાય છે અને પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન બને છે.
પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન અસ્થાયી હોવાથી,તે વધુ સ્થાયી દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવવા માટે વલય વિસ્તરણ (ring expansion) પામે છે.
ખાસ કરીને,$5$-સભ્યવાળું વલય વિસ્તરણ પામીને $6$-સભ્યવાળું ડેકાલિન વલય બનાવે છે.
અંતે,દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને મુખ્ય નીપજ ડેકાલિન-$2$-ઓલ બનાવે છે.

(C) $Br_2/NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ હોફમેન બ્રોમામાઈડ ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા છે,જે એમાઈડ $(RCONH_2)$ ને એક કાર્બન પરમાણુ ઓછા ધરાવતા પ્રાથમિક એમાઈન $(RNH_2)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
આપેલ છે કે નીપજ $C_3H_9N$ કાર્બાઈલએમાઈન કસોટી આપે છે,તેથી તે પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઈન $(CH_3CH_2CH_2NH_2)$ હોવું જોઈએ.
નીપજમાં $3$ કાર્બન પરમાણુ હોવાથી,શરૂઆતનું એમાઈડ $4$ કાર્બન પરમાણુ ધરાવતું હોવું જોઈએ.
વિકલ્પોમાંથી,$CH_3CH_2CH_2CONH_2$ (બ્યુટેનામાઈડ) એ $4$ કાર્બન ધરાવતું એકમાત્ર પ્રાથમિક એમાઈડ છે જે $Br_2/NaOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $CH_3CH_2CH_2NH_2$ આપે છે.

(A) આ સંયોજનોની આલ્કાઈલ હેલાઈડ સાથેની પ્રતિક્રિયા એ ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રતિક્રિયા છે જ્યાં નાઈટ્રોજન પરમાણુ ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે કાર્ય કરે છે.
પ્રતિક્રિયાશીલતા નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મની ઉપલબ્ધતા પર આધાર રાખે છે.
$(a)$ બેન્ઝામાઈડ: નાઈટ્રોજન પરનું અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ કાર્બોનિલ સમૂહ $(C=O)$ સાથે સંસ્પંદનમાં ભાગ લે છે,જે તેને ખૂબ જ નિર્બળ ન્યુક્લિયોફાઈલ બનાવે છે.
$(b)$ થેલેમાઈડ: નાઈટ્રોજન પરનું અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ બે કાર્બોનિલ સમૂહો સાથે સંસ્પંદનમાં ભાગ લે છે,જે તેને સૌથી ઓછું ન્યુક્લિયોફિલિક બનાવે છે.
$(c)$ $2$-સાયનોએનિલીન: $-CN$ સમૂહ $-I$ અને $-M$ બંને અસરો દ્વારા ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક છે,જે નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા ઘટાડે છે.
$(d)$ એનિલીન: નાઈટ્રોજન પરનું અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ બેન્ઝીન વલય સાથે સંસ્પંદનમાં ભાગ લે છે,પરંતુ તે અન્ય કરતા વધુ ન્યુક્લિયોફિલિક છે કારણ કે તેમાં $(a)$ અને $(b)$ માં હાજર મજબૂત ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક કાર્બોનિલ સમૂહો અથવા $(c)$ માં $-CN$ સમૂહની મજબૂત $-I$ અસરનો અભાવ છે.
આમ,ન્યુક્લિયોફિલિસિટી (અને પ્રતિક્રિયાશીલતા) નો ક્રમ $b < a < c < d$ છે.

