Mix Examples-Haloalkanes and Haloarenes Questions in Gujarati

(D) સાચો જવાબ $(D)$ છે.
આપેલ તમામ પ્રજાતિઓ યોગ્ય પરિસ્થિતિઓમાં ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન પ્રક્રિયા આપી શકે છે.
$Chlorobenzene$ સખત પરિસ્થિતિઓમાં (ઊંચા તાપમાન અને દબાણે) ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન આપે છે.
$tert$-butyl chloride $S_N1$ પ્રક્રિયા આપે છે.
$Isopropyl$ chloride $S_N1$ અથવા $S_N2$ પ્રક્રિયાઓ આપે છે.
તેથી,આપેલ વિકલ્પોમાંથી કોઈ પણ ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન માટે સંપૂર્ણપણે નિષ્ક્રિય નથી.

(D) વિધાન $(a)$ ખોટું છે કારણ કે $C_2H_5Br$ આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ડિહાઈડ્રોહેલોજનેશન દ્વારા ઈથીન $(C_2H_4)$ બનાવે છે,ઈથેનોલ $(C_2H_5OH)$ નહીં.
વિધાન $(b)$ ખોટું છે કારણ કે $C_2H_5Br$ શુષ્ક ઈથરની હાજરીમાં ધાત્વિક સોડિયમ સાથે પ્રક્રિયા કરીને (વુર્ટ્ઝ પ્રક્રિયા) બ્યુટેન $(C_4H_{10})$ બનાવે છે,ઈથેન નહીં.
વિધાન $(c)$ સાચું છે કારણ કે તે વિલિયમસન ઈથર સંશ્લેષણને અનુસરે છે: $C_2H_5Br + C_2H_5ONa \to C_2H_5OC_2H_5 + NaBr$.
તેથી,$(a)$ અને $(b)$ બંને ખોટા છે.

(D) સાચો જવાબ $(d)$ છે.
$1$. ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ ની ઘનતા આશરે $1.48 \ g/cm^3$ છે,જે પાણી $(1 \ g/cm^3)$ કરતા વધારે છે,તેથી તે પાણી કરતા ભારે છે.
$2$. ધ્રુવીય પ્રોટિક દ્રાવકોમાં હેલાઇડ આયનોની ન્યુક્લિયોફિલિસિટીનો ક્રમ $I^{-} > Br^{-} > Cl^{-} > F^{-}$ છે. આમ,$Br^{-}$ એ $I^{-}$ કરતા નબળો ન્યુક્લિયોફાઇલ છે. આ વિધાન ખોટું છે.
$3$. વિનાઇલ ક્લોરાઇડ $(CH_2=CH-Cl)$ એ ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રત્યે એલાઇલ ક્લોરાઇડ $(CH_2=CH-CH_2Cl)$ કરતા ઓછું પ્રતિક્રિયાશીલ છે કારણ કે રેઝોનન્સને કારણે વિનાઇલ ક્લોરાઇડમાં $C-Cl$ બંધ આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા પ્રાપ્ત કરે છે,જે તેને મજબૂત બનાવે છે. આ વિધાન પણ ખોટું છે.
તેથી $(b)$ અને $(c)$ બંને ખોટા હોવાથી,સાચો વિકલ્પ $(d)$ છે.

(D) સાચો જવાબ $(D)$ છે.
ઇથિલિન ડાયક્લોરાઇડ $(Cl-CH_2-CH_2-Cl)$ અને ઇથિલિડીન ક્લોરાઇડ $(CH_3-CHCl_2)$ એ $C_2H_4Cl_2$ આણ્વીય સૂત્ર ધરાવતા સમઘટકો છે.
$1$. બંને સ્થાન સમઘટકો છે કારણ કે ક્લોરિન પરમાણુઓ અલગ અલગ સ્થાને છે.
$2$. બંને સમઘટકો હોવાથી ક્લોરિનની સમાન ટકાવારી ધરાવે છે.
$3$. બંને આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને (ડીહાઇડ્રોહેલોજનેશન) સમાન નીપજ આપે છે,જે એસિટિલીન $(CH \equiv CH)$ છે.
$4$. જલીય $KOH$ સાથે જળવિભાજન કરવાથી,ઇથિલિન ડાયક્લોરાઇડ ઇથિલિન ગ્લાયકોલ $(HO-CH_2-CH_2-OH)$ આપે છે,જ્યારે ઇથિલિડીન ક્લોરાઇડ એસિટાલડીહાઇડ $(CH_3CHO)$ આપે છે. તેથી,વિધાન $(D)$ ખોટું છે.

