Properties of Amines Questions in Hindi

(C) जलीय विलयन में,एथिल-प्रतिस्थापित एमाइन की क्षारीय प्रबलता तीन कारकों के संयोजन द्वारा निर्धारित होती है: प्रेरणिक प्रभाव ($+I$ प्रभाव),विलायकन प्रभाव (हाइड्रोजन बंधन),और त्रिविम बाधा (steric hindrance)।
एथिल-प्रतिस्थापित एमाइन के लिए,द्वितीयक एमाइन $(2^\circ)$ इन कारकों के इष्टतम संतुलन के कारण सबसे अधिक क्षारीय होता है।
तृतीयक एमाइन $(3^\circ)$ त्रिविम बाधा के कारण द्वितीयक एमाइन से कम क्षारीय होता है,लेकिन प्राथमिक एमाइन $(1^\circ)$ से अधिक क्षारीय होता है।
अतः,क्षारीय प्रबलता का सही क्रम $(C_2H_5)_2 NH > (C_2H_5)_3 N > C_2H_5NH_2 > NH_3$ है।

(A) $1$. बेंजिल क्लोराइड $(C_6H_5CH_2Cl)$ के अमोनीकरण में क्लोरीन परमाणु का अमोनिया अणु द्वारा नाभिकरागी प्रतिस्थापन (nucleophilic substitution) होता है,जिसके परिणामस्वरूप बेंजिलेमाइन $(C_6H_5CH_2NH_2)$ बनता है।
$2$. बेंजिलेमाइन एक प्राथमिक एमाइन है। जब यह दो मोल मिथाइल क्लोराइड $(CH_3Cl)$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो नाइट्रोजन परमाणु से जुड़े दो हाइड्रोजन परमाणु नाभिकरागी प्रतिस्थापन द्वारा दो मिथाइल समूहों द्वारा प्रतिस्थापित हो जाते हैं।
$3$. अंतिम उत्पाद $C_6H_5CH_2N(CH_3)_2$ बनता है।
$4$. $IUPAC$ नामकरण के अनुसार,इस यौगिक का नाम $N$,$N$-डाइमिथाइलफेनिलमेथेनेमाइन है।

(C) बेंजीनडायजोनियम फ्लोरोबोरेट $(C_6H_5N_2^+BF_4^-)$ डायजोनियम लवणों में अद्वितीय है क्योंकि यह जल में अघुलनशील है और कमरे के तापमान पर अपेक्षाकृत स्थिर है,जिससे इसे सुखाया और संग्रहीत किया जा सकता है।
गर्म करने पर,यह फ्लोरोबेंजीन बनाने के लिए विघटित हो जाता है,जिसे शीमैन अभिक्रिया (Schiemann reaction) के रूप में जाना जाता है।

(A) हॉफमैन ब्रोमामाइड निम्नीकरण अभिक्रिया का रासायनिक समीकरण इस प्रकार है: $RCONH_{2} + Br_{2} + 4NaOH \rightarrow RNH_{2} + Na_{2}CO_{3} + 2NaBr + 2H_{2}O$.
$(A)$ सही है क्योंकि अभिक्रिया की रससमीकरणमिति (stoichiometry) के अनुसार प्रति मोल प्राथमिक एमाइड के लिए $4$ मोल $NaOH$ और $1$ मोल $Br_{2}$ की आवश्यकता होती है।
$(B)$ गलत है क्योंकि एल्किल एमाइड (प्राथमिक एमाइड) आसानी से यह अभिक्रिया देते हैं।
$(C)$ सही है क्योंकि यह अभिक्रिया प्राथमिक एमाइन के संश्लेषण के लिए एक मानक प्रयोगशाला विधि है।
$(D)$ गलत है क्योंकि द्वितीयक एमाइड $(RCONHR')$ में पुनर्विन्यास (rearrangement) तंत्र के लिए आवश्यक $-NH_{2}$ समूह का अभाव होता है।
$(E)$ सही है क्योंकि अभिक्रिया में बनने वाले उप-उत्पाद $Na_{2}CO_{3}$,$NaBr$ और $H_{2}O$ हैं।