(D) પ્રક્રિયા નીચે મુજબ આગળ વધે છે:
$1$. પ્રાથમિક એમાઈનની $NaNO_2/H^+$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બને છે,જે અસ્થિર હોવાથી જળવિભાજન પામીને પ્રાથમિક આલ્કોહોલ બનાવે છે: $Ar-(CH_2)_3-OH$।
$2$. $CrO_3/H^+$ (જોન્સ પ્રક્રિયક) સાથેનું ઓક્સિડેશન પ્રાથમિક આલ્કોહોલને કાર્બોક્સિલિક એસિડમાં ફેરવે છે: $Ar-(CH_2)_2-COOH$।
$3$. સાંદ્ર $H_2SO_4$ અને ગરમી સાથેની પ્રક્રિયા આંતર-આણ્વીય ફ્રીડલ-ક્રાફ્ટ એસિલેશન પ્રેરે છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,એસિડિક પરિસ્થિતિમાં એસ્ટર સમૂહ (એસીટોક્સી) નું જળવિભાજન થઈને ફિનોલિક $-OH$ સમૂહ બને છે. પરિણામી કાર્બોક્સિલિક એસિડ બેન્ઝીન વલય પર ચક્રીયકરણ પામીને પાંચ સભ્યોવાળી કીટોન વલય બનાવે છે,જે $5-hydroxy-1-indanone$ આપે છે।

(C) વાયુમય અવસ્થામાં એમાઈનની બેઝિક પ્રબળતા નાઈટ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા આલ્કાઈલ સમૂહોની પ્રેરક અસર ($+I$ અસર) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
જેમ આલ્કાઈલ સમૂહોની સંખ્યા વધે છે,તેમ $+I$ અસરને કારણે નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા વધે છે,જેનાથી અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મનું દાન કરવું સરળ બને છે.
તેથી,બેઝિક પ્રબળતાનો ક્રમ $(C_2H_5)_2NH > C_2H_5NH_2 > NH_3$ છે.

(D) પ્રક્રિયાનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$1$. પ્રારંભિક પદાર્થ $2$-એમિનો-$3$-સાયનો-બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ છે.
$2$. $CHCl_3/KOH$ (કાર્બાઈલેમાઈન પ્રક્રિયા) સાથેની પ્રક્રિયા $-NH_2$ સમૂહને આઈસોસાયનાઈડ સમૂહ $(-NC)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
$3$. ત્યારબાદ $Pd/C/H_2$ સાથેનું રિડક્શન આઈસોસાયનાઈડ $(-NC)$ ને મિથાઈલએમિનો સમૂહ $(-NHCH_3)$ માં,આલ્ડિહાઈડ સમૂહ $(-CHO)$ ને દ્વિતીયક આલ્કોહોલ $(-CH(OH)CH_3)$ માં અને નાઈટ્રાઈલ સમૂહ $(-CN)$ ને પ્રાથમિક એમાઈન $(-CH_2NH_2)$ માં રિડ્યુસ કરે છે.

(A) $1$. એનિલીન $0\,^oC$ તાપમાને $NaNO_2$ અને $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝીનડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ $(C_6H_5N_2^+Cl^-)$ બનાવે છે.
$2$. જ્યારે આ ડાયઝોનિયમ ક્ષારને મંદ $HCl$ માં એનિલીન અને ફિનોલના મિશ્રણમાં ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે માધ્યમ એસિડિક હોય છે.
$3$. એસિડિક માધ્યમમાં,એનિલીનનો એમિનો સમૂહ પ્રોટોનેટેડ થઈને એનિલીનિયમ આયન $(-NH_3^+)$ બનાવે છે,જે નિષ્ક્રિય છે અને કપલિંગ પ્રક્રિયા આપતું નથી.
$4$. જો કે,ડાયઝોનિયમ ક્ષાર મંદ $HCl$ ની હાજરીમાં એનિલીન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ડાયઝોએમિનો સંયોજન $(C_6H_5-N=N-NH-C_6H_5)$ બનાવે છે.
$5$. તેથી,મુખ્ય નીપજ ડાયઝોએમિનો સંયોજન છે.

