Properties of Amines Questions in Gujarati

(B) જલીય દ્રાવણમાં,એમાઈન્સની બેઝિક પ્રબળતા પ્રેરક અસર ($+I$ અસર),દ્રાવકયોજન અસર (હાઈડ્રોજન બંધન) અને અવકાશી અવરોધના સંયોજન દ્વારા નક્કી થાય છે.
મિથાઈલ-વિસ્થાપિત એમાઈન્સ માટે,બેઝિકતાનો ક્રમ $(CH_3)_2NH > CH_3NH_2 > (CH_3)_3N$ છે.
$1.$ $(CH_3)_2NH$ (દ્વિતીયક એમાઈન) સૌથી વધુ બેઝિક છે કારણ કે તેમાં બે મિથાઈલ સમૂહની ઈલેક્ટ્રોન-દાતા $+I$ અસર અને સંયુગ્મી એસિડનું પૂરતું દ્રાવકયોજન થાય છે.
$2.$ $CH_3NH_2$ (પ્રાથમિક એમાઈન) જલીય માધ્યમમાં દ્વિતીયક એમાઈન કરતા ઓછું બેઝિક છે પરંતુ તૃતીયક એમાઈન કરતા વધુ બેઝિક છે.
$3.$ $(CH_3)_3N$ (તૃતીયક એમાઈન) આમાં સૌથી ઓછું બેઝિક છે કારણ કે ત્રણ મિથાઈલ સમૂહોનો અવકાશી અવરોધ પાણીના અણુઓ દ્વારા પ્રોટોનેટેડ એમાઈનના અસરકારક દ્રાવકયોજનને અટકાવે છે,જે પ્રેરક અસર કરતા વધુ પ્રભાવી છે.

(A) $pK_{b}$ મૂલ્ય એ એમાઈનની બેઝિક પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. ઓછું $pK_{b}$ મૂલ્ય વધુ પ્રબળ બેઝ સૂચવે છે.
$1$. $C_6H_5NH_2$ (એનિલીન) એ બેન્ઝીન રિંગ સાથે નાઈટ્રોજન પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મના અનુનાદને કારણે નિર્બળ બેઝ છે.
$2$. $(CH_3)_3N$ એ તૃતીયક એમાઈન છે,જે અવકાશી અવરોધને કારણે દ્વિતીયક એમાઈન કરતા ઓછો બેઝિક છે.
$3$. $C_6H_5CH_2NH_2$ (બેન્ઝાઈલએમાઈન) એ એનિલીન કરતા વધુ બેઝિક છે કારણ કે તેમાં અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ બેન્ઝીન રિંગ સાથે સંયુગ્મનમાં નથી.
$4$. $C_2H_5NH_2$ (ઈથાઈલએમાઈન) એ પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઈન છે. જલીય દ્રાવણમાં,ઈન્ડક્ટિવ અસર અને સોલ્વેશનને કારણે $C_2H_5NH_2$ એક પ્રબળ બેઝ છે.
આમ,આપેલા વિકલ્પોમાં $C_2H_5NH_2$ સૌથી પ્રબળ બેઝ છે,તેથી તેનું $pK_{b}$ મૂલ્ય સૌથી ઓછું છે.

(B) બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ અને ફિનોલ વચ્ચેની પ્રક્રિયા એ ઇલેક્ટ્રોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે જેને કપલિંગ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા મંદ બેઝિક માધ્યમ (pH $9-10$) માં થાય છે.
આ માધ્યમમાં,ફિનોલનું ફિનોક્સાઇડ આયનમાં રૂપાંતર થાય છે,જે ડાયઝોનિયમ કેટાયન દ્વારા ઇલેક્ટ્રોફિલિક હુમલા માટે વધુ સક્રિય હોય છે,જેના પરિણામે $p$-હાઈડ્રોક્સીએઝોબેન્ઝીન બને છે.

(D) પ્રાથમિક એમાઈનની ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ અને ઇથેનોલિક પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(KOH)$ સાથેની પ્રક્રિયાને કાર્બાઈલએમાઈન કસોટી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં આઈસોસાયનાઈડ (કાર્બાઈલએમાઈન) બને છે,જે લાક્ષણિક દુર્ગંધ ધરાવે છે.
દ્વિતીયક અને તૃતીયક એમાઈન કાર્બાઈલએમાઈન પ્રક્રિયા આપતા નથી.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$CH_3CH_2NH_2$ એ પ્રાથમિક એમાઈન છે,જ્યારે $(CH_3)_3N$ એ તૃતીયક એમાઈન છે અને $(CH_3)_2NH$ તથા $(CH_3CH_2)_2NH$ એ દ્વિતીયક એમાઈન છે.
તેથી,$CH_3CH_2NH_2$ દુર્ગંધ ઉત્પન્ન કરશે.

(C) જલીય દ્રાવણમાં એમાઈન્સની બેઝિક પ્રબળતા ત્રણ પરિબળો પર આધાર રાખે છે: ઇન્ડક્ટિવ અસર,સોલ્વેશન અસર અને અવકાશી અવરોધ (steric hindrance).
આલ્કાઈલ એમાઈન્સ માટે,આ પરિબળોના સંયુક્ત પ્રભાવને કારણે સાચો ક્રમ $NH_3 < RNH_2 < R_3N < R_2NH$ જોવા મળે છે.