(C) $but-3-en-2-ol$ ની $HBr$ સાથેની પ્રક્રિયા સંસ્પંદન-સ્થાયી કાર્બોકેટાયન દ્વારા થાય છે.
$1$. હાઇડ્રોક્સિલ ગ્રુપના પ્રોટોનેશન અને ત્યારબાદ પાણીના અણુના દૂર થવાથી એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બને છે: $CH_2=CH-CH^+-CH_3 \leftrightarrow ^+CH_2-CH=CH-CH_3$.
$2$. બ્રોમાઈડ આયન $(Br^-)$ સંસ્પંદન સંકરના બંને ઇલેક્ટ્રોન-અનુરાગી કાર્બન પર હુમલો કરી શકે છે.
$3$. $C-2$ સ્થાન પર હુમલો કરવાથી $3-bromobut-1-ene$ મળે છે.
$4$. $C-4$ સ્થાન પર હુમલો કરવાથી $1-bromobut-2-ene$ મળે છે.
$5$. આમ,બંને નીપજોનું મિશ્રણ પ્રાપ્ત થાય છે.

(D) ઈથાઈલ ક્લોરાઈડ $(C_2H_5Cl)$ ના ડાયહાઈડ્રોહેલોજિનેશન માટેની રાસાયણિક પ્રક્રિયા:
$C_2H_5Cl \rightarrow C_2H_4 + HCl$
$C_2H_5Cl$ નું આણ્વીય દળ = $(2 \times 12) + (5 \times 1) + 35.5 = 64.5 \ g/mol$.
ઈથીન $(C_2H_4)$ નું આણ્વીય દળ = $(2 \times 12) + (4 \times 1) = 28 \ g/mol$.
સ્ટોઈકિયોમેટ્રી મુજબ,$64.5 \ g$ $C_2H_5Cl$ માંથી $28 \ g$ $C_2H_4$ મળે છે.
તેથી,$32.25 \ g$ $C_2H_5Cl$ માંથી સૈદ્ધાંતિક રીતે મળતું દળ:
$(32.25 / 64.5) \times 28 = 0.5 \times 28 = 14 \ g$ $C_2H_4$.
અહીં $50\%$ નીપજ મળે છે,તેથી મળતી નીપજનું વાસ્તવિક દળ:
$14 \ g \times 0.50 = 7 \ g$.

(D) ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન (હાઇડ્રોલીસીસ) નો દર બેન્ઝિન વલય પર હાજર ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહો (જેમ કે $-NO_2$) ની સંખ્યા સાથે વધે છે.
આ સમૂહો $-I$ અને $-M$ અસર દ્વારા વલય પરની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા ઘટાડે છે,જેનાથી ન્યુક્લિયોફાઇલનો હુમલો સરળ બને છે.
$1-$ક્લોરો$-2,4,6-$ટ્રાયનાઈટ્રોબેન્ઝિનમાં સૌથી વધુ $-NO_2$ સમૂહો (ત્રણ) હોવાથી,તે સૌથી સરળતાથી હાઇડ્રોલીસીસ પામે છે.

(A) $C_6H_5CCl_3$ (ટ્રાયક્લોરોમિથાઈલબેન્ઝીન) ની $Fe$ (લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપક) ની હાજરીમાં $Br_2$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે. $-CCl_3$ સમૂહ એ ત્રણ ક્લોરિન પરમાણુઓની પ્રબળ $-I$ અસરને કારણે ખૂબ જ નિષ્ક્રિય કરનાર સમૂહ છે. નિષ્ક્રિય કરનાર સમૂહો ઇલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપનમાં મેટા-નિર્દેશક હોય છે. તેથી,બ્રોમિન પરમાણુ $-CCl_3$ સમૂહની સાપેક્ષમાં મેટા-સ્થાન પર વિસ્થાપિત થશે,જે $3$-બ્રોમોટ્રાયક્લોરોમિથાઈલબેન્ઝીન આપે છે.