(A) यह अभिक्रिया एक इलेक्ट्रोफिलिक एरोमैटिक प्रतिस्थापन (डाइजो कपलिंग) है।
अभिक्रियाशीलता एरोमैटिक वलय पर इलेक्ट्रॉन घनत्व द्वारा निर्धारित होती है,जो $-N(Me)_2$ जैसे इलेक्ट्रॉन-दाता समूहों द्वारा बढ़ जाती है।
$-N(Me)_2$ समूह की ऑर्थो स्थिति पर त्रिविम बाधा (steric hindrance) इलेक्ट्रोफाइल के दृष्टिकोण को रोककर अभिक्रियाशीलता को काफी कम कर देती है।
अणु $P$ में कोई ऑर्थो प्रतिस्थापी नहीं है,अणु $Q$ में एक ऑर्थो मिथाइल समूह है,और अणु $R$ में दो ऑर्थो मिथाइल समूह हैं।
इसलिए,त्रिविम बाधा $P < Q < R$ के क्रम में बढ़ती है,जिसका अर्थ है कि अभिक्रियाशीलता $P > Q > R$ के क्रम में घटती है।

(D) $1$. एनिलीन $Br_2/H_2O$ के साथ अभिक्रिया करके मुख्य उत्पाद के रूप में $2,4,6$-ट्राइब्रोमोएनिलीन $(A)$ बनाता है।
$2$. $2,4,6$-ट्राइब्रोमोएनिलीन $273-278 \ K$ पर $NaNO_2/HCl$ के साथ अभिक्रिया करके डायज़ोनियम लवण,$2,4,6$-ट्राइब्रोमोबेंजीन डायज़ोनियम क्लोराइड $(B)$ बनाता है।
$3$. डायज़ोनियम लवण की $HBF_4$ और उसके बाद $NaNO_2/Cu, \Delta$ के साथ अभिक्रिया बाल्ज़-शीमैन या सैंडमेयर-प्रकार की अभिक्रिया का एक रूपांतर है,जिसमें डायज़ोनियम समूह $(-N_2^+Cl^-)$ को नाइट्रो समूह $(-NO_2)$ द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
$4$. अतः,अंतिम उत्पाद $C$,$1,3,5$-ट्राइब्रोमो-$2$-नाइट्रोबेंजीन है।

(B) हॉफमैन ब्रोमामाइड निम्नीकरण अभिक्रिया $(Br_2/KOH)$ प्राथमिक एमाइड्स $(R-CONH_2)$ के लिए विशिष्ट है,जो उन्हें प्राथमिक एमािन्स $(R-NH_2)$ में परिवर्तित करती है।
गैब्रियल थैलिमाइड संश्लेषण का उपयोग भी प्राथमिक एल्किल हैलाइड्स $(R-X)$ से प्राथमिक एमािन्स $(R-NH_2)$ तैयार करने के लिए किया जाता है।
इसलिए,हमें दिए गए समूह में प्राथमिक एमाइड्स $(R-CONH_2)$ की संख्या की पहचान करनी है।
चित्र में दी गई संरचनाओं का विश्लेषण करते हैं:
$1$. $C_6H_5CONH_2$ (बेंजामाइड) - प्राथमिक एमाइड।
$2$. $C_6H_5CH_2CONH_2$ ($2$-फेनिलएसीटामाइड) - प्राथमिक एमाइड।
$3$. $CH_3CONH_2$ (एसीटामाइड) - प्राथमिक एमाइड।
$4$. $C_6H_{11}CONHCH_2CH_3$ - द्वितीयक एमाइड (हॉफमैन निम्नीकरण अभिक्रिया नहीं देता है)।
$5$. $(CH_3)_3CCONHCH_3$ - द्वितीयक एमाइड (हॉफमैन निम्नीकरण अभिक्रिया नहीं देता है)।
$6$. $C_6H_{11}CONH_2$ (साइक्लोहेक्सेनकार्बोक्सामाइड) - प्राथमिक एमाइड।
प्राथमिक एमाइड्स की गणना करने पर,हमारे पास यौगिक $1$,$2$,$3$ और $6$ हैं।
अतः,ऐसे कुल $4$ यौगिक हैं।

(D) कथन $I$ असत्य है: बेन्जेमाइड की $Br_2$ और $NaOH$ के साथ अभिक्रिया (हॉफमैन ब्रोमामाइड निम्नीकरण) एनीलिन उत्पन्न करती है,बेन्जिलएमीन नहीं।
कथन $II$ सत्य है: नाइट्रीकरण के प्रबल अम्लीय माध्यम $(H_2SO_4)$ में,एनीलिन प्रोटोनीकृत होकर एनीलिनियम आयन $(-NH_3^+)$ बनाता है,जो मेटा-निर्देशी (meta-directing) होता है। अतः,$-NH_3^+$ समूह की निष्क्रियकारी और मेटा-निर्देशी प्रकृति के कारण $m$-नाइट्रोएनीलिन महत्वपूर्ण मात्रा में बनता है।

