Properties of Amines Questions in Gujarati

(C) જલીય દ્રાવણમાં,ઇથાઇલ-વિસ્થાપિત એમાઈનની બેઝિક પ્રબળતા ત્રણ પરિબળોના સંયોજન દ્વારા નક્કી થાય છે: ઇન્ડક્ટિવ અસર ($+I$ અસર),સોલ્વેશન અસર (હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગ) અને અવકાશી અવરોધ (steric hindrance).
ઇથાઇલ-વિસ્થાપિત એમાઈન માટે,દ્વિતીયક એમાઈન $(2^\circ)$ આ પરિબળોના શ્રેષ્ઠ સંતુલનને કારણે સૌથી વધુ બેઝિક છે.
તૃતીયક એમાઈન $(3^\circ)$ અવકાશી અવરોધને કારણે દ્વિતીયક એમાઈન કરતા ઓછો બેઝિક છે,પરંતુ પ્રાથમિક એમાઈન $(1^\circ)$ કરતા વધુ બેઝિક છે.
આમ,બેઝિક પ્રબળતાનો સાચો ક્રમ $(C_2H_5)_2 NH > (C_2H_5)_3 N > C_2H_5NH_2 > NH_3$ છે.

(A) $1$. બેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડ $(C_6H_5CH_2Cl)$ ના એમોનોલિસિસમાં ક્લોરિન પરમાણુનું એમોનિયાના અણુ દ્વારા ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન થાય છે,જેના પરિણામે બેન્ઝાઇલેમાઇન $(C_6H_5CH_2NH_2)$ બને છે.
$2$. બેન્ઝાઇલેમાઇન એ પ્રાથમિક એમાઇન છે. જ્યારે તે બે મોલ મિથાઇલ ક્લોરાઇડ $(CH_3Cl)$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે નાઇટ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડાયેલા બે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન દ્વારા બે મિથાઇલ સમૂહો દ્વારા બદલાય છે.
$3$. અંતિમ નીપજ $C_6H_5CH_2N(CH_3)_2$ બને છે.
$4$. $IUPAC$ નામકરણ મુજબ,આ સંયોજનનું નામ $N$,$N$-ડાયમિથાઇલફિનાઇલમિથેનેમાઇન છે.

(C) બેન્ઝીનડાયઝોનિયમ ફ્લોરોબોરેટ $(C_6H_5N_2^+BF_4^-)$ ડાયઝોનિયમ ક્ષારોમાં વિશિષ્ટ છે કારણ કે તે પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે અને ઓરડાના તાપમાને પ્રમાણમાં સ્થાયી છે,જે તેને સૂકવવા અને સંગ્રહિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.
ગરમ કરવા પર,તે ફ્લોરોબેન્ઝીન બનાવવા માટે વિઘટન પામે છે,જેને શીમેન પ્રક્રિયા (Schiemann reaction) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) હોફમેન બ્રોમામાઇડ ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયાનું રાસાયણિક સમીકરણ આ મુજબ છે: $RCONH_{2} + Br_{2} + 4NaOH \rightarrow RNH_{2} + Na_{2}CO_{3} + 2NaBr + 2H_{2}O$.
$(A)$ સાચું છે કારણ કે પ્રક્રિયાના તત્વયોગમિતિ (stoichiometry) મુજબ પ્રતિ મોલ પ્રાથમિક એમાઇડ દીઠ $4$ મોલ $NaOH$ અને $1$ મોલ $Br_{2}$ ની જરૂર પડે છે.
$(B)$ ખોટું છે કારણ કે આલ્કાઇલ એમાઇડ્સ (પ્રાથમિક એમાઇડ્સ) આ પ્રક્રિયા સરળતાથી આપે છે.
$(C)$ સાચું છે કારણ કે આ પ્રક્રિયા પ્રાથમિક એમાઇન્સના સંશ્લેષણ માટેની પ્રમાણભૂત પ્રયોગશાળા પદ્ધતિ છે.
$(D)$ ખોટું છે કારણ કે દ્વિતીયક એમાઇડ્સ $(RCONHR')$ પાસે પુનઃરચના (rearrangement) મિકેનિઝમ માટે જરૂરી $-NH_{2}$ સમૂહ હોતો નથી.
$(E)$ સાચું છે કારણ કે પ્રક્રિયામાં બનતી આડપેદાશો $Na_{2}CO_{3}$,$NaBr$ અને $H_{2}O$ છે.