(A) વિસ્થાપિત એમોનિયમ આયનોની સ્થિરતા નાઈટ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા આલ્કાઈલ જૂથોની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે.
આલ્કાઈલ જૂથો ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ($+I$ અસર) હોય છે,જે નાઈટ્રોજન પરમાણુ પર ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે અને ધન વીજભારને સ્થિર કરે છે.
જેમ આલ્કાઈલ જૂથોની સંખ્યા વધે છે,તેમ નાઈટ્રોજન પરનો ધન વીજભાર વધુ સારી રીતે વિખેરાઈ જાય છે,જે વધુ સ્થિરતા તરફ દોરી જાય છે.
$NH_4^{+}$ માં કોઈ આલ્કાઈલ જૂથ નથી,$R-NH_3^{+}$ માં એક છે,$R_2NH_2^{+}$ માં બે છે અને $R_3NH^{+}$ માં ત્રણ છે.
તેથી,$NH_4^{+}$ એ આપેલા વિકલ્પોમાં સૌથી ઓછી સ્થાયી સ્પીસીઝ છે કારણ કે તેમાં ઈલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ આલ્કાઈલ જૂથોની સ્થિરતા આપતી અસરનો અભાવ છે.

(D) તૃતીયક એમાઈન એ એવો એમાઈન છે જેમાં નાઈટ્રોજન પરમાણુ ત્રણ કાર્બન પરમાણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય છે $(R_3N)$.
$1$. સાયક્લોહેક્ઝેનેમાઈન એ પ્રાથમિક એમાઈન છે $(R-NH_2)$.
$2$. ઈથેન-$1,2$-ડાયએમાઈન એ પ્રાથમિક ડાયએમાઈન છે $(H_2N-CH_2-CH_2-NH_2)$.
$3$. $N$-ફિનાઈલબેન્ઝીનેમાઈન (ડાયફિનાઈલએમાઈન) એ દ્વિતીયક એમાઈન છે $(Ph-NH-Ph)$.
$4$. $N$-ઈથાઈલ-$N$-મિથાઈલપ્રોપેન-$2$-એમાઈનમાં નાઈટ્રોજન પરમાણુ ઈથાઈલ ગ્રુપ,મિથાઈલ ગ્રુપ અને પ્રોપેન-$2$-ઈલ ગ્રુપ સાથે જોડાયેલ છે. તેથી તે તૃતીયક એમાઈન છે.

(B) હોફમેન એક્ઝોસ્ટિવ આલ્કાઈલેશન એ એક પ્રક્રિયા છે જેમાં પ્રાથમિક એમાઈન $(RNH_2)$ આલ્કાઈલ હેલાઈડ $(RX)$ ના વધારા સાથે પ્રક્રિયા કરીને ક્વાટર્નરી એમોનિયમ ક્ષાર $(R_4N^{+} X^{-})$ બનાવે છે.
વિકલ્પ $B$ આ પ્રક્રિયાને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે: $RNH_2 + 3RX \rightarrow R_4N^{+} X^{-} + 3HX$.

(D) એરોમેટિક એમાઈન એ છે જેમાં નાઈટ્રોજન પરમાણુ સીધો એરોમેટિક વલય સાથે જોડાયેલ હોય છે.
મિશ્ર એમાઈન (અથવા અસમપ્રમાણ એમાઈન) માં નાઈટ્રોજન પરમાણુ સાથે અલગ-અલગ આલ્કાઈલ અથવા એરાઈલ સમૂહો જોડાયેલા હોય છે.
$3^{\circ}$ (તૃતીયક) એમાઈનમાં નાઈટ્રોજન સાથે ત્રણ સમૂહો (આલ્કાઈલ અથવા એરાઈલ) જોડાયેલા હોય છે.
ચાલો વિકલ્પોનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$A$: $C_6H_5NHC_2H_5$ એ એરોમેટિક,મિશ્ર,$2^{\circ}$ એમાઈન છે.
$B$: $(C_2H_5)_3N$ એ એલિફેટિક,સાદું,$3^{\circ}$ એમાઈન છે.
$C$: $(CH_3)_3N$ એ એલિફેટિક,સાદું,$3^{\circ}$ એમાઈન છે.
$D$: $C_6H_5N(CH_3)_2$ ($N,N$-ડાયમિથાઈલએનિલીન) માં નાઈટ્રોજન સાથે એક ફિનાઈલ સમૂહ અને બે મિથાઈલ સમૂહો જોડાયેલા છે. તે એરોમેટિક,મિશ્ર અને $3^{\circ}$ એમાઈન છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) પ્રેરક અસર (inductive effect),અવકાશીય અસર (steric effect) અને દ્રાવકયોજન (solvation) ની સંયુક્ત અસરને કારણે,જલીય દ્રાવણમાં એલિફેટિક એમાઈન્સમાં દ્વિતીયક એમાઈન્સ સૌથી પ્રબળ બેઝ છે.
તેથી,બેઝિક પ્રબળતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $2^{\circ} \text{ amine} > 3^{\circ} \text{ amine} > 1^{\circ} \text{ amine} > \text{ammonia}$.
આમ,આપેલા વિકલ્પોમાંથી,ડાઈઈથાઈલએમાઈન $(2^{\circ})$ ની બેઝિક પ્રબળતા સૌથી વધુ છે.

(C) આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ માટે $N$,$O$ અથવા $F$ જેવા અત્યંત વિદ્યુતઋણ પરમાણુ સાથે સીધો જોડાયેલ હાઇડ્રોજન પરમાણુ હોવો જરૂરી છે.
$Trimethylamine$ $(N(CH_3)_3)$ માં,નાઇટ્રોજન પરમાણુ ત્રણ મિથાઈલ જૂથો સાથે જોડાયેલ છે અને તેની સાથે કોઈ હાઇડ્રોજન પરમાણુ જોડાયેલ નથી.
તેથી,તે આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ બનાવી શકતું નથી.
તેનાથી વિપરીત,$Cyclohexylamine$ $(C_6H_{11}NH_2)$,$Allylamine$ $(CH_2=CH-CH_2NH_2)$,અને $Diphenylamine$ $((C_6H_5)_2NH)$ બધામાં ઓછામાં ઓછો એક $N-H$ બંધ હોય છે,જે તેમને આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધમાં ભાગ લેવા દે છે.