(B) પ્રક્રિયા નીચે મુજબ આગળ વધે છે:
$1$. ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન: $R-CHX_2 + 2KCN \rightarrow R-CH(CN)_2 (A) + 2KX$
$2$. એસિડિક જળવિભાજન: $R-CH(CN)_2 + 4H_2O + 2H^+ \rightarrow R-CH(COOH)_2 (B) + 2NH_4^+$
$3$. ડીકાર્બોક્સિલેશન: $R-CH(COOH)_2 \xrightarrow{\Delta} R-CH_2-COOH (C) + CO_2$
આમ,અંતિમ નીપજ $C$ એ $R-CH_2-COOH$ છે.

(A) અણુસૂત્ર $C_2BrClFI$ છે. આ ઇથેન $(C_2H_6)$ નું વ્યુત્પન્ન છે જેમાં ચાર હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ ચાર અલગ-અલગ હેલોજન $(Br, Cl, F, I)$ દ્વારા બદલાય છે.
કુલ બંધારણીય સમઘટકોની ગણતરી કરતા,યોગ્ય વિકલ્પ $6$ મળે છે.

(D) નિર્જળ $AlCl_3$ ની હાજરીમાં બેન્ઝિનની ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ સાથેની ફ્રિડલ-ક્રાફ્ટ આલ્કાઈલેશન પ્રક્રિયા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી દ્વારા થાય છે.
શરૂઆતમાં,બેન્ઝિન $CHCl_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેન્ઝલ ક્લોરાઈડ $(C_6H_5CHCl_2)$ બનાવે છે.
આ મધ્યવર્તી સંયોજન આગળ જતાં ઈલેક્ટ્રોન અનુરાગી વિસ્થાપન દ્વારા વધુ બેન્ઝિન અણુઓ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ટ્રાયફિનાઈલમિથેન $((C_6H_5)_3CH)$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા ત્યાં સુધી ચાલુ રહે છે જ્યાં સુધી બધા ક્લોરિન પરમાણુઓ ફિનાઈલ સમૂહો દ્વારા બદલાઈ ન જાય,તેથી અંતિમ મુખ્ય નીપજ ટ્રાયફિનાઈલમિથેન છે,પરંતુ પ્રક્રિયા મિશ્રણમાં $(C_6H_5)_2CHCl$ અને $C_6H_5CHCl_2$ જેવા મધ્યવર્તી સંયોજનો પણ હોય છે.
આમ,આપેલા તમામ વિકલ્પો પ્રક્રિયા દરમિયાન બનતી નીપજો દર્શાવે છે.

(A) $1$. પદાર્થ $C$ બેયરના પ્રક્રિયકને રંગવિહીન કરે છે,જે સૂચવે છે કે $C$ એ આલ્કીન છે.
$2$. $C$ ના ઓઝોનોલિસિસથી $HCHO$ (ફોર્માલ્ડિહાઈડ) મળે છે,જેનો અર્થ છે કે $C$ માં ટર્મિનલ મિથિલીન જૂથ $(CH_2=)$ હોવું જોઈએ.
$3$. $C$ એ $B$ માંથી ડિહાઈડ્રોહેલોજિનેશન (આલ્કોહોલીક $KOH$ નો ઉપયોગ કરીને) દ્વારા બને છે,તેથી $B$ એ આલ્કાઈલ હેલાઈડ હોવો જોઈએ.
$4$. જો $C$ એ ઈથીન $(CH_2=CH_2)$ હોય,તો $B$ એ ઈથાઈલ ક્લોરાઈડ $(CH_3CH_2Cl)$ છે અને $A$ એ ઈથેન $(C_2H_6)$ છે.
$5$. પ્રક્રિયા ક્રમ: $C_2H_6$ $\xrightarrow{Cl_2/h\nu} C_2H_5Cl (B)$ $\xrightarrow{alc. KOH} CH_2=CH_2 (C)$ $\xrightarrow{O_3/Zn, H_2O} 2HCHO$.