(A) આ પ્રક્રિયા ઇલેક્ટ્રોફિલિક એરોમેટિક સબસ્ટિટ્યુશન (ડાયઝો કપલિંગ) છે.
પ્રતિક્રિયાશીલતા એરોમેટિક રિંગ પરની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે,જે $-N(Me)_2$ જેવા ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ જૂથો દ્વારા વધે છે.
$-N(Me)_2$ જૂથના ઓર્થો સ્થાન પર અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) ઇલેક્ટ્રોફાઇલના અભિગમને અટકાવીને પ્રતિક્રિયાશીલતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે.
અણુ $P$ માં કોઈ ઓર્થો સબસ્ટિટ્યુઅન્ટ્સ નથી,અણુ $Q$ માં એક ઓર્થો મિથાઈલ જૂથ છે,અને અણુ $R$ માં બે ઓર્થો મિથાઈલ જૂથો છે.
તેથી,અવકાશી અવરોધ $P < Q < R$ ના ક્રમમાં વધે છે,જેનો અર્થ છે કે પ્રતિક્રિયાશીલતા $P > Q > R$ ના ક્રમમાં ઘટે છે.

(D) $1$. એનિલિન $Br_2/H_2O$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને મુખ્ય નીપજ તરીકે $2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોએનિલિન $(A)$ બનાવે છે.
$2$. $2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોએનિલિન $273-278 \ K$ તાપમાને $NaNO_2/HCl$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ડાયઝોનિયમ ક્ષાર,$2,4,6$-ટ્રાયબ્રોમોબેન્ઝિન ડાયઝોનિયમ ક્લોરાઈડ $(B)$ બનાવે છે.
$3$. ડાયઝોનિયમ ક્ષારની $HBF_4$ અને ત્યારબાદ $NaNO_2/Cu, \Delta$ સાથેની પ્રક્રિયા એ બાલ્ઝ-શીમેન અથવા સેન્ડમેયર પ્રકારની પ્રક્રિયાનું એક સ્વરૂપ છે,જેમાં ડાયઝોનિયમ સમૂહ $(-N_2^+Cl^-)$ નાઈટ્રો સમૂહ $(-NO_2)$ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે.
$4$. આમ,અંતિમ નીપજ $C$ એ $1,3,5$-ટ્રાયબ્રોમો-$2$-નાઈટ્રોબેન્ઝિન છે.

(B) હોફમેન બ્રોમામાઇડ ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા $(Br_2/KOH)$ પ્રાથમિક એમાઇડ્સ $(R-CONH_2)$ માટે વિશિષ્ટ છે,જે તેમને પ્રાથમિક એમાઇન્સ $(R-NH_2)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
ગેબ્રિયલ થેલીમાઇડ સંશ્લેષણનો ઉપયોગ પણ પ્રાથમિક આલ્કાઇલ હેલાઇડ્સ $(R-X)$ માંથી પ્રાથમિક એમાઇન્સ $(R-NH_2)$ તૈયાર કરવા માટે થાય છે.
તેથી,આપણે આપેલા સમૂહમાં પ્રાથમિક એમાઇડ્સ $(R-CONH_2)$ ની સંખ્યા ઓળખવાની જરૂર છે.
આકૃતિમાં આપેલી રચનાઓનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$1$. $C_6H_5CONH_2$ (બેન્ઝામાઇડ) - પ્રાથમિક એમાઇડ.
$2$. $C_6H_5CH_2CONH_2$ ($2$-ફિનાઇલએસીટામાઇડ) - પ્રાથમિક એમાઇડ.
$3$. $CH_3CONH_2$ (એસીટામાઇડ) - પ્રાથમિક એમાઇડ.
$4$. $C_6H_{11}CONHCH_2CH_3$ - દ્વિતીયક એમાઇડ (હોફમેન ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા આપતું નથી).
$5$. $(CH_3)_3CCONHCH_3$ - દ્વિતીયક એમાઇડ (હોફમેન ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા આપતું નથી).
$6$. $C_6H_{11}CONH_2$ (સાયક્લોહેક્સેનકાર્બોક્સામાઇડ) - પ્રાથમિક એમાઇડ.
પ્રાથમિક એમાઇડ્સની ગણતરી કરતા,આપણી પાસે સંયોજનો $1$,$2$,$3$ અને $6$ છે.
આમ,આવા કુલ $4$ સંયોજનો છે.

(D) વિધાન $I$ ખોટું છે: બેન્ઝેમાઇડની $Br_2$ અને $NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયા (હોફમેન બ્રોમામાઇડ ડિગ્રેડેશન) એનિલિન આપે છે,બેન્ઝાઇલએમાઇન નહીં.
વિધાન $II$ સાચું છે: નાઇટ્રેશનના પ્રબળ એસિડિક માધ્યમ $(H_2SO_4)$ માં,એનિલિન પ્રોટોનેટેડ થઈને એનિલિનિયમ આયન $(-NH_3^+)$ બનાવે છે,જે મેટા-ડાયરેક્ટિંગ છે. તેથી,$-NH_3^+$ સમૂહની નિષ્ક્રિય અને મેટા-ડાયરેક્ટિંગ પ્રકૃતિને કારણે $m$-નાઇટ્રોએનિલિન નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં બને છે.

