Properties of Amines Questions in Hindi

(B) बेंज़ेमाइड $(C_6H_5CONH_2)$ का एनिलीन $(C_6H_5NH_2)$ में रूपांतरण हॉफमैन ब्रोमामाइड निम्नीकरण अभिक्रिया द्वारा होता है,जिसमें $NaOH + Br_2$ का उपयोग किया जाता है। अतः,$X = NaOH + Br_2$ है।
बेंज़ेमाइड $(C_6H_5CONH_2)$ का बेंजिलएमाइन $(C_6H_5CH_2NH_2)$ में रूपांतरण एमाइड समूह के अपचयन द्वारा होता है,जो $LiAlH_4$ जैसे प्रबल अपचायक और उसके बाद जल-अपघटन द्वारा किया जाता है। अतः,$Y = (i) \ LiAlH_4 \ (ii) \ H_2O$ है।
इसलिए,$X = NaOH + Br_2$ और $Y = (i) \ LiAlH_4 \ (ii) \ H_2O$ है।

(C) $1$. $CH_3COOH$ की $P_2O_5/\Delta$ के साथ अभिक्रिया एसिटिक एनहाइड्राइड $(M)$ उत्पन्न करती है,जो $(CH_3CO)_2O$ है।
$2$. एसिटिक एनहाइड्राइड एनिलीन $(C_6H_5NH_2)$ के साथ अभिक्रिया करके एसिटानिलाइड $(N)$ बनाता है,जो $CH_3CONHC_6H_5$ है।
$3$. इसके बाद $288 \ K$ पर $HNO_3/H_2SO_4$ का उपयोग करके एसिटानिलाइड का नाइट्रीकरण किया जाता है। $-NHCOCH_3$ समूह ऑर्थो/पैरा निर्देशक है,लेकिन त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण,पैरा-आइसोमर मुख्य उत्पाद होता है।
$4$. अंत में,$H^+/H_2O$ के साथ जल-अपघटन करने पर एसिटाइल समूह हट जाता है और मुख्य उत्पाद '$R$' के रूप में $p-$नाइट्रोएनिलीन प्राप्त होता है।

(B) दी गई अभिक्रिया हॉफमैन ब्रोमामाइड निम्नीकरण अभिक्रिया है।
इस अभिक्रिया में,एक एमाइड को ब्रोमीन और सोडियम हाइड्रॉक्साइड के जलीय या अल्कोहलिक घोल के साथ उपचारित किया जाता है।
प्राप्त उत्पाद एक प्राथमिक एमाइन है जिसमें शुरुआती एमाइड की तुलना में एक कार्बन परमाणु कम होता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$CH_3CH_2CH_2CH_2CONH_2 + Br_2 + 4 NaOH \rightarrow CH_3CH_2CH_2CH_2NH_2 + Na_2CO_3 + 2 NaBr + 2 H_2O$
अतः,उत्पाद $CH_3CH_2CH_2CH_2NH_2$,$Na_2CO_3$,$2 NaBr$ और $2 H_2O$ हैं।

(D) बेंजीन डायज़ोनियम क्लोराइड और $o$-टोलुइडिन ($2$-मिथाइलऐनिलीन) के बीच $273 \ K$ और $pH \ 4-5$ पर होने वाली अभिक्रिया एक इलेक्ट्रॉनरागी एरोमैटिक प्रतिस्थापन अभिक्रिया है जिसे युग्मन (कपलिंग) अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।
इस अभिक्रिया में,डायज़ोनियम धनायन एक इलेक्ट्रॉनरागी के रूप में कार्य करता है।
$-NH_2$ समूह एक प्रबल सक्रियकारी समूह है और यह ऑर्थो/पैरा निर्देशक है।
ऑर्थो स्थिति पर मौजूद मिथाइल समूह के कारण उत्पन्न त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण,इलेक्ट्रॉनरागी $-NH_2$ समूह के सापेक्ष पैरा स्थिति पर आक्रमण करता है।
इसलिए,मुख्य उत्पाद $4$-ऐमीनो-$3$-मिथाइलऐज़ोबेंजीन है।

(B) $1$. प्रोपेनिट्राइल $(CH_3CH_2CN)$ का $LiAlH_4$ के साथ अपचयन करने पर प्रोपेन$-1-$एमाइन $(CH_3CH_2CH_2NH_2)$ प्राप्त होता है,जो यौगिक $A$ है।
$2$. प्राथमिक एमाइन $(A)$ की क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ और अल्कोहलिक पोटेशियम हाइड्रोक्साइड $(KOH)$ के साथ अभिक्रिया को कार्बिल एमाइन अभिक्रिया कहा जाता है।
$3$. यह अभिक्रिया आइसोसाइनाइड या कार्बिल एमाइन $(CH_3CH_2CH_2NC)$ बनाती है,जो यौगिक $B$ है,जिसकी पहचान इसकी तीखी गंध से होती है।
$4$. अतः,$A$ का $B$ में रूपांतरण कार्बिल एमाइन अभिक्रिया का एक उदाहरण है।