(B) હોફમેન વિલોપનમાં,ચતુર્થક એમોનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ મુખ્ય નીપજ તરીકે સૌથી ઓછું વિસ્થાપિત આલ્કીન બનાવવા માટે ઉષ્મીય વિઘટન પામે છે.
પગલું $1$: ચતુર્થક એમોનિયમ આયોડાઇડને ભેજવાળા $Ag_2O$ નો ઉપયોગ કરીને અનુરૂપ હાઇડ્રોક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે.
$(CH_3CH_2CH_2)N^{+}(CH_2CH_3)_3 I^{-} + AgOH \rightarrow (CH_3CH_2CH_2)N^{+}(CH_2CH_3)_3 OH^{-} + AgI$
પગલું $2$: ગરમ કરવા પર,$OH^{-}$ આયન નાઇટ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા આલ્કાઇલ જૂથોમાંથી $\beta$-હાઇડ્રોજન દૂર કરે છે.
ઉપલબ્ધ $\beta$-હાઇડ્રોજન પ્રોપાઇલ જૂથ અને ઇથાઇલ જૂથો પર છે.
ઇથાઇલ જૂથમાંથી $\beta$-હાઇડ્રોજન દૂર કરવાથી ઇથીન $(CH_2=CH_2)$ મળે છે.
પ્રોપાઇલ જૂથમાંથી $\beta$-હાઇડ્રોજન દૂર કરવાથી પ્રોપીન $(CH_3CH=CH_2)$ મળે છે.
હોફમેન નિયમ મુજબ,ઓછું વિસ્થાપિત આલ્કીન મુખ્ય નીપજ છે. ઇથીન એ પ્રોપીન કરતા ઓછું વિસ્થાપિત હોવાથી,ઇથીન મુખ્ય નીપજ છે.

(A) આ પ્રક્રિયા હોફમેન એલિમિનેશન પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ છે.
$1$ મોલ $N, N, N$-ટ્રાયઈથાઈલપ્રોપાઈલએમોનિયમ આયોડાઈડ ભેજવાળા $Ag_2O$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અનુરૂપ ક્વાટર્નરી એમોનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે.
ગરમ કરવા પર,ક્વાટર્નરી એમોનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડનું વિલોપન (elimination) થઈને ઈથીન $(CH_2=CH_2)$ અને $N, N$-ડાયઈથાઈલપ્રોપાઈલએમાઈન મળે છે.
પ્રક્રિયાનું તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) ક્વાટર્નરી એમોનિયમ ક્ષાર અને ઈથીન વચ્ચે $1:1$ છે.
તેથી,$n$ મોલ $N, N, N$-ટ્રાયઈથાઈલપ્રોપાઈલએમોનિયમ આયોડાઈડમાંથી $n$ મોલ ઈથીન મળશે.

(C) દ્વિતીયક એમાઈનનું સામાન્ય સૂત્ર $R-NH-R'$ છે. $C_4H_{11}N$ આણ્વીય સૂત્ર માટે,શક્ય દ્વિતીયક એમાઈન સમઘટકો નીચે મુજબ છે:
$1$. $CH_3CH_2-NH-CH_2CH_3$ (ડાયઈથાઈલ એમાઈન)
$2$. $CH_3-NH-CH_2CH_2CH_3$ (મિથાઈલપ્રોપાઈલ એમાઈન)
$3$. $CH_3-NH-CH(CH_3)_2$ (મિથાઈલઆઈસોપ્રોપાઈલ એમાઈન)
આમ,આવા $3$ સમઘટકો છે.

(D) એલિફેટિક અથવા એરોમેટિક પ્રાથમિક એમાઈન જ્યારે ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ અને આલ્કોહોલિક પોટેશિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ $(KOH)$ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે,ત્યારે દુર્ગંધયુક્ત નીપજો મળે છે જેને આલ્કાઈલ અથવા એરાઈલ આઈસોસાયનાઈડ (કાર્બાઈલએમાઈન) કહેવાય છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા:
$R-NH_2 + CHCl_3 + 3KOH \xrightarrow[\text{alc.}]{\Delta} R-NC + 3KCl + 3H_2O$
અહીં,$R-NC$ એ આલ્કાઈલ આઈસોસાયનાઈડ છે.

(B) એસાઈલેશન પ્રક્રિયા પ્રાથમિક અને દ્વિતીયક એમાઈન આપે છે કારણ કે તેમની પાસે નાઈટ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલ ઓછામાં ઓછો એક હાઈડ્રોજન પરમાણુ હોય છે,જે એસાઈલ સમૂહ દ્વારા બદલી શકાય છે.
$N$-મિથાઈલએનિલીન $(C_6H_5NHCH_3)$ એ દ્વિતીયક એમાઈન છે અને તેથી તે એસાઈલેશન પ્રક્રિયા આપે છે.
બાકીના તમામ એમાઈન તૃતીયક એમાઈન છે,જેમાં નાઈટ્રોજન પર હાઈડ્રોજન પરમાણુ હોતો નથી,તેથી તેઓ એસાઈલેશન પ્રક્રિયા આપતા નથી.