(A) $(1)$ $CH_3-CH_2-Cl + KOH_{(aq)} \rightarrow CH_3-CH_2-OH + KCl$. આ ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે જે ઇથેનોલ $(D)$ આપે છે.
$(2)$ $CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 \xrightarrow{AlCl_3/HCl} CH_3-CH(CH_3)-CH_3$ (આઇસોબ્યુટેન) $(G)$. આ આઇસોમરાઇઝેશન પ્રક્રિયા છે.
$(3)$ $CH_3-CH_2-Br + \text{alc. } KOH \rightarrow CH_2=CH_2 + KBr + H_2O$. આ ડીહાઇડ્રોહેલોજનેશન પ્રક્રિયા છે જે ઇથીન $(F)$ આપે છે.
$(4)$ $CH_2=CH_2 + Cl_2 \rightarrow Cl-CH_2-CH_2-Cl$ ($1,2$-ડાયક્લોરોઇથેન) $(A)$. આ ઇલેક્ટ્રોફિલિક યોગશીલ પ્રક્રિયા છે.
તેથી,સાચી જોડ $(1)-(D), (2)-(G), (3)-(F), (4)-(A)$ છે.

(C) $but-3-en-2-ol$ ની $HBr$ સાથેની પ્રક્રિયા એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન દ્વારા થાય છે,જે રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
$CH_3-CH(OH)-CH=CH_2 \xrightarrow{H^+} CH_3-CH^+-CH=CH_2 + H_2O$
કાર્બોકેટાયનમાં રેઝોનન્સ:
$CH_3-CH^+-CH=CH_2 \leftrightarrow CH_3-CH=CH-CH_2^+$
બંને ઇલેક્ટ્રોફિલિક કેન્દ્રો પર $Br^-$ નો હુમલો બે નીપજોનું મિશ્રણ આપે છે:
$CH_3-CH(Br)-CH=CH_2$ $(3-bromo-1-butene)$
$CH_3-CH=CH-CH_2-Br$ $(1-bromo-2-butene)$

(C) $1$. જ્યારે ટોલ્યુઈન $FeCl_3$ જેવા લુઈસ એસિડ ઉદ્દીપકની હાજરીમાં $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે વલય પર ઈલેક્ટ્રોન અનુરાગી એરોમેટિક વિસ્થાપન (ન્યુક્લિયર હેલોજીનેશન) થાય છે,જેના પરિણામે $X$ તરીકે $o-$ અને $p-$ક્લોરોટોલ્યુઈન મળે છે.
$2$. જ્યારે ટોલ્યુઈન પ્રકાશ $(hv)$ ની હાજરીમાં $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,ત્યારે સાઈડ ચેઈન પર મુક્ત મુલક વિસ્થાપન (સાઈડ ચેઈન હેલોજીનેશન) થાય છે,જેના પરિણામે $Y$ તરીકે બેન્ઝાઈલ ક્લોરાઈડ,બેન્ઝલ ક્લોરાઈડ અને અંતે ટ્રાયક્લોરોમિથાઈલ બેન્ઝીન મળે છે.