(B) प्राथमिक एमाइन की क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ और अल्कोहलिक पोटेशियम हाइड्रोक्साइड $(KOH)$ के साथ अभिक्रिया को कार्बिलएमाइन अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है। यह अभिक्रिया आइसोसाइनाइड (कार्बिलएमाइन) बनाती है,जो बहुत दुर्गंधयुक्त होते हैं।
$R-NH_2 + CHCl_3 + 3KOH \rightarrow R-NC + 3KCl + 3H_2O$
दिए गए विकल्पों में से,केवल बेंजाइलएमाइन $(C_6H_5CH_2NH_2)$ एक प्राथमिक एमाइन है। $N$-मिथाइलएनिलिन एक द्वितीयक एमाइन है,$N,N$-डाइमिथाइलएनिलिन एक तृतीयक एमाइन है और बेंजामाइड एक एमाइड है। इसलिए,केवल बेंजाइलएमाइन ही कार्बिलएमाइन अभिक्रिया करके दुर्गंधयुक्त पदार्थ उत्पन्न करेगा।

(C) प्राथमिक एमाइन (एलिफैटिक और एरोमैटिक दोनों) की क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ और अल्कोहलिक पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड $(KOH)$ के साथ अभिक्रिया को कार्बिलएमाइन अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।
इस अभिक्रिया में,एनिलिन $(C_6H_5NH_2)$ $CHCl_3$ और $KOH$ के साथ अभिक्रिया करके फेनिल आइसोसाइनाइड $(C_6H_5NC)$ बनाता है,जिसे फेनिल कार्बिलएमाइन भी कहा जाता है।
रासायनिक समीकरण है: $C_6H_5NH_2 + CHCl_3 + 3KOH (alc.) \rightarrow C_6H_5NC + 3KCl + 3H_2O$.
अतः,सही उत्पाद फेनिल आइसोसाइनाइड है।

(D) कार्बिलएमीन परीक्षण प्राथमिक एमाइन $(R-NH_2)$ की एक विशिष्ट अभिक्रिया है।
द्वितीयक और तृतीयक एमाइन यह परीक्षण नहीं देते हैं।
$A$. हॉफमैन ब्रोमाइड निम्नीकरण प्राथमिक एमाइन उत्पन्न करता है।
$B$. गेब्रियल थैलिमाइड संश्लेषण प्राथमिक एमाइन उत्पन्न करता है।
$C$. $LiAlH_4$ के साथ नाइट्राइल्स का अपचयन प्राथमिक एमाइन उत्पन्न करता है।
$D$. $LiAlH_4$ के साथ तृतीयक एमाइड्स का अपचयन तृतीयक एमाइन $(R_3N)$ उत्पन्न करता है।
चूंकि तृतीयक एमाइन में $-NH_2$ समूह नहीं होता है,इसलिए वे कार्बिलएमीन परीक्षण नहीं देते हैं।

(C) $p-$मिथाइल एनिलीन का $p-$मिथाइल बेंजोइक एसिड में रूपांतरण निम्नलिखित चरणों में होता है:
$1$. डायज़ोटाइज़ेशन: $p-$मिथाइल एनिलीन $273 \ K$ पर $NaNO_2 + HCl$ के साथ अभिक्रिया करके $p-$मिथाइल बेंजीन डायज़ोनियम क्लोराइड बनाता है।
$2$. सैंडमेयर अभिक्रिया: डायज़ोनियम लवण $CuCN / KCN$ के साथ अभिक्रिया करके $p-$मिथाइल बेंज़ोनाइट्राइल बनाता है।
$3$. जल-अपघटन: नाइट्राइल समूह का $H_3O^{+}$ का उपयोग करके जल-अपघटन किया जाता है जिससे $p-$मिथाइल बेंजोइक एसिड प्राप्त होता है।
अतः,सही क्रम $NaNO_2 + HCl / 273 \ K ; CuCN / KCN ; H_3O^{+}$ है।

(C) अभिक्रिया श्रृंखला इस प्रकार है:
$1$. बेंजोइक एसिड $NH_3$ के साथ अभिक्रिया करके और फिर गर्म करने पर बेंजामाइड $(X)$ बनाता है।
$2$. बेंजामाइड $Br_2/NaOH$ के साथ हॉफमैन ब्रोमामाइड निम्नीकरण अभिक्रिया करके एनिलीन $(Y)$ बनाता है।
$3$. एनिलीन $CHCl_3/KOH$ (कार्बाइलेमाइन अभिक्रिया) के साथ अभिक्रिया करके फेनिल आइसोसाइनाइड $(Z)$ बनाता है,जो अपनी दुर्गंध के लिए जाना जाता है।

(C) अभिक्रिया अनुक्रम इस प्रकार है:
$1$. पिरिडीन की उपस्थिति में $(CH_3CO)_2O$ के साथ एनिलीन का $N$-एसिलेशन करने पर एसीटेनिलाइड $(C_6H_5NHCOCH_3)$ प्राप्त होता है।
$2$. सांद्र $HNO_3$ और सांद्र $H_2SO_4$ का उपयोग करके एसीटेनिलाइड का नाइट्रीकरण करने पर,$-NHCOCH_3$ समूह की त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण मुख्य रूप से पैरा-स्थान पर $p$-नाइट्रोएसीटेनिलाइड बनता है।
$3$. अंत में,$p$-नाइट्रोएसीटेनिलाइड का अम्ल-उत्प्रेरित जलअपघटन $(H_2O/H^+)$ करने पर एसीटाइल समूह हट जाता है और मुख्य उत्पाद के रूप में $p$-नाइट्रोएनिलीन ($4$-नाइट्रोएनिलीन) प्राप्त होता है।