(C) એલિફેટિક અને એરોમેટિક પ્રાથમિક અને દ્વિતીયક એમાઇન્સ એસિલેશન પ્રક્રિયા આપે છે કારણ કે તેમાં નાઇટ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા વિસ્થાપનીય હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ હોય છે.
ટ્રાયઇથાઇલ એમાઇન,$(CH_3CH_2)_3N$,એ તૃતીયક એમાઇન છે અને તેમાં નાઇટ્રોજન પર કોઈ વિસ્થાપનીય હાઇડ્રોજન પરમાણુ હોતો નથી.
તેથી,તે એસિટિલ ક્લોરાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.

(A) એમાઇન્સની બેઝિક પ્રબળતા આલ્કાઇલ સમૂહ $(R)$ ની ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ ઇન્ડક્ટિવ અસર પર આધાર રાખે છે.
જેમ આલ્કાઇલ સમૂહોની સંખ્યા વધે છે,તેમ નાઇટ્રોજન પરમાણુ પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધે છે,જેનાથી એમાઇન વધુ બેઝિક બને છે.
તેથી,બેઝિક પ્રબળતાનો ક્રમ $NH_3 < RNH_2 < R_2NH$ છે.
$pK_b = -\log(K_b)$ હોવાથી,વધુ બેઝિક પ્રબળતા એટલે ઓછું $pK_b$ મૂલ્ય.
આમ,$pK_b$ મૂલ્યોનો ઘટતો ક્રમ $NH_3 > RNH_2 > R_2NH$ છે.

(A) $pK_{b}$ મૂલ્ય એ એમાઈનની બેઝિક પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
એરિલએમાઈન એ એલિફેટિક એમાઈન કરતા ઘણા નિર્બળ બેઝ છે કારણ કે નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મનું બેન્ઝીન વલયમાં વિસ્થાનિકરણ થાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,એરિલએમાઈન સૌથી નિર્બળ બેઝ છે,તેથી તેનું $pK_{b}$ મૂલ્ય સૌથી વધુ છે.

(B) એરીલએમાઇન્સમાં,$-NH_2$ સમૂહ સીધો એરોમેટિક વલય સાથે જોડાયેલ હોય છે. નાઇટ્રોજન પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ એરોમેટિક વલય સાથે સંયુગ્મન (conjugation) માં હોય છે અને પ્રોટોનેશન માટે ઓછા ઉપલબ્ધ હોય છે.
ફિનાઇલમિથેનેમાઇન (એલિફેટિક એમાઇન) માં,નાઇટ્રોજન પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ એરોમેટિક વલય સાથે સંસ્પંદનમાં ભાગ લેતા નથી અને તેથી પ્રોટોનેશન માટે વધુ ઉપલબ્ધ હોય છે.
તેથી,આપેલા એમાઇન્સમાં ફિનાઇલમિથેનેમાઇન સૌથી પ્રબળ બેઇઝ છે.

(C) હોફમેન એલિમિનેશન પ્રક્રિયા એ એક એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં ક્વાટર્નરી એમોનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(R_4N^{+}OH^{-})$ ગરમ કરવા પર એલિમિનેશન પામીને આલ્કીન અને તૃતીયક એમાઈન બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં સામાન્ય રીતે ક્વાટર્નરી એમોનિયમ હેલાઇડની પ્રક્રિયા ભેજવાળા $Ag_2O$ સાથે કરવામાં આવે છે (જે $OH^{-}$ આયન પૂરો પાડવા માટે $AgOH$ ઉત્પન્ન કરે છે),ત્યારબાદ તેનું ઉષ્મીય વિઘટન થાય છે.

(A) આ પ્રક્રિયા હોફમેન વિલોપન (Hofmann elimination) છે.
પ્રક્રિયક $A$ એ ડાયઈથાઈલડાયમિથાઈલ એમોનિયમ હેલાઈડ છે,જે ભેજવાળા $Ag_2O$ (જે $AgOH$ બનાવે છે) સાથે પ્રક્રિયા કરીને ચતુર્થક એમોનિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ બનાવે છે.
$(CH_3CH_2)_2N^+(CH_3)_2X^- + AgOH \rightarrow (CH_3CH_2)_2N^+(CH_3)_2OH^- + AgX$
ગરમ કરવા પર,ચતુર્થક એમોનિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ હોફમેન વિલોપન પ્રક્રિયા દ્વારા આલ્કીન અને તૃતીયક એમાઈન બનાવે છે.
$(CH_3CH_2)_2N^+(CH_3)_2OH^- \xrightarrow{\Delta} CH_3CH_2N(CH_3)_2 + CH_2=CH_2 + H_2O$

(D) પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$1$. $Aniline$ એ $NaNO_2 + HCl$ સાથે $273 \ K$ તાપમાને પ્રક્રિયા કરીને $Benzenediazonium \ chloride$ $(A)$ બનાવે છે.
$C_6H_5NH_2 + NaNO_2 + 2HCl \xrightarrow{273 \ K} C_6H_5N_2^+Cl^- + NaCl + 2H_2O$
$2$. $Benzenediazonium \ chloride$ $(A)$ ને પાણી $(H_2O, \Delta)$ સાથે ગરમ કરતા તેનું જળવિભાજન થઈને $Phenol$ $(B)$ બને છે અને $N_2$ વાયુ મુક્ત થાય છે.
$C_6H_5N_2^+Cl^- + H_2O \xrightarrow{\Delta} C_6H_5OH + N_2 \uparrow + HCl$
તેથી,નીપજ $B$ એ $Phenol$ છે.