(A) $C-X$ બંધની ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રત્યેની પ્રતિક્રિયાત્મકતા તેની ક્રિયાવિધિ ($S_N1$ અથવા $S_N2$) પર આધાર રાખે છે.
$1$. આલ્કાઈલ હેલાઈડ ($III$ અને $IV$) સામાન્ય રીતે એરાઈલ હેલાઈડ ($I$ અને $II$) કરતા વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે,કારણ કે એરાઈલ હેલાઈડમાં સંસ્પંદનને કારણે $C-X$ બંધ આંશિક દ્વિબંધ લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.
$2$. આલ્કાઈલ હેલાઈડમાં,$3^o$ હેલાઈડ $(III)$ એ $2^o$ હેલાઈડ $(IV)$ કરતા $S_N1$ પ્રક્રિયામાં વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બનવાને કારણે વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
$3$. એરાઈલ હેલાઈડમાં,ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષક સમૂહો $(-NO_2)$ ની હાજરી ન્યુક્લિયોફિલિક એરોમેટિક વિસ્થાપન પ્રત્યે પ્રતિક્રિયાત્મકતા વધારે છે. તેથી,$II$ એ $I$ કરતા વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.
$4$. આમ,પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો સાચો ક્રમ $I < II < IV < III$ છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં ધ્રુવીય એપ્રિટિક દ્રાવક $(DMF)$ માં $NaCN$ માંથી $CN^-$ ન્યુક્લિયોફાઈલ દ્વારા $-CH_2Cl$ સમૂહનું ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન થાય છે.
આ પ્રક્રિયા $S_N2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા આગળ વધે છે.
$-CH_2Cl$ સમૂહ એ પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે,જે $S_N2$ વિસ્થાપન માટે ખૂબ જ સક્રિય છે.
બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલ $-I$ સમૂહ એ એરાઈલ હેલાઈડ છે,જે આ પરિસ્થિતિઓમાં ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન માટે ખૂબ ઓછો સક્રિય છે.
તેથી,$CN^-$ ન્યુક્લિયોફાઈલ પસંદગીયુક્ત રીતે $-CH_2Cl$ સમૂહ પર હુમલો કરીને $-CH_2CN$ સમૂહ બનાવે છે,જ્યારે $-I$ સમૂહ અપ્રભાવિત રહે છે.
મુખ્ય નીપજ $3$-આયોડોફિનાઈલએસીટોનાઈટ્રાઈલ છે.

(B) પ્રક્રિયા: $2CHCl_3 + O_2 \to 2H_2O + 2CO_2 + 2Cl_2$.
$A$ એ $CHCl_3$ છે,$X$ એ $H_2O$ છે,$Y$ એ $CO_2$ છે અને $Z$ એ $Cl_2$ છે.
ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ એ સહસંયોજક સંયોજન છે જેમાં ક્લોરિન પરમાણુઓ કાર્બન સાથે સહસંયોજક બંધથી જોડાયેલા હોય છે,તેથી તેઓ $AgNO_3$ ના દ્રાવણમાં આયનીકરણ પામીને $AgCl$ ના અવક્ષેપ બનાવતા નથી.
$70\%$ $CHCl_3$ અને $30\%$ ઈથરનું મિશ્રણ એનેસ્થેટિક તરીકે વપરાય છે.
$X$ $(H_2O)$ એક તટસ્થ ઓક્સાઈડ છે જે નિર્જળ કોબાલ્ટ ક્લોરાઈડ પેપરને વાદળીમાંથી ગુલાબી બનાવે છે.
$Y$ $(CO_2)$ ચૂનાના પાણીને દૂધિયું બનાવે છે અને પાણી સાથે કાર્બોનિક એસિડ $(H_2CO_3)$ બનાવે છે.
$Z$ $(Cl_2)$ તીવ્ર ગંધવાળો વાયુ છે.

(A) $S_N1$ પ્રતિક્રિયાનો દર લિવિંગ ગ્રુપ દૂર થયા પછી બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
વિકલ્પો $A$,$B$ અને $C$ માં,લિવિંગ ગ્રુપ $2$-સ્થિતિ પર છે,જે ઓક્સિજન પરમાણુની બાજુમાં છે. પરિણામી કાર્બોકેટાયન ઓક્સિજન પરમાણુ પરના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ ($+M$ અસર) દ્વારા રેઝોનન્સથી સ્થિર થાય છે.
લિવિંગ ગ્રુપ $I^-$,$Br^-$ અને $Cl^-$ માં,આયોડાઇડ આયન $(I^-)$ શ્રેષ્ઠ લિવિંગ ગ્રુપ છે કારણ કે તે સૌથી નબળો બેઝ છે.
તેથી,$2$-આયોડોટેટ્રાહાઇડ્રોપાયરાન $S_N1$ પ્રતિક્રિયાઓ માટે સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે.