(A) $I$. पिपेरिडिन सबसे अधिक क्षारीय है। $N$ पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म $sp^3$ संकरित कक्षक में है,इसमें कोई अनुनाद नहीं है और जुड़े हुए एल्काइल समूह के $+I$ प्रभाव के कारण,यह $sp^3$ संकरित अमोनिया से अधिक क्षारीय हो जाता है।
$II$. पिरिडीन में,एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म $sp^2$ संकरित कक्षक में होता है। $sp^2$ संकरित कक्षक $sp^3$ से छोटा होता है,इसलिए नाभिक के साथ मजबूत आकर्षण होता है,जिससे यह कम क्षारीय हो जाता है।
$III$. $NH_3$ एनिलीन से अधिक क्षारीय है क्योंकि अमोनिया में,एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म स्थानीयकृत होता है और दान के लिए आसानी से उपलब्ध होता है।
$IV$. एनिलीन की क्षारीयता अमोनिया से कम होती है क्योंकि एनिलीन में,$N$ पर मौजूद इलेक्ट्रॉन युग्म बेंजीन वलय के साथ अनुनाद में भाग लेते हैं।
अतः,क्षारीय प्रबलता का सही क्रम $I > III > II > IV$ है।

(A) एनीलिन का $-NH_2$ समूह $+M$ (मेसोमेरिक) प्रभाव के कारण एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-दाता समूह है।
यह प्रभाव बेंजीन वलय के ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाता है,जिससे वे अधिक न्यूक्लियोफिलिक हो जाते हैं और इलेक्ट्रोफिलिक आक्रमण के लिए अधिक सक्रिय हो जाते हैं।
इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन के दौरान,ऑर्थो या पैरा स्थितियों पर इलेक्ट्रोफाइल के आक्रमण से बनने वाले मध्यवर्ती एरेनियम आयन (सिग्मा कॉम्प्लेक्स) को $-NH_2$ समूह के नाइट्रोजन परमाणु के एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) द्वारा अनुनाद (resonance) स्थायित्व प्राप्त होता है।
अतः,कथन और कारण दोनों सही हैं,और कारण सही ढंग से बताता है कि $-NH_2$ समूह ऑर्थो,पैरा निर्देशक क्यों है।

(A) $1$. $CH_3CH_2OH + HCl \xrightarrow{ZnCl_2} CH_3CH_2Cl (A) + H_2O$.
$2$. $CH_3CH_2Cl + AgCN \rightarrow CH_3CH_2NC (B, \text{minor}) + CH_3CH_2CN (C, \text{major})$.
$3$. $B$ एथिल आइसोसाइनाइड है और $C$ एथिल साइनाइड है। वे क्रियात्मक समावयवी हैं ($I$ सही है)।
$4$. अपचयन: $CH_3CH_2NC + 4[H] \rightarrow CH_3CH_2NHCH_3$ ($2^{\circ}$ एमीन) और $CH_3CH_2CN + 4[H] \rightarrow CH_3CH_2CH_2NH_2$ ($1^{\circ}$ एमीन)। अतः,$II$ गलत है।
$5$. जल-अपघटन: $CH_3CH_2NC + 2H_2O \rightarrow CH_3CH_2NH_2 + HCOOH$ (फार्मिक अम्ल)। $CH_3CH_2CN + 2H_2O \rightarrow CH_3CH_2COOH + NH_3$. $CH_3CH_2COOH$ का सूत्र $C_3H_6O_2$ है। अतः,$III$ सही है।
$6$. $C$ (नाइट्राइल) $HgO$ के साथ आइसोसाइनेट नहीं बनाता है; $B$ (आइसोसाइनाइड) का ऑक्सीकरण आइसोसाइनेट में हो सकता है। अतः,$IV$ गलत है।
इसलिए,कथन $I$ और $III$ सही हैं।

(A) एनिलीन की एसिटिक एनहाइड्राइड $(CH_3CO)_2O$ के साथ अभिक्रिया से एसीटेनिलाइड $(A)$ का निर्माण होता है। इस प्रक्रिया को एसिटिलीकरण कहा जाता है। $-NHCOCH_3$ समूह,$-NH_2$ समूह की तुलना में कम सक्रिय होता है क्योंकि नाइट्रोजन के लोन पेयर का कार्बोनिल समूह के साथ अनुनाद होता है। यह वलय पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को कम करता है,जिससे पॉलीब्रोमिनेशन रुक जाता है। जब एसीटेनिलाइड $(A)$ को $CH_3COOH$ में $Br_2$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो बड़ा एसिटामिडो समूह ऑर्थो स्थिति पर त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण आने वाले ब्रोमीन परमाणु को मुख्य रूप से पैरा स्थिति पर निर्देशित करता है। अतः,मुख्य उत्पाद $B$,$p$-ब्रोमोएसीटेनिलाइड है।