(D) એમાઈન એ આલ્કોહોલ કરતા વધુ ન્યુક્લિયોફિલિક હોય છે।
તેથી, $-NH_2$ સમૂહ ઇથાઇલ ફોર્મેટ $(HCOOC_2H_5)$ સાથે પ્રાધાન્યતાથી પ્રક્રિયા કરીને ફોર્મામાઇડ વ્યુત્પન્ન $CH_3-CH(OH)-CH_2-CH_2-NH-CHO$ બનાવે છે।

(A) ન્યુક્લિયોફિલિસિટી એ ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ દાન કરવાની ક્ષમતા છે.
તટસ્થ અણુ $H_2O$ સૌથી નિર્બળ ન્યુક્લિયોફાઇલ છે.
$CH_3SO_3^-$ માં ઋણ વીજભાર ત્રણ ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત હોવાથી તે સૌથી નિર્બળ છે.
$CH_3CO_2^-$ માં ઋણ વીજભાર બે ઓક્સિજન પરમાણુઓ પર વિસ્થાનિકૃત છે,તેથી તે $CH_3SO_3^-$ કરતા પ્રબળ છે.
$OH^-$ સૌથી પ્રબળ ન્યુક્લિયોફાઇલ છે કારણ કે વીજભાર એક જ ઓક્સિજન પરમાણુ પર કેન્દ્રિત છે.
તેથી,વધતો ક્રમ $(b) < (c) < (a) < (d)$ છે.

(A) $pK_b$ નું મૂલ્ય સંયોજનની બેઝિક પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
બેઝિક પ્રબળતા નાઇટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની પ્રાપ્યતા પર આધાર રાખે છે.
ઇલેક્ટ્રોન ડોનેટિંગ ગ્રુપ $(EDG)$ બેઝિકતા વધારે છે ($pK_b$ ઘટાડે છે),જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન વિથડ્રોઇંગ ગ્રુપ $(EWG)$ બેઝિકતા ઘટાડે છે ($pK_b$ વધારે છે).
ફિનાઇલ રિંગ પરના વિસ્થાપકો છે: $(A) -F$ (પ્રેરક અસર દ્વારા $EWG$),$(B) -OCH_3$ (અનુનાદ દ્વારા $EDG$),$(C) -NO_2$ (પ્રબળ $EWG$),$(D) -CH_3$ (હાઇપરકોન્જુગેશન દ્વારા $EDG$).
બેઝિકતાનો ક્રમ: $(B) > (D) > (A) > (C)$.
તેથી,$pK_b$ નો ચડતો ક્રમ: $(C) < (A) < (D) < (B)$ છે.

(B) જ્યારે બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડની મંદ $HCl$ ની હાજરીમાં નીચા તાપમાને $(273-278 \ K)$ એનિલિન સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે એનિલિન વલયના પેરા-સ્થાન પર ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન પ્રક્રિયા થાય છે. આ પ્રક્રિયાને યુગ્મન (coupling) પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે,જે $p$-એમિનોએઝોબેન્ઝીન આપે છે,જે પીળા રંગનું ડાય (રંજક) છે.

(B) $CH_3NC$ (મિથાઈલ આઈસોસાયનાઈડ) નું $LiAlH_4$ સાથે રિડક્શન કરવાથી $CH_3NHCH_3$ (ડાયમિથાઈલ એમાઈન) મળે છે,જે દ્વિતીયક એમાઈન છે.
$CH_3CONH_2$ (એસીટામાઈડ) નું રિડક્શન $CH_3CH_2NH_2$ (ઈથાઈલ એમાઈન) માં,$CH_3CN$ (એસીટોનાઈટ્રાઈલ) નું રિડક્શન $CH_3CH_2NH_2$ (ઈથાઈલ એમાઈન) માં અને $C_6H_5NO_2$ (નાઈટ્રોબેન્ઝીન) નું રિડક્શન $C_6H_5NH_2$ (એનિલીન) માં થાય છે. આ બધા પ્રાથમિક એમાઈન છે.