(B) એરાઈલ એમાઈન્સ સામાન્ય રીતે એમોનિયા અને એલિફેટિક એમાઈન્સ કરતા નિર્બળ બેઝ છે,કારણ કે રેઝોનન્સ અસરને લીધે નાઈટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મ બેન્ઝીન વલયમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
એલિફેટિક એમાઈન્સ એ એમોનિયા કરતા પ્રબળ બેઝ છે કારણ કે આલ્કાઈલ સમૂહોની ઈલેક્ટ્રોન દાતા પ્રેરક અસર ($+I$ અસર) જોવા મળે છે.
એલિફેટિક એમાઈન્સમાં,$(CH_3)_2NH$ ($2^{\circ}$ એમાઈન) એ $CH_3NH_2$ ($1^{\circ}$ એમાઈન) કરતા વધુ પ્રબળ બેઝ છે.
તેથી,બેઝિક પ્રબળતાનો સાચો ઉતરતો ક્રમ: $(CH_3)_2NH > CH_3NH_2 > NH_3 > C_6H_5NH_2$ છે.

(C) આ પ્રક્રિયામાં વધારાના મિથાઈલ આયોડાઈડ $(CH_3 I)$ નો ઉપયોગ કરીને એમાઈનનું સંપૂર્ણ આલ્કાઈલેશન થાય છે.
$C_2 H_5 NH_2 + 3CH_3 I \xrightarrow{\Delta} C_2 H_5(CH_3)_3 N^+ I^- + 2HI$
આ પ્રક્રિયાને એમાઈનનું સંપૂર્ણ આલ્કાઈલેશન (અથવા હોફમેનનું સંપૂર્ણ મિથાઈલેશન) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જેમાં પ્રાથમિક એમાઈન વધારાના આલ્કાઈલ હેલાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ચતુર્થક એમોનિયમ ક્ષાર બનાવે છે.

(B) પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઈન $(R-NH_2)$ ની નાઈટ્રસ એસિડ $(HNO_2)$ સાથેની પ્રક્રિયા,જે $273-278 \ K$ તાપમાને $NaNO_2$ અને $HCl$ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે,તે મધ્યવર્તી $(X)$ તરીકે આલ્કાઈલ ડાયઝોનિયમ ક્ષાર $(R-N_2^+ Cl^-)$ બનાવે છે.
આ આલ્કાઈલ ડાયઝોનિયમ ક્ષાર અત્યંત અસ્થિર હોય છે અને પાણીની હાજરીમાં ઝડપથી વિઘટન પામીને આલ્કોહોલ $(R-OH)$,નાઈટ્રોજન વાયુ $(N_2)$ અને હાઈડ્રોક્લોરિક એસિડ $(HCl)$ બનાવે છે.
તેથી,મધ્યવર્તી $X$ એ $R-N_2^+ Cl^-$ છે.

(C) આપેલી પ્રક્રિયા એ દ્વિતીયક એમાઈનની બેન્ઝીનસલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ (હિન્સબર્ગ પ્રક્રિયક) સાથેની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,દ્વિતીયક એમાઈન $(C_2H_5)_2NH$ બેન્ઝીનસલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $N,N$-ડાયઈથાઈલબેન્ઝીનસલ્ફોનેમાઈડ બનાવે છે.
દ્વિતીયક એમાઈનમાં રહેલા નાઈટ્રોજન પરમાણુ પાસે એક હાઈડ્રોજન પરમાણુ હોય છે,જે સલ્ફોનાઈલ સમૂહ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે અને $HCl$ મુક્ત થાય છે.
તેથી,સંયોજન $X$ એ ડાયઈથાઈલએમાઈન છે,જે $(C_2H_5)_2NH$ છે.

(C) જલીય દ્રાવણમાં એમાઈન્સની બેઝિક પ્રબળતા ઇન્ડક્ટિવ અસર,સોલ્વેશન અસર અને અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) પર આધાર રાખે છે.
$pK_b$ મૂલ્ય એ બેઝિક પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
સામાન્ય રીતે,એમાઈન્સની બેઝિક પ્રબળતાનો ક્રમ $R_2NH > RNH_2 > R_3N > NH_3$ છે.
તેથી,$pK_b$ મૂલ્યોનો સાચો ક્રમ $NH_3 > R_3N > RNH_2 > R_2NH$ થાય છે.

(B) ઈથાઈલ એમાઈન $(CH_3CH_2NH_2)$ ની ઈથાઈલ બ્રોમાઈડ $(C_2H_5Br)$ સાથેની પ્રક્રિયા એ એમાઈન્સના એમોનોલિસિસ/આલ્કાઈલેશનનું ઉદાહરણ છે.
પગલું $1$: ઈથાઈલ એમાઈન $1 \ mole$ ઈથાઈલ બ્રોમાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ડાયઈથાઈલ એમાઈન $(CH_3CH_2NHCH_2CH_3)$ બનાવે છે.
$CH_3CH_2NH_2 + C_2H_5Br \rightarrow (CH_3CH_2)_2NH + HBr$
પગલું $2$: ડાયઈથાઈલ એમાઈન વધુ $1 \ mole$ ઈથાઈલ બ્રોમાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $N,N$-ડાયઈથાઈલ ઈથેનેમાઈન (ટ્રાયઈથાઈલ એમાઈન,$(CH_3CH_2)_3N$) બનાવે છે.
$(CH_3CH_2)_2NH + C_2H_5Br \rightarrow (CH_3CH_2)_3N + HBr$
જરૂરી ઈથાઈલ બ્રોમાઈડના કુલ મોલ = $1 + 1 = 2 \ moles$.