(C) अभिक्रिया इस प्रकार होती है:
$(i)$ $Sn/HCl$,$-NO_2$ समूह को $-NH_2$ समूह में अपचयित (reduce) करता है,जिससे $p$-टोलुइडिन बनता है।
(ii) $-NH_2$ समूह की उपस्थिति में $Br_2$ $(1 \ eq.)$ ऑर्थो-स्थान पर ब्रोमीनीकरण करता है,जिससे $2$-ब्रोमो-$4$-मिथाइलएनिलिन प्राप्त होता है।
(iii) $NaNO_2/HCl$ $(273-278 \ K)$ पर $-NH_2$ समूह को डायज़ोनियम लवण $(-N_2^+Cl^-)$ में परिवर्तित करता है।
(iv) $Cu_2Br_2/HBr$ (सैंडमेयर अभिक्रिया) डायज़ोनियम समूह को $-Br$ परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित करता है,जिसके परिणामस्वरूप $1,2$-डाइब्रोमो-$4$-मिथाइलबेंजीन प्राप्त होता है।

(C) $1$. $4-$नाइट्रोटोल्यूइन का $Fe / HCl$ के साथ अपचयन करने पर $4-$मिथाइलएनिलीन ($p-$टोल्यूइडीन) प्राप्त होता है।
$2$. $-NH_2$ समूह एक प्रबल सक्रियकारी और $ortho-para$ निर्देशक समूह है।
$3$. $-CH_3$ समूह भी एक सक्रियकारी और $ortho-para$ निर्देशक समूह है।
$4$. $4-$मिथाइलएनिलीन में,$-NH_2$ समूह के सापेक्ष $ortho$ स्थितियाँ $2$ और $6$ हैं।
$5$. चूंकि $para$ स्थिति पहले से ही $-CH_3$ समूह द्वारा भरी हुई है,इसलिए $Br_2$ की अधिक मात्रा के साथ इलेक्ट्रोफिलिक ब्रोमीनीकरण $-NH_2$ के सापेक्ष दोनों उपलब्ध $ortho$ स्थितियों ($2$ और $6$) पर होता है,जिसके परिणामस्वरूप $2,6-$डाइब्रोमो-$4-$मिथाइलएनिलीन प्राप्त होता है।

(C) किसी ऋणायन (anion) की क्षारीय सामर्थ्य उसके संयुग्मी अम्ल (conjugate acid) की अम्लीय सामर्थ्य के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
सबसे पहले,दिए गए क्षारों के संयुग्मी अम्ल पहचानें:
$CH_{3}^{-}$ का संयुग्मी अम्ल $CH_{4}$ $(pKa \approx 50)$ है।
$NH_{2}^{-}$ का संयुग्मी अम्ल $NH_{3}$ $(pKa \approx 38)$ है।
$CN^{-}$ का संयुग्मी अम्ल $HCN$ $(pKa \approx 9.2)$ है।
$HS^{-}$ का संयुग्मी अम्ल $H_{2}S$ $(pKa \approx 7)$ है।
चूंकि अम्लीय सामर्थ्य का क्रम $CH_{4} < NH_{3} < HCN < H_{2}S$ है,इसलिए उनके संयुग्मी क्षारों की क्षारीय सामर्थ्य का क्रम इसका उल्टा होगा: $CH_{3}^{-} > NH_{2}^{-} > CN^{-} > HS^{-}$।

(D) जब एनिलिन को सांद्र $H_{2}SO_{4}$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो यह पहले एनिलिनियम हाइड्रोजन सल्फेट बनाता है।
इस लवण को $200^{\circ}C$ पर गर्म करने पर,यह पुनर्विन्यास (सल्फोनेशन) अभिक्रिया से गुजरता है और $p$-अमीनोबेंजीनसल्फोनिक एसिड बनाता है,जिसे सामान्यतः सल्फेनिलिक एसिड के रूप में जाना जाता है।
यह अभिक्रिया ज़्विटर आयन (zwitter ion) के निर्माण के माध्यम से आगे बढ़ती है।

(A AND C) साइक्लोब्यूटाइल एमाइन की $HNO_{2}$ के साथ अभिक्रिया से एक डायज़ोनियम लवण बनता है,जो अस्थिर होता है और $N_{2}$ खोकर एक साइक्लोब्यूटाइल कार्बोनियम आयन (कार्बोकेशन) बनाता है। यह कार्बोकेशन अधिक स्थिर साइक्लोप्रोपाइलमिथाइल कार्बोकेशन बनाने के लिए वलय संकुचन (ring contraction) से गुजर सकता है। दोनों कार्बोकेशन फिर पानी के साथ अभिक्रिया करके अपने संबंधित अल्कोहल बनाते हैं। इसलिए,उत्पाद साइक्लोब्यूटेनॉल और साइक्लोप्रोपाइलमिथेनॉल हैं।

(D) बेंजीनडायज़ोनियम क्लोराइड $(C_{6}H_{5}N_{2}^{+}Cl^{-})$ का फेनिलहाइड्राज़िन $(C_{6}H_{5}NHNH_{2})$ में अपचयन एक मानक रासायनिक परिवर्तन है।
इसे $SnCl_{2} / HCl$ (हाइड्रोक्लोरिक एसिड में स्टेनस क्लोराइड) या $Na_{2}SO_{3}$ (सोडियम सल्फाइट) का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है।
इसलिए,दोनों अभिकर्मक इस अपचयन के लिए प्रभावी हैं।