(C) संयुग्मी अम्ल का निर्माण क्षार के प्रोटोनीकरण द्वारा होता है। एक दुर्बल क्षार से एक प्रबल संयुग्मी अम्ल बनता है।
दिए गए प्रतिस्थापित एनिलीन में,क्षार की प्रबलता प्रतिस्थापियों की इलेक्ट्रॉन-दाता या इलेक्ट्रॉन-आकर्षक प्रकृति पर निर्भर करती है।
$4$-नाइट्रोएनिलीन में $-NO_2$ समूह अनुनाद और प्रेरणिक प्रभाव के माध्यम से एक प्रबल इलेक्ट्रॉन-आकर्षक समूह है,जो नाइट्रोजन परमाणु पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म की उपलब्धता को काफी कम कर देता है,जिससे यह सबसे दुर्बल क्षार बन जाता है।
चूंकि संयुग्मी अम्ल की प्रबलता उसके मूल क्षार की प्रबलता के व्युत्क्रमानुपाती होती है,इसलिए $4$-नाइट्रोएनिलीन का प्रोटोनेटेड रूप सबसे प्रबल संयुग्मी अम्ल है।

(C) किसी यौगिक का क्वथनांक अंतराआण्विक आकर्षण बलों की प्रबलता पर निर्भर करता है।
$n-C_4H_{10}$ $(C)$ एक एल्केन है और इसमें केवल दुर्बल वांडर वाल्स बल होते हैं,जिसके परिणामस्वरूप इसका क्वथनांक सबसे कम होता है।
$C_2H_5NHC_2H_5$ $(D)$ एक द्वितीयक एमीन है; यह हाइड्रोजन आबंधन प्रदर्शित करता है,लेकिन त्रिविम बाधा (steric hindrance) के कारण इसकी सीमा प्राथमिक एमीन से कम होती है।
$n-C_4H_9NH_2$ $(B)$ एक प्राथमिक एमीन है,जिसमें द्वितीयक एमीन $(D)$ की तुलना में अधिक प्रबल हाइड्रोजन आबंधन होता है।
$n-C_4H_9OH$ $(A)$ एक अल्कोहल है,जो नाइट्रोजन की तुलना में ऑक्सीजन की उच्च विद्युत ऋणात्मकता के कारण सबसे प्रबल हाइड्रोजन बंध बनाता है,जिससे इसका क्वथनांक सबसे अधिक होता है।
अतः,क्वथनांक का बढ़ता क्रम $C < D < B < A$ है।

(A) अभिक्रिया श्रृंखला में डायज़ोएमीनोबेन्ज़ीन का $p$-एमीनोएज़ोबेन्ज़ीन में अम्ल-उत्प्रेरित पुनर्विन्यास (rearrangement) शामिल है।
$1$. प्रारंभिक पदार्थ डायज़ोएमीनोबेन्ज़ीन $(C_{12}H_{11}N_3)$ है।
$2$. $HCl$ और एनिलीन के साथ उपचार करने पर,यह डायज़ोएमीनो-से-एमीनोएज़ो पुनर्विन्यास नामक अभिक्रिया से गुजरता है।
$3$. निर्मित पीला उत्पाद $(X)$ $p$-एमीनोएज़ोबेन्ज़ीन है,जिसका रासायनिक सूत्र $C_{12}H_{11}N_3$ है।
$4$. $C_{12}H_{11}N_3$ का मोलर द्रव्यमान $(12 \times 12) + (11 \times 1) + (3 \times 14) = 144 + 11 + 42 = 197$ g/mol है।
$5$. उत्पाद में नाइट्रोजन का प्रतिशत $\frac{\text{N का कुल द्रव्यमान}}{\text{X का मोलर द्रव्यमान}} \times 100 = \frac{42}{197} \times 100 \approx 21.32\%$ है।
$6$. निकटतम पूर्णांक में पूर्णांकित करने पर,हमें $21\%$ प्राप्त होता है।

(B) अभिक्रिया $1$: $C_2H_5Cl + AgCN \rightarrow C_2H_5NC$ (एथिल आइसोसायनाइड,जो एक दुर्गंधयुक्त यौगिक है)।
अभिक्रिया $2$: इसमें हॉफमैन ब्रोमामाइड निम्नीकरण और उसके बाद कार्बिलएमीन अभिक्रिया शामिल है।
चरण $1$: $C_2H_5CONH_2 \xrightarrow{Br_2, NaOH} C_2H_5NH_2$ ($Y$ एथिलएमीन है)।
चरण $2$: $C_2H_5NH_2 + CHCl_3 + 3KOH \xrightarrow{\Delta} C_2H_5NC + 3KCl + 3H_2O$ (कार्बिलएमीन अभिक्रिया)।
अतः,$Z$ एथिल आइसोसायनाइड $(C_2H_5NC)$ है और $X$ $AgCN$ है।