(C) $pK_b$ મૂલ્ય એ એમાઈનની બેઝિક પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે. ઓછું $pK_b$ મૂલ્ય વધુ પ્રબળ બેઝ સૂચવે છે.
જલીય દ્રાવણમાં,ઈથાઈલ-વિસ્થાપિત એમાઈનની બેઝિકતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $(C_2H_5)_2NH > C_2H_5NH_2 > (C_2H_5)_3N > NH_3$.
આપેલા વિકલ્પોને જોતા: $CH_3NH_2$ $(pK_b = 3.36)$,$CH_3CH_2NH_2$ $(pK_b = 3.29)$,$(CH_3CH_2)_3N$ $(pK_b = 3.25)$,અને $(CH_3CH_2)_2NH$ $(pK_b = 3.00)$.
આમ,ડાયઈથાઈલએમાઈન $(CH_3CH_2)_2NH$ નું $pK_b$ મૂલ્ય સૌથી ઓછું છે,જે તેને સૌથી પ્રબળ બેઝ બનાવે છે.

(A) એનિલિનનું ફિનોલમાં રૂપાંતર બે તબક્કામાં થાય છે:
$1$. બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઇડ બનાવવા માટે $0-5 \ ^{\circ}C$ તાપમાને $NaNO_2 / HCl$ નો ઉપયોગ કરીને એનિલિનનું ડાયઝોટાઇઝેશન.
$2$. બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઇડનું પાણી સાથે ગરમ કરીને જળવિભાજન કરવાથી ફિનોલ મળે છે.
તેથી,આ રૂપાંતરના પ્રથમ તબક્કા માટે $NaNO_2 / HCl$ એ સાચો પ્રક્રિયક છે.

(D) પ્રાથમિક એલિફેટિક એમાઈન $(R-NH_2)$ એ $NaNO_2$ અને $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને અસ્થાયી ડાયઝોનિયમ ક્ષાર બનાવે છે,જે વિઘટન પામીને આલ્કોહોલ $(R-OH)$ આપે છે.
દ્વિતીયક એમાઈન $(R_2NH)$ એ $NaNO_2$ અને $HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $N$-નાઈટ્રોસોએમાઈન બનાવે છે,જે પીળા રંગના તેલી પદાર્થો છે,આલ્કોહોલ નથી.
$(CH_3)_2NH$ એ દ્વિતીયક એમાઈન છે,તેથી તે આલ્કોહોલ બનાવતું નથી.

(C) ડાયમિથાઈલ એમાઈન $(CH_3)_2NH$ ની મિથાઈલ આયોડાઈડ $(CH_3I)$ સાથેની પ્રક્રિયા ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટીટ્યુશન (હોફમેન આલ્કાઈલેશન) દ્વારા થાય છે.
પગલું $1$: $(CH_3)_2NH + CH_3I \rightarrow (CH_3)_3N + HI$
પગલું $2$: $(CH_3)_3N + CH_3I \rightarrow (CH_3)_4N^{+}I^{-}$
આમ,ડાયમિથાઈલ એમાઈનમાંથી ટેટ્રામિથાઈલ એમોનિયમ આયોડાઈડ મેળવવા માટે કુલ $2$ અણુ મિથાઈલ આયોડાઈડની જરૂર પડે છે.

(B) સંયોજનોનું ઉત્કલનબિંદુ આંતરઆણ્વીય બળો જેવા કે હાઇડ્રોજન બંધ અને મોલર દળ પર આધાર રાખે છે.
$1$. પ્રાથમિક એમાઈન $(n-C_4H_9NH_2)$ અને દ્વિતીયક એમાઈન $((C_2H_5)_2NH)$ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ બનાવી શકે છે,જે ઊંચા ઉત્કલનબિંદુ તરફ દોરી જાય છે.
$2$. તૃતીયક એમાઈન $(C_2H_5N(CH_3)_2)$ આંતરઆણ્વીય હાઇડ્રોજન બંધ બનાવી શકતા નથી કારણ કે તેમની પાસે નાઈટ્રોજન સાથે જોડાયેલ હાઇડ્રોજન પરમાણુ હોતો નથી.
$3$. આલ્કેન $(C_2H_5CH(CH_3)_2)$ માં માત્ર નિર્બળ વાન ડેર વાલ્સ બળો હોય છે.
$4$. $C_2H_5N(CH_3)_2$ (મોલર દળ $\approx 73 \ g/mol$) અને $C_2H_5CH(CH_3)_2$ (મોલર દળ $\approx 72 \ g/mol$) ની સરખામણી કરતા,તૃતીયક એમાઈનમાં $C-N$ બંધની દ્વિધ્રુવીય આંતરક્રિયાને કારણે ઉત્કલનબિંદુ વધારે હોય છે.
$5$. તેથી,$C_2H_5CH(CH_3)_2$ નું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી ઓછું છે.

(B) તટસ્થ માધ્યમમાં $Zn$ અને $NH_4Cl$ સાથે નાઈટ્રો સંયોજનો $(R-NO_2)$ નું રિડક્શન એ એક પસંદગીયુક્ત રિડક્શન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા મુખ્ય નીપજ '$A$' તરીકે $N$-આલ્કાઈલહાઈડ્રોક્સાઈલએમાઈન $(R-NHOH)$ આપે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$R-NO_2 + 4[H] \xrightarrow{Zn / NH_4Cl} R-NHOH + H_2O$

(D) એમાઈન્સનું ઉત્કલન બિંદુ આંતરઆણ્વીય હાઈડ્રોજન બંધની માત્રા પર આધાર રાખે છે.
પ્રાથમિક એમાઈન્સ $(R-NH_2)$ પાસે હાઈડ્રોજન બંધ માટે બે હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ હોય છે,દ્વિતીયક એમાઈન્સ $(R_2NH)$ પાસે એક,અને તૃતીયક એમાઈન્સ $(R_3N)$ પાસે એક પણ હોતો નથી.
તેથી,આઈસોમેરિક એમાઈન્સ માટે ઉત્કલન બિંદુનો સામાન્ય ક્રમ $1^{\circ} > 2^{\circ} > 3^{\circ}$ છે.
$n-Butylamine$ $(1^{\circ})$ નું ઉત્કલન બિંદુ સૌથી વધુ છે,ત્યારબાદ $Diethylamine$ $(2^{\circ})$ અને સૌથી ઓછું $Ethyl$ dimethylamine $(3^{\circ})$ નું છે.
સાચો ક્રમ $n-Butylamine > Diethylamine > Ethyl$ dimethylamine છે.