(C) दिए गए यौगिकों की क्षारीयता प्रोटोनन के बाद बनने वाले संयुग्मी अम्ल की स्थिरता और नाइट्रोजन परमाणुओं पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) के अनुनाद स्थिरीकरण पर निर्भर करती है।
$(1)$ $CH_3CH_2NH_2$ (एथिलएमीन): एक प्राथमिक एलिफैटिक एमीन,जो एथिल समूह के $+I$ प्रभाव के कारण क्षारीय है।
$(2)$ $CH_3CH=NH$ (एथिलिडीनइमीन): नाइट्रोजन परमाणु $sp^2$ संकरित है,जिससे इसका एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म $sp^3$ संकरित नाइट्रोजन की तुलना में प्रोटोनन के लिए कम उपलब्ध होता है।
$(3)$ $CH_3C(=NH)NH_2$ (एसीटामिडिन): इमीन नाइट्रोजन पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म अमीनो समूह के साथ अनुनाद में भाग लेता है,जो संयुग्मी अम्ल को काफी स्थिर करता है।
$(4)$ $H_2NC(=NH)NH_2$ (गुआनिडिन): यह सबसे अधिक क्षारीय यौगिक है क्योंकि संयुग्मी अम्ल पर मौजूद धनात्मक आवेश अनुनाद के माध्यम से तीन नाइट्रोजन परमाणुओं पर विस्थानीकृत (delocalized) हो जाता है,जो अधिकतम स्थिरता प्रदान करता है।
अतः,क्षारीयता का सही क्रम $2 < 1 < 3 < 4$ है।

(B) एमाइन की बेंजीन सल्फोनाइल क्लोराइड (हिन्सबर्ग अभिकर्मक) के साथ अभिक्रिया का उपयोग प्राथमिक,द्वितीयक और तृतीयक एमाइन के बीच अंतर करने के लिए किया जाता है।
$1$. प्राथमिक एमाइन $(R-NH_2)$ एक सल्फोनामाइड बनाते हैं जो नाइट्रोजन परमाणु पर अम्लीय हाइड्रोजन की उपस्थिति के कारण $aq. NaOH$ में घुलनशील होता है।
$2$. द्वितीयक एमाइन $(R_2NH)$ एक सल्फोनामाइड बनाते हैं जो $aq. NaOH$ में अघुलनशील होता है क्योंकि उनमें नाइट्रोजन परमाणु पर अम्लीय हाइड्रोजन नहीं होता है।
$3$. तृतीयक एमाइन $(R_3N)$ बेंजीन सल्फोनाइल क्लोराइड के साथ अभिक्रिया नहीं करते हैं।
चूंकि दिया गया एमाइन एक सफेद अवक्षेप बनाता है जो $aq. NaOH$ में अघुलनशील है,इसलिए यह एक द्वितीयक एमाइन होना चाहिए।
आणविक सूत्र $C_3H_9N$ एक द्वितीयक एमाइन,$N$-मिथाइलइथेनामाइन $(CH_3-NH-CH_2CH_3)$ के अनुरूप है।

(A) यह अभिक्रिया डायज़ोनियम समूह $(-N_{2}^{+}Cl^{-})$ को हटाकर उसके स्थान पर हाइड्रोजन परमाणु $(H)$ के प्रतिस्थापन को दर्शाती है।
यह एक अपचयी विऐमीनीकरण (reductive deamination) अभिक्रिया है।
डायज़ोनियम लवणों को एरीन में अपचयित करने के लिए $H_{3}PO_{2}$ (हाइपोफॉस्फोरस अम्ल) का उपयोग किया जाता है।
अभिक्रिया: $Ar-N_{2}^{+}Cl^{-} + H_{3}PO_{2} + H_{2}O \rightarrow Ar-H + N_{2} + H_{3}PO_{3} + HCl$ है।
अतः,सही अभिकर्मक $H_{3}PO_{2}$ है।

(D) सांद्र $HNO_3$ और $H_2SO_4$ (नाइट्रीकरण मिश्रण) के साथ एनिलिन का सीधा नाइट्रीकरण करने पर $-NH_2$ समूह का प्रोटोनीकरण होकर $-NH_3^+$ आयन बनता है,जो मेटा-निर्देशी होता है।
अम्लीय माध्यम में,एनिलिन एनिलिनियम आयन $(C_6H_5NH_3^+)$ के रूप में मौजूद होता है,जो अत्यधिक निष्क्रिय करने वाला और मेटा-निर्देशी होता है।
इसलिए,इन परिस्थितियों में प्राप्त मुख्य उत्पाद $m$-नाइट्रोएनिलिन है।

(D) $Carbylamine$ शब्द आइसोसाइनाइड या आइसोनाइट्राइल का दूसरा नाम है,जिसका सामान्य रासायनिक सूत्र $RNC$ है।
कार्बाइलएमाइन अभिक्रिया में,प्राथमिक एमाइन क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ और अल्कोहलिक क्षार $(KOH)$ के साथ अभिक्रिया करके आइसोसाइनाइड $(RNC)$ बनाते हैं,जो अपनी दुर्गंध के लिए पहचाने जाते हैं।