(D) બેન્ઝીનડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ અને એનિલિન વચ્ચેની પ્રક્રિયા મંદ એસિડિક માધ્યમ $(pH \approx 4-5)$ માં થાય છે,જેને કપલિંગ પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ડાયઝોનિયમ આયન ઇલેક્ટ્રોફાઇલ તરીકે વર્તે છે અને એનિલિન વલયના ઇલેક્ટ્રોન-સમૃદ્ધ પેરા-સ્થાન પર હુમલો કરે છે.
$-NH_2$ સમૂહ પ્રબળ ઓર્થો/પેરા-નિર્દેશક હોવાથી,અવકાશી અવરોધને કારણે ઓર્થો-સ્થાન કરતા પેરા-સ્થાન વધુ પસંદગી પામે છે.
આમ,મુખ્ય નીપજ $p$-એમિનોએઝોબેન્ઝીન બને છે,જે પીળા રંગનો રંગક છે.

(B) દરેક વિકલ્પનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$A$: ઓર્થો અસરને કારણે $o$-નાઈટ્રોબેન્ઝોઈક એસિડ એ બેન્ઝોઈક એસિડ કરતા વધુ એસિડિક છે,જે સાચું છે.
$B$: $SIP$ (સ્ટેરિક ઇન્હિબિશન ઓફ પ્રોટોનેશન) અસરને કારણે $o$-ટોલ્યુઈડિન એ એનિલિન કરતા ઓછું બેઝિક છે,જે બેઝિક પ્રબળતા ઘટાડે છે. તેથી,આપેલ ક્રમ ખોટો છે.
$C$: $(CH_3)_3C-O^-$ એ $CH_3-CH_2-O^-$ કરતા ઓછું સ્થાયી છે કારણ કે ટર્ટ-બ્યુટોક્સાઈડ આયનમાં ત્રણ મિથાઈલ જૂથોની ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ઇન્ડક્ટિવ અસર $(+I)$ ઓક્સિજન પરમાણુ પર ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,જે તેને ઓછું સ્થાયી બનાવે છે. સ્થાયીતા માટે $(CH_3)_3C-O^- < CH_3-CH_2-O^-$ ક્રમ સાચો છે.
$D$: મિથાઈલીનસાયક્લોહેક્ઝેન એ $1-$મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝીન કરતા ઓછું સ્થાયી છે,તેથી તેની હાઈડ્રોજનેશનની ઉષ્મા વધુ છે. આ ક્રમ સાચો છે.
આમ,વિકલ્પ $B$ ખોટો ક્રમ દર્શાવે છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા બે તબક્કાની પ્રક્રિયા છે:
$1$. પ્રથમ તબક્કામાં $KOBr(aq)$ નો ઉપયોગ થાય છે,જે હોફમેન બ્રોમામાઇડ ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા માટેનો પ્રક્રિયક છે. આ એમાઇડ $(R-CONH_2)$ ને એક કાર્બન ઓછા ધરાવતા પ્રાથમિક એમાઇન $(R-NH_2)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
$CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CONH_2 \xrightarrow{KOBr} CH_3-CH(CH_3)-CH_2-NH_2$ (આ $X$ છે,આઇસોબ્યુટાઇલ એમાઇન).
$2$. બીજા તબક્કામાં પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઇનની નાઈટ્રસ એસિડ $(NaNO_2/HCl)$ સાથેની પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે,જે અસ્થિર ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બનાવે છે જે વિઘટન પામીને કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે અંતે આલ્કોહોલ બનાવે છે.
$CH_3-CH(CH_3)-CH_2-NH_2$ $\xrightarrow{NaNO_2/HCl} [CH_3-CH(CH_3)-CH_2-N_2^+]$ $\rightarrow CH_3-CH(CH_3)-CH_2^+$ $\rightarrow CH_3-CH(CH_3)-CH_2OH$ (આ $Y$ છે,આઇસોબ્યુટાઇલ આલ્કોહોલ).
આમ,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) પગલું $1$: ટોલ્યુઇનનું $KMnO_4/H^+$ સાથે ઓક્સિડેશન કરવાથી બેન્ઝોઇક એસિડ $(A = C_6H_5COOH)$ મળે છે.
પગલું $2$: બેન્ઝોઇક એસિડની $SOCl_2$ સાથેની પ્રક્રિયાથી બેન્ઝોઇલ ક્લોરાઇડ $(B = C_6H_5COCl)$ મળે છે.
પગલું $3$: બેન્ઝોઇલ ક્લોરાઇડની $NH_3$ સાથેની પ્રક્રિયાથી બેન્ઝેમાઇડ $(C = C_6H_5CONH_2)$ મળે છે.
પગલું $4$: બેન્ઝેમાઇડની $KOH/Br_2$ સાથેની પ્રક્રિયા એ હોફમેન બ્રોમામાઇડ ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા છે,જે એમાઇડને એક કાર્બન પરમાણુ ઓછા ધરાવતા પ્રાથમિક એમાઇનમાં રૂપાંતરિત કરે છે. આમ,બેન્ઝેમાઇડનું એનિલીન $(D = C_6H_5NH_2)$ માં રૂપાંતર થાય છે.