(D) જલીય દ્રાવણમાં,એમાઈન્સની બેઝિક પ્રબળતા ત્રણ પરિબળોના સંયોજન દ્વારા નક્કી થાય છે: ઇન્ડક્ટિવ અસર,સોલ્વેશન અસર (કોન્જુગેટ એસિડનું સોલ્વેશન),અને અવકાશી અવરોધ (steric hindrance).
મિથાઈલ-વિસ્થાપિત એમાઈન્સ માટે,ક્રમ $(CH_{3})_{2}NH > CH_{3}NH_{2} > (CH_{3})_{3}N > NH_{3}$ છે.
આનું કારણ એ છે કે દ્વિતીયક એમાઈન $(CH_{3})_{2}NH$ માં ઇન્ડક્ટિવ અસર અને સોલ્વેશનનું શ્રેષ્ઠ સંતુલન છે,જ્યારે તૃતીયક એમાઈન $(CH_{3})_{3}N$ માં નોંધપાત્ર અવકાશી અવરોધ અનુભવાય છે,જે તેની બેઝિકતાને પ્રાથમિક અને દ્વિતીયક એમાઈન્સની તુલનામાં ઘટાડે છે.

(B) બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડની એનિલીન સાથેની પ્રક્રિયા એ કપલિંગ પ્રક્રિયા છે,વિસ્થાપન પ્રક્રિયા નથી. આ પ્રક્રિયામાં,ડાયઝોનિયમ ગ્રુપ $(-N_2^+Cl^-)$ નીપજ $p$-એમિનોએઝોબેન્ઝીનમાં જળવાઈ રહે છે,જ્યાં નાઈટ્રોજન પરમાણુઓ બે બેન્ઝીન વલયો વચ્ચે એઝો લિંકેજ $(-N=N-)$ બનાવે છે.
તેનાથી વિપરીત,અન્ય વિકલ્પોમાં ડાયઝોનિયમ ગ્રુપનું વિસ્થાપન થાય છે:
$1$. $KI$ સાથેની પ્રક્રિયામાં $-N_2^+Cl^-$ ગ્રુપનું $-I$ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.
$2$. $CuCl/HCl$ સાથેની પ્રક્રિયા (સેન્ડમેયર પ્રક્રિયા) માં $-N_2^+Cl^-$ ગ્રુપનું $-Cl$ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.
$3$. $H_3PO_2$ (હાઈપોફોસ્ફરસ એસિડ) સાથેની પ્રક્રિયામાં $-N_2^+Cl^-$ ગ્રુપનું $-H$ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે (બેન્ઝીનમાં રિડક્શન).

(B) પ્રાથમિક નાઈટ્રોઆલ્કેન $(R-CH_2-NO_2)$ ને $HCl$ અથવા $H_2SO_4$ જેવા સાંદ્ર ખનિજ એસિડ સાથે ઉકાળતા તેનું જળવિભાજન થઈને અનુરૂપ કાર્બોક્સિલિક એસિડ $(R-COOH)$ અને હાઈડ્રોક્સિલ એમાઈન $(NH_2OH)$ મળે છે.
આ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $R-CH_2-NO_2 + H_2O \xrightarrow{HCl/\Delta} R-COOH + NH_2OH$.

(A) બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડની મંદ આલ્કલાઇન માધ્યમમાં એનિલિન સાથેની પ્રક્રિયા એ યુગ્મન (coupling) પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયાથી $p$-એમિનોએઝોબેન્ઝીન બને છે,જે પીળો રંગક છે.
પ્રક્રિયા: $C_6H_5N_2Cl + C_6H_5NH_2 \xrightarrow{pH \approx 4-5} C_6H_5-N=N-C_6H_4-NH_2 + HCl$.

(C) હોફમેન એલિમિનેશન પ્રક્રિયામાં ક્વોટરનરી એમોનિયમ હેલાઈડનું આલ્કીનમાં રૂપાંતર થાય છે.
પ્રથમ,ક્વોટરનરી એમોનિયમ હેલાઈડને ભેજવાળા સિલ્વર ઓક્સાઈડ $(Ag_{2}O / H_{2}O)$ સાથે પ્રક્રિયા કરાવીને ક્વોટરનરી એમોનિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ બનાવવામાં આવે છે.
ત્યારબાદ આ હાઈડ્રોક્સાઈડને સખત ગરમ $(\Delta)$ કરવામાં આવે છે,જેનાથી $\beta$-એલિમિનેશન થઈને મુખ્ય નીપજ તરીકે આલ્કીન મળે છે.
તેથી,વપરાતો પ્રક્રિયક $Ag_{2}O / H_{2}O, \Delta$ છે.

(A) પિરિડિનની હાજરીમાં એનિલીનની એસિટિક એનહાઈડ્રાઈડ સાથેની પ્રક્રિયા એ એસિટિલેશન પ્રક્રિયા છે.
એનિલીન એસિટિક એનહાઈડ્રાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $N$-ફિનાઈલએસીટમાઈડ બનાવે છે,જેને સામાન્ય રીતે એસેટેનિલાઈડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_5NH_2 + (CH_3CO)_2O \xrightarrow{\text{pyridine}} C_6H_5NHCOCH_3 + CH_3COOH$
આમ,નીપજ $A$ એ એસેટેનિલાઈડ છે.