(B) दी गई अभिक्रिया अनुक्रम में:
$M$ $(C_{8}H_{6}Cl_{2}O)$ एक एसाइल क्लोराइड है।
$Step-I$: $M$ की $NH_{3}$ के साथ अभिक्रिया से एमाइड $(C_{8}H_{8}ClNO)$ बनता है।
$Step-II$: हॉफमैन-ब्रोमामाइड अभिक्रिया द्वारा एमाइड का एमीन में रूपांतरण होता है।
अंतिम उत्पाद $4$-क्लोरो-$3$-मिथाइलएनिलीन है।
अतः,$M$ का सही संरचनात्मक सूत्र $4$-क्लोरो-$3$-मिथाइलबेन्ज़ोयल क्लोराइड है।

(B) एनिलीन $(C_6H_5NH_2)$ में,नाइट्रोजन परमाणु पर मौजूद इलेक्ट्रॉनों का एकाकी युग्म (lone pair) अनुनाद के माध्यम से बेंजीन वलय में विस्थानीकृत (delocalized) हो जाता है।
यह प्रोटोनेशन के लिए एकाकी युग्म की उपलब्धता को कम करता है,जिससे एनिलीन एक कमजोर क्षार बन जाता है।
इसके विपरीत,मिथाइल एमाइन $(CH_3NH_2)$ में,इलेक्ट्रॉन-दाता मिथाइल समूह नाइट्रोजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाता है,जिससे यह एनिलीन की तुलना में अधिक क्षारीय हो जाता है।

(B) एनिलीन एक प्राथमिक एमीन है (जिसमें $-NH_{2}$ समूह होता है)।
जब इसे क्षारीय परिस्थितियों में ($KOH$ का उपयोग करके) क्लोरोफॉर्म $(CHCl_{3})$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो यह एक दुर्गंधयुक्त यौगिक बनाता है जिसे फेनिल आइसोनाइट्राइल (या फेनिल कार्बाइलेमीन) कहा जाता है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$C_{6}H_{5}NH_{2} + CHCl_{3} + 3KOH(alc.) \rightarrow C_{6}H_{5}NC + 3KCl + 3H_{2}O$.
इस अभिक्रिया को कार्बाइलेमीन अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।

(C) यह अभिक्रिया $Br_2$ और $FeBr_3$ का उपयोग करके $N$-फेनिलबेंज़ेमाइड का इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन (ब्रोमिनेशन) है।
$N$-फेनिलबेंज़ेमाइड में एमाइड समूह से जुड़ी दो फेनिल रिंग होती हैं।
एमाइड समूह का नाइट्रोजन परमाणु सीधे एक फेनिल रिंग से जुड़ा होता है। नाइट्रोजन परमाणु पर मौजूद लोन पेयर इस रिंग में विस्थानीकृत (delocalized) हो जाता है,जिससे यह रिंग इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन के लिए सक्रिय हो जाती है।
इसके विपरीत,दूसरी फेनिल रिंग कार्बोनिल समूह $(C=O)$ से जुड़ी होती है,जो एक इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है,जिससे वह रिंग निष्क्रिय (deactivated) हो जाती है।
इसलिए,इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन सक्रिय रिंग पर ऑर्थो और पैरा स्थितियों पर होता है। त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण,पैरा-प्रतिस्थापित उत्पाद मुख्य उत्पाद होता है।
अतः,मुख्य उत्पाद $N$-($4$-ब्रोमोफेनिल)बेंज़ेमाइड है।

(C) अभिक्रिया दो चरणों में पूरी होती है:
$1$. नाइट्रोबेंजीन $(C_6H_5NO_2)$ का $NH_4Cl / Zn$ डस्ट द्वारा अपचयन होकर फेनिलहाइड्रॉक्सिलएमीन $(C_6H_5NHOH)$ बनता है।
$2$. इसके बाद फेनिलहाइड्रॉक्सिलएमीन का $H_2SO_4 / Na_2Cr_2O_7$ द्वारा ऑक्सीकरण होकर नाइट्रोसोबेंजीन $(C_6H_5NO)$ प्राप्त होता है।

(D) आण्विक सूत्र $C_6H_7N$ और दी गई अभिक्रियाएँ दर्शाती हैं कि $x$ एनिलीन $(C_6H_5NH_2)$ है।
$1$. $x$ एक प्राथमिक एमीन है क्योंकि यह कार्बिलएमीन परीक्षण देता है (अप्रिय गंध वाला $y$,जो फेनिल आइसोसाइनाइड,$C_6H_5NC$ है)।
$2$. बेन्जीनसल्फोनिल क्लोराइड (हिन्सबर्ग अभिकर्मक) के साथ अभिक्रिया: $C_6H_5NH_2 + C_6H_5SO_2Cl \rightarrow C_6H_5-SO_2-NH-C_6H_5$ $(z)$।
$3$. यौगिक $z$ $N$-फेनिलबेन्जीनसल्फोनैमाइड है।
$4$. $z$ में विभिन्न प्रकार के $H$ परमाणु:
- रिंग $1$ ($SO_2$ से जुड़ी): $3$ प्रकार (ऑर्थो,मेटा,पैरा)।
- रिंग $2$ ($NH$ से जुड़ी): $3$ प्रकार (ऑर्थो,मेटा,पैरा)।
- नाइट्रोजन पर $H$ परमाणु: $1$ प्रकार।
कुल विभिन्न $H$ परमाणु = $3 + 3 + 1 = 7$।