(A) સમાન આણ્વીય સૂત્ર ધરાવતા પ્રાથમિક,દ્વિતીયક અને તૃતીયક એમાઈન ક્રિયાશીલ સમઘટકો છે. $CH_3-CH_2-CH_2-NH_2$ ($1^\circ$ એમાઈન) અને $CH_3-CH_2-NH-CH_3$ ($2^\circ$ એમાઈન) બંનેનું આણ્વીય સૂત્ર $C_3H_9N$ છે,તેથી તેઓ ક્રિયાશીલ સમઘટકો છે.
$(b)$ સમાનધર્મી શ્રેણીના સભ્યો $-CH_2-$ સમૂહ દ્વારા અલગ પડે છે. આ સમાનધર્મી નથી.
$(c)$ વાયુમય અવસ્થામાં,$+I$ અસરને કારણે આલ્કાઈલ સમૂહોની સંખ્યા વધતા બેઝિકતા વધે છે: $CH_3-N(CH_3)-CH_3 > CH_3-NH-CH_3 > CH_3-NH_2$.
$(d)$ ઉત્કલન બિંદુ હાઈડ્રોજન બંધ પર આધાર રાખે છે. $CH_3-NH_2$ માં $N$ પર બે $H$-પરમાણુ છે,$CH_3-NH-CH_3$ માં એક છે,અને $CH_3-N(CH_3)-CH_3$ માં એક પણ નથી. તેથી,સાચો ક્રમ $CH_3-NH_2 > CH_3-NH-CH_3 > CH_3-N(CH_3)-CH_3$ છે.

(A) $1$. $C_6H_5NH_2$ (એનિલીન) $0-5\,^{\circ}C$ તાપમાને $HCl + NaNO_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $C_6H_5N_2^+Cl^-$ (બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ) બનાવે છે,જે $A$ છે.
$2$. $A$ એ $CuCN$ (સેન્ડમેયર પ્રક્રિયા) સાથે પ્રક્રિયા કરીને $C_6H_5CN$ (બેન્ઝોનાઈટ્રાઈલ) બનાવે છે,જે $B$ છે.
$3$. $B$ નું $H_2/Ni$ સાથે ઉદ્દીપકીય હાઈડ્રોજનેશન થતા $C_6H_5CH_2NH_2$ (બેન્ઝાઈલ એમાઈન) મળે છે,જે $C$ છે.
$4$. $C$ એ $HNO_2$ (નાઈટ્રસ એસિડ) સાથે પ્રક્રિયા કરીને $C_6H_5CH_2OH$ (બેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલ) બનાવે છે,જે $D$ છે.

(B) પ્રક્રિયાનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$1.$ કાર્બોક્સિલિક એસિડ મિથાઈલ એમાઈન સાથે પ્રક્રિયા કરીને એમોનિયમ ક્ષાર બનાવે છે: $CH_3-CH(CH_3)-COOH + CH_3-NH_2 \rightarrow CH_3-CH(CH_3)-COO^- NH_3^+CH_3$ ('$A$').
$2.$ ક્ષારને ગરમ કરવાથી નિર્જલીકરણ થઈને $N$-વિસ્થાપિત એમાઈડ બને છે: $CH_3-CH(CH_3)-COO^- NH_3^+CH_3 \xrightarrow{\Delta} CH_3-CH(CH_3)-CONH-CH_3$ ('$B$').
$3.$ $LiAlH_4$ સાથે એમાઈડનું રિડક્શન કરવાથી દ્વિતીયક એમાઈન મળે છે: $CH_3-CH(CH_3)-CONH-CH_3 \xrightarrow{LiAlH_4} CH_3-CH(CH_3)-CH_2-NH-CH_3$ ('$C$').
'$C$' માં નાઈટ્રોજન બે કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોવાથી,તે $2^o$ એમાઈન છે.