(B)
$-OCH_3$ એ ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત કરતો સમૂહ છે,જે $+M$ અસરને કારણે એનિલિન રિંગના નાઇટ્રોજન પર ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધારે છે,અને તેથી વિસ્થાપિત એનિલિનની બેઝિક પ્રબળતામાં વધારો કરે છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે.
જ્યારે બેન્ઝીન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ ઇથેનોલ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે તે રિડક્શન પ્રક્રિયા અનુભવે છે જેમાં ડાયઝોનિયમ ગ્રુપ હાઇડ્રોજન પરમાણુ દ્વારા બદલાય છે.
ઇથેનોલનું એસીટાલ્ડિહાઇડમાં ઓક્સિડેશન થાય છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$C_6H_5N_2Cl + CH_3CH_2OH \xrightarrow{\Delta} C_6H_6 + CH_3CHO + HCl + N_2$
આમ,બેન્ઝીન બને છે.

(D) જલીય દ્રાવણમાં એમાઈનની બેઝિકતા ઇન્ડક્ટિવ અસર,સોલ્વેશન અસર અને અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) ની સંયુક્ત અસર પર આધાર રાખે છે.
મિથાઈલ-વિસ્થાપિત એમાઈન માટે,બેઝિકતાનો ક્રમ $(CH_3)_2NH > CH_3NH_2 > (CH_3)_3N > NH_3$ છે.
આમ,આપેલા વિકલ્પોમાંથી ડાયમિથાઈલએમાઈન સૌથી વધુ બેઝિક છે.

(B) આલ્કલાઇન માધ્યમમાં,નાઇટ્રોઆલ્કેન્સ ત્યારે જ બ્રોમિન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે જો તેમની પાસે ઓછામાં ઓછો એક $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુ હોય.
પ્રક્રિયામાં $\alpha$-કાર્બન પર કાર્બેનાયનનું નિર્માણ થાય છે,જે પછી બ્રોમિન સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
વિકલ્પ $B$,જે $2$-મિથાઇલ-$2$-નાઇટ્રોપ્રોપેન $((CH_3)_3CNO_2)$ છે,તે તૃતીયક નાઇટ્રોઆલ્કેન છે અને તેની પાસે કોઈ $\alpha$-હાઇડ્રોજન પરમાણુ નથી.
તેથી,તે જરૂરી કાર્બેનાયન બનાવી શકતું નથી અને આલ્કલાઇન માધ્યમમાં બ્રોમિન સાથે પ્રક્રિયા કરતું નથી.

(C) $Ethyltrimethyl$ એમોનિયમ આયોડાઇડની સિલ્વર હાઇડ્રોક્સાઇડ $(AgOH)$ સાથેની પ્રક્રિયાથી $ethyltrimethyl$ એમોનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ બને છે.
સખત ગરમ કરવા પર,આ $Hofmann$ વિલોપન પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે.
ઇથાઇલ ગ્રુપમાં $\beta$-હાઇડ્રોજન હોવાથી,તે ઇથિન $(CH_2=CH_2)$ તરીકે દૂર થાય છે,જ્યારે નાઇટ્રોજન ત્રણ મિથાઇલ ગ્રુપ જાળવી રાખીને ટ્રાયમિથાઇલ એમાઇન,$(CH_3)_3N$ બનાવે છે.

(B) $1$. એસીટાલ્ડોક્સાઈમ $(CH_3CH=NOH)$ નું આલ્કોહોલમાં $Na$ વડે રિડક્શન કરવાથી નીપજ $A$ તરીકે ઈથાઈલએમાઈન $(CH_3CH_2NH_2)$ મળે છે.
$2$. ઈથાઈલએમાઈન $(CH_3CH_2NH_2)$ ની નાઈટ્રસ એસિડ $(NaNO_2 + HCl)$ સાથેની પ્રક્રિયા ડાયઝોટાઈઝેશન પ્રક્રિયા છે,ત્યારબાદ જળવિભાજન થતા નીપજ $B$ તરીકે ઈથેનોલ $(C_2H_5OH)$ મળે છે,સાથે નાઈટ્રોજન વાયુ $(N_2 \uparrow)$ અને પાણી $(H_2O)$ મુક્ત થાય છે.

(C) પગલું $1$: એનિલિન પિરિડિનની હાજરીમાં એસિટિક એનહાઇડ્રાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એસિટાનિલાઇડ $(A)$ બનાવે છે. આ પગલું એમિનો ગ્રુપનું રક્ષણ કરે છે.
પગલું $2$: એસિટાનિલાઇડ $CH_3COOH$ માં $Br_2$ સાથે ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન (બ્રોમિનેશન) પ્રક્રિયા કરીને $p$-બ્રોમોએસિટાનિલાઇડ $(B)$ બનાવે છે. એસિટામિડો ગ્રુપ ઓર્થો/પેરા નિર્દેશક છે,પરંતુ અવકાશી અવરોધને કારણે પેરા નીપજ મુખ્ય હોય છે.
પગલું $3$: એસિડ $(H^+)$ અથવા બેઝ $(OH^-)$ ની હાજરીમાં $p$-બ્રોમોએસિટાનિલાઇડ $(B)$ નું જળવિભાજન કરવાથી એસિટિલ ગ્રુપ દૂર થાય છે અને $p$-બ્રોમોએનિલિન $(C)$ મળે છે.