(C) સંયુગ્મી એસિડ બેઇઝના પ્રોટોનેશન દ્વારા બને છે. નિર્બળ બેઇઝમાંથી પ્રબળ સંયુગ્મી એસિડ બને છે.
આપેલા વિસ્થાપિત એનિલીનોમાં,બેઇઝની પ્રબળતા વિસ્થાપકોના ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ અથવા ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ સ્વભાવ પર આધાર રાખે છે.
$4$-નાઈટ્રોએનિલીનમાં રહેલ $-NO_2$ સમૂહ એ રેઝોનન્સ અને ઇન્ડક્ટિવ અસર દ્વારા પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-વિથડ્રોઇંગ સમૂહ છે,જે નાઇટ્રોજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની પ્રાપ્યતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે,જેથી તે સૌથી નિર્બળ બેઇઝ બને છે.
સંયુગ્મી એસિડની પ્રબળતા તેના પિતૃ બેઇઝની પ્રબળતાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોવાથી,$4$-નાઈટ્રોએનિલીનનું પ્રોટોનેટેડ સ્વરૂપ સૌથી પ્રબળ સંયુગ્મી એસિડ છે.

(C) સંયોજનનું ઉત્કલનબિંદુ આંતરઆણ્વીય આકર્ષણ બળોની પ્રબળતા પર આધાર રાખે છે.
$n-C_4H_{10}$ $(C)$ એ આલ્કેન છે અને તેમાં માત્ર નિર્બળ વાન્ડર વાલ્સ બળો હોય છે,પરિણામે તેનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી ઓછું હોય છે.
$C_2H_5NHC_2H_5$ $(D)$ એ દ્વિતીયક એમાઈન છે; તે હાઈડ્રોજન બંધન દર્શાવે છે,પરંતુ અવકાશી અવરોધને કારણે પ્રાથમિક એમાઈન કરતા તેનું પ્રમાણ ઓછું હોય છે.
$n-C_4H_9NH_2$ $(B)$ એ પ્રાથમિક એમાઈન છે,જેમાં દ્વિતીયક એમાઈન $(D)$ ની સરખામણીમાં વધુ પ્રબળ હાઈડ્રોજન બંધન હોય છે.
$n-C_4H_9OH$ $(A)$ એ આલ્કોહોલ છે,જે નાઈટ્રોજનની સરખામણીમાં ઓક્સિજનની ઊંચી વિદ્યુતઋણતાને કારણે સૌથી પ્રબળ હાઈડ્રોજન બંધ બનાવે છે,પરિણામે તેનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી વધુ હોય છે.
તેથી,ઉત્કલનબિંદુનો વધતો ક્રમ $C < D < B < A$ છે.

(A) પ્રતિક્રિયા શ્રેણીમાં ડાયઝોએમિનોબેન્ઝીનનું $p$-એમિનોએઝોબેન્ઝીનમાં એસિડ-ઉત્પ્રેરિત પુનઃરચના (rearrangement) સામેલ છે.
$1$. શરૂઆતનું પદાર્થ ડાયઝોએમિનોબેન્ઝીન $(C_{12}H_{11}N_3)$ છે.
$2$. $HCl$ અને એનિલિન સાથે પ્રક્રિયા કરવા પર,તે ડાયઝોએમિનો-ટુ-એમિનોએઝો પુનઃરચના તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે.
$3$. બનેલું પીળું ઉત્પાદન $(X)$ $p$-એમિનોએઝોબેન્ઝીન છે,જેનું રાસાયણિક સૂત્ર $C_{12}H_{11}N_3$ છે.
$4$. $C_{12}H_{11}N_3$ નું મોલર દળ $(12 \times 12) + (11 \times 1) + (3 \times 14) = 144 + 11 + 42 = 197$ g/mol છે.
$5$. ઉત્પાદનમાં નાઈટ્રોજનની ટકાવારી $\frac{\text{N નું કુલ દળ}}{\text{X નું મોલર દળ}} \times 100 = \frac{42}{197} \times 100 \approx 21.32\%$ છે.
$6$. નજીકના પૂર્ણાંકમાં રાઉન્ડિંગ કરતા,આપણને $21\%$ મળે છે.

(B) પ્રક્રિયા $1$: $C_2H_5Cl + AgCN \rightarrow C_2H_5NC$ (ઇથાઇલ આઇસોસાયનાઇડ,જે દુર્ગંધયુક્ત સંયોજન છે).
પ્રક્રિયા $2$: આમાં હોફમેન બ્રોમામાઇડ ડિગ્રેડેશન અને ત્યારબાદ કાર્બાઇલેમાઇન પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે.
પગલું $1$: $C_2H_5CONH_2 \xrightarrow{Br_2, NaOH} C_2H_5NH_2$ ($Y$ એ ઇથાઇલએમાઇન છે).
પગલું $2$: $C_2H_5NH_2 + CHCl_3 + 3KOH \xrightarrow{\Delta} C_2H_5NC + 3KCl + 3H_2O$ (કાર્બાઇલેમાઇન પ્રક્રિયા).
આમ,$Z$ એ ઇથાઇલ આઇસોસાયનાઇડ $(C_2H_5NC)$ છે અને $X$ એ $AgCN$ છે.