(B) પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઈનની નાઈટ્રસ એસિડ $(HNO_2)$ સાથેની પ્રક્રિયાથી અસ્થાયી ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બને છે,જે ઝડપથી વિઘટન પામીને કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$CH_3CH_2CH_2CH_2NH_2 + HNO_2$ $\rightarrow [CH_3CH_2CH_2CH_2N_2^+]$ $\rightarrow CH_3CH_2CH_2CH_2^+ + N_2 + H_2O$
આ પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન વધુ સ્થાયી દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવવા માટે પુનઃરચના (હાઈડ્રાઈડ શિફ્ટ) પામી શકે છે.
$CH_3CH_2CH_2CH_2^+ \rightarrow CH_3CH_2CH^+CH_3$
ત્યારબાદ દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને મુખ્ય નીપજ,બ્યુટેન-$2$-ઓલ બનાવે છે.
$CH_3CH_2CH^+CH_3 + H_2O \rightarrow CH_3CH_2CH(OH)CH_3$
તેથી,મુખ્ય નીપજ બ્યુટેન-$2$-ઓલ છે.

(A) પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઈન્સની નાઈટ્રસ એસિડ $(HNO_2)$ સાથેની પ્રક્રિયાથી અસ્થાયી ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બને છે,જે પાણીની હાજરીમાં તરત જ વિઘટન પામીને આલ્કોહોલ,નાઈટ્રોજન વાયુ અને પ્રોટોન બનાવે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $CH_3-NH_2 + HNO_2$ $\rightarrow [CH_3-N_2^+ Cl^-]$ $\xrightarrow{H_2O} CH_3-OH + N_2 + HCl$.
તેથી,મુખ્ય નીપજ મિથેનોલ $(CH_3-OH)$ છે.

(B) દ્વિતીયક એમાઈનનું સામાન્ય બંધારણ $R-NH-R'$ છે.
$C_5H_{13}N$ માટે,$R$ અને $R'$ માં કાર્બન પરમાણુઓનો સરવાળો $5$ હોવો જોઈએ.
$(R, R')$ ના શક્ય સંયોજનો નીચે મુજબ છે:
$1$. $(CH_3, C_4H_9)$: $C_4H_9$ ના $4$ આઈસોમર્સ છે ($n$-બ્યુટાઈલ,આઈસોબ્યુટાઈલ,સેક-બ્યુટાઈલ,ટર્ટ-બ્યુટાઈલ). કુલ = $4$.
$2$. $(C_2H_5, C_3H_7)$: $C_3H_7$ ના $2$ આઈસોમર્સ છે ($n$-પ્રોપાઈલ,આઈસોપ્રોપાઈલ). કુલ = $2$.
આમ,કુલ સંખ્યા: $4 + 2 = 6$.
તેથી,દ્વિતીયક એમાઈન્સની કુલ સંખ્યા $6$ છે.

(B) પ્રક્રિયા શ્રેણી નીચે મુજબ છે:
$1$. એનિલિન $(C_6H_5NH_2)$ $0-5^{\circ}C$ તાપમાને $NaNO_2 + HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ $(C_6H_5N_2^+Cl^-)$ બનાવે છે,જે $X$ છે.
$2$. બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ $(X)$ હાઈપોફોસ્ફરસ એસિડ $(H_3PO_2)$ અને પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને રિડક્શન પામે છે,જે અંતિમ નીપજ $Y$ તરીકે બેન્ઝીન $(C_6H_6)$ આપે છે.
તેથી,$Y$ એ બેન્ઝીન છે.