(C) $1$. मूलानुपाती सूत्र की गणना:
$C = 61.01/12 = 5.08$,$H = 15.25/1 = 15.25$,$N = 23.74/14 = 1.69$.
सबसे छोटे मान $(1.69)$ से विभाजित करने पर: $C = 3$,$H = 9$,$N = 1$.
मूलानुपाती सूत्र $C_3H_9N$ है।
$2$. $HNO_2$ के साथ अभिक्रिया:
एलिफैटिक प्राथमिक एमाइन $HNO_2$ के साथ अभिक्रिया करके अस्थिर डायज़ोनियम लवण बनाते हैं,जो विघटित होकर अल्कोहल $(Y)$ बनाते हैं और $N_2$ गैस मुक्त होती है।
$C_3H_9N$ (आइसोप्रोपिल एमाइन) के लिए अभिक्रिया:
$(CH_3)_2CH-NH_2 + HNO_2 \rightarrow (CH_3)_2CH-OH (Y) + N_2 + H_2O$.
$3$. ऑक्सीकरण और आयोडोफॉर्म परीक्षण:
यौगिक '$Y$' आइसोप्रोपिल अल्कोहल (प्रोपेन$-2-$ओल) है।
प्रोपेन$-2-$ओल का नियंत्रित ऑक्सीकरण एसीटोन $(Z)$ देता है,जो $CH_3COCH_3$ है।
एसीटोन में $CH_3CO-$ समूह होता है और इसलिए यह आयोडोफॉर्म परीक्षण देता है।
अतः,'$X$' आइसोप्रोपिल एमाइन,$(CH_3)_2CH-NH_2$ है।

(D) $1$. अभिक्रिया $(A)$ में,बेंज़ेनिलाइड का नाइट्रीकरण मुख्य रूप से एनिलीन रिंग पर होता है। दिया गया उत्पाद गलत है।
$2$. अभिक्रिया $(B)$ में,एरील हैलाइड गैब्रियल थैलिमाइड संश्लेषण नहीं देते हैं।
$3$. अभिक्रिया $(C)$ में,कार्बिलएमाइन अभिक्रिया से प्राप्त आइसोसाइनाइड का अपचयन करने पर $N$-मिथाइलबेंज़िलएमाइन प्राप्त होता है,प्राथमिक एमाइन नहीं।
$4$. अभिक्रिया $(D)$ हॉफमैन ब्रोमामाइड निम्नीकरण है,जो प्रोपेनामाइड से एथिलएमाइन देता है,जो सही अभिक्रिया है।

(A) बेंजीन डायज़ोनियम लवणों की स्थिरता बेंजीन वलय से जुड़े प्रतिस्थापी (substituent) की प्रकृति से प्रभावित होती है।
इलेक्ट्रॉन-दाता समूह $(EDG)$ धनावेश को फैलाकर डायज़ोनियम धनायन की स्थिरता को बढ़ाते हैं,जबकि इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह $(EWG)$ धनावेश को तीव्र करके स्थिरता को कम करते हैं।
दिए गए यौगिकों में:
$A$: $-OCH_3$ एक प्रबल $EDG$ ($+M$ प्रभाव) है।
$C$: बेंजीन डायज़ोनियम क्लोराइड (कोई प्रतिस्थापी नहीं)।
$D$: $-CN$ एक $EWG$ ($-M$ प्रभाव) है।
$B$: $-NO_2$ एक बहुत प्रबल $EWG$ ($-M$ प्रभाव) है।
अतः,स्थिरता का क्रम $A > C > D > B$ है।

(B) अभिक्रिया: $C_6H_5NH_2 + C_6H_5COCl \rightarrow C_6H_5NHCOC_6H_5 + HCl$
एनीलिन $(C_6H_5NH_2)$ का मोलर द्रव्यमान = $6 \times 12 + 7 \times 1 + 14 = 93 \ g \ mol^{-1}$.
बेंज़ानिलाइड $(C_6H_5NHCOC_6H_5)$ का मोलर द्रव्यमान = $13 \times 12 + 11 \times 1 + 14 + 16 = 197 \ g \ mol^{-1}$.
एनीलिन के मोल = $\frac{5.8 \ g}{93 \ g \ mol^{-1}} \approx 0.06237 \ mol$.
बेंज़ानिलाइड के सैद्धांतिक मोल = $0.06237 \ mol$.
बेंज़ानिलाइड के वास्तविक मोल = $0.06237 \times 0.82 \approx 0.05114 \ mol$.
बेंज़ानिलाइड का द्रव्यमान = $0.05114 \ mol \times 197 \ g \ mol^{-1} \approx 10.07 \ g$.
निकटतम पूर्णांक में,द्रव्यमान $10 \ g$ है।

(C) अभिक्रिया दो चरणों में होती है:
$1$. साइक्लोहेक्सिलमेथेनामाइन एक क्षार $(NaOH)$ की उपस्थिति में बेंज़ोयल क्लोराइड $(C_6H_5COCl)$ के साथ अभिक्रिया करके एक एमाइड,$N$-(साइक्लोहेक्सिलमिथाइल)बेंज़ेमाइड बनाता है,जो उत्पाद $[A]$ है।
$2$. इसके बाद एमाइड $[A]$ का लिथियम एल्युमिनियम हाइड्राइड $(LiAlH_4)$ और फिर जल-अपघटन $(H_2O)$ द्वारा अपचयन किया जाता है,जिससे अंतिम उत्पाद $[B]$ के रूप में $N$-बेंज़िलसाइक्लोहेक्सिलमेथेनामाइन प्राप्त होता है।

(C) दी गई अभिक्रिया $NaOBr$ का उपयोग करके $2$-मिथाइलबेन्ज़ेमाइड का हॉफमैन ब्रोमामाइड निम्नीकरण है,जो उत्पाद "$X$" के रूप में $2$-मिथाइलएनिलीन (o-टोलुइडिन) देता है।
$2$-मिथाइलएनिलीन एक प्राथमिक एरोमैटिक एमीन $(Ar-NH_2)$ है।
$1$. यह हिन्सबर्ग अभिकर्मक (बेन्ज़ीनसल्फोनिल क्लोराइड) के साथ अभिक्रिया करके सल्फोनेमाइड बनाता है,जो क्षार में घुलनशील होता है।
$2$. यह $0-5^{\circ}C$ पर नाइट्रस अम्ल $(HNO_2)$ के साथ अभिक्रिया करके डायज़ोनियम लवण बनाता है,जो $\beta$-नेफ्थोल के साथ धनात्मक एज़ो डाई परीक्षण देता है।
$3$. यह एक प्राथमिक एमीन है,और इसका $2^\circ$ एमीन समावयवी $N$-मिथाइलएनिलीन $(C_6H_5NHCH_3)$ है।
$4$. प्राथमिक एरोमैटिक एमीन सामान्यतः जलीय $NaOH$ में अघुलनशील होते हैं क्योंकि वे प्रकृति में क्षारीय होते हैं,अम्लीय नहीं।
अतः,सही कथन यह है कि इसका $2^\circ$ एमीन का एक समावयवी है,जो $N$-मिथाइलएनिलीन है।

(A) $HCl$ के प्रति अभिक्रियाशीलता एमीन की क्षारीयता (basicity) पर निर्भर करती है।
एमीन नाइट्रोजन परमाणु पर मौजूद एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) को $H^+$ आयन को दान करके क्षार के रूप में कार्य करते हैं।
एलिफैटिक एमीन,एरोमैटिक एमीन की तुलना में अधिक क्षारीय होते हैं क्योंकि एल्काइल समूह इलेक्ट्रॉन-दाता प्रेरणिक प्रभाव ($+I$ प्रभाव) प्रदर्शित करते हैं,जो नाइट्रोजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाते हैं।
जलीय विलयन में,एलिफैटिक एमीन की क्षारीयता प्रेरणिक प्रभाव,विलायकन (solvation) प्रभाव और त्रिविम बाधा (steric hindrance) के संयोजन द्वारा निर्धारित होती है।
डाइमिथाइल एमीन $((CH_3)_2NH)$ के लिए,इन कारकों का संयोजन इसे दिए गए विकल्पों में सबसे अधिक क्षारीय बनाता है,जिससे यह तनु $HCl$ के प्रति सबसे अधिक अभिक्रियाशील हो जाता है।

(B) आयरन स्क्रैप और $HCl$ का उपयोग करके नाइट्रो यौगिकों के अपचयन में,आयरन $HCl$ के साथ अभिक्रिया करके $FeCl_2$ और हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करता है।
बना हुआ $FeCl_2$ जल की उपस्थिति में जल-अपघटित होकर $Fe_3O_4$ बनाता है और $HCl$ को पुनर्जीवित करता है।
यह पुनर्जीवित $HCl$ अधिक आयरन के साथ अभिक्रिया करके अपचयन प्रक्रिया को जारी रखता है।
इसलिए,अभिक्रिया शुरू करने के लिए केवल उत्प्रेरक मात्रा में $HCl$ की आवश्यकता होती है।
अतः,कथन और कारण दोनों सही हैं और कारण कथन की सही व्याख्या करता है।

(B) कार्बिलएमीन अभिक्रिया (या आइसोसाइनाइड परीक्षण) प्राथमिक एमीन्स की एक विशिष्ट अभिक्रिया है। इस अभिक्रिया में,एक प्राथमिक एमीन क्लोरोफॉर्म $(CHCl_3)$ और अल्कोहलिक क्षार (जैसे $KOH$) के साथ अभिक्रिया करके आइसोसाइनाइड (कार्बिलएमीन) बनाता है,जिसमें बहुत तीखी और दुर्गंधयुक्त गंध होती है।
$4$-मिथाइलएनिलीन ($p$-टोल्यूइडिन) के लिए अभिक्रिया इस प्रकार है:
$CH_3-C_6H_4-NH_2 + CHCl_3 + 3KOH (\text{alc.}) \rightarrow CH_3-C_6H_4-NC + 3KCl + 3H_2O$
यहाँ,$4$-मिथाइलएनिलीन $CHCl_3$ और $KOH$ के साथ अभिक्रिया करके $4$-मिथाइलफेनिल आइसोसाइनाइड $(CH_3-C_6H_4-NC)$ का निर्माण करता है।