(A) પ્રક્રિયક એક દ્વિતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ ($2$-બ્રોમોટેટ્રાલિન) છે. વપરાયેલ પ્રક્રિયક $CH_3-C \equiv CNa$ છે,જે પ્રબળ ન્યુક્લિયોફાઈલ અને પ્રબળ બેઈઝ છે.
પ્રબળ બેઈઝ અને દ્વિતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડની હાજરીમાં,અવકાશી અવરોધને કારણે વિસ્થાપન પ્રક્રિયા $(S_N2)$ કરતા વિલોપન પ્રક્રિયા $(E2)$ વધુ પસંદગી પામે છે.
તેથી,મુખ્ય નીપજ તરીકે વિલોપન નીપજ (આલ્કીન) બને છે,જ્યારે વિસ્થાપન નીપજ અલ્પ પ્રમાણમાં બને છે.
આ ચોક્કસ પ્રક્રિયા માટેના પ્રાયોગિક પરિણામો દર્શાવે છે કે વિલોપન નીપજ મુખ્ય નીપજ ($80\%$ કે તેથી વધુ) છે અને વિસ્થાપન નીપજ ગૌણ નીપજ ($20\%$ કે તેથી ઓછી) છે.
આમ,સાચું નિરૂપણ $20\%$ વિસ્થાપન નીપજ અને $80\%$ વિલોપન નીપજ છે.

(C) આ પ્રક્રિયામાં ઇપોક્સાઇડ (સાયક્લોપેન્ટેન ઓક્સાઇડ) નું ન્યુક્લિયોફાઇલ $(N_3^-)$ સાથે રિંગ ઓપનિંગ થાય છે અને ત્યારબાદ પાણી $(HOH)$ દ્વારા પ્રોટોનેશન થાય છે.
આ એક $S_N2$ પ્રક્રિયા છે જેમાં ન્યુક્લિયોફાઇલ ઓછા અવરોધવાળા કાર્બન પર પાછળની બાજુથી હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે હુમલાના સ્થાને વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ (inversion) થાય છે.
સાયક્લોપેન્ટેન ઓક્સાઇડ સંમિત હોવાથી,બંને કાર્બન પર $N_3^-$ નો હુમલો ટ્રાન્સ-એડિશન મિકેનિઝમને કારણે સમાન નીપજ આપે છે.
ન્યુક્લિયોફાઇલ $(N_3^-)$ ઓક્સિજન પરમાણુની વિરુદ્ધ બાજુથી હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે ટ્રાન્સ-નીપજ મળે છે જેમાં $-N_3$ અને $-OH$ સમૂહો રિંગની વિરુદ્ધ બાજુએ હોય છે.
તેથી,નીપજ એ $(1R, 2R)-2-azidocyclopentan-1-ol$ અને $(1S, 2S)-2-azidocyclopentan-1-ol$ નું રેસેમિક મિશ્રણ છે,જે એકબીજાના પ્રતિબિંબી છે.

(A) શરૂઆતનો પદાર્થ $2,3,4-trichlorotetrahydropyran$ વ્યુત્પન્ન છે. આ પ્રક્રિયામાં મિથેનોલ $(CH_3OH)$ માંથી મેળવેલ મેથોક્સાઈડ આયન $(CH_3O^-)$ દ્વારા ક્લોરિન પરમાણુનું ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન થાય છે.
ઓક્સિજન પરમાણુ ધરાવતી ચક્રીય પ્રણાલીઓમાં (જેમ કે ટેટ્રાહાઈડ્રોપાયરાન),ઓક્સિજનની બાજુનો કાર્બન પરમાણુ ($\alpha$-કાર્બન) ઓક્સિજન પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મો દ્વારા સંક્રાંતિ અવસ્થાના સ્થિરીકરણને કારણે ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા માટે ખૂબ જ સક્રિય હોય છે.
તેથી,ઓક્સિજન પરમાણુની બાજુના સ્થાન પર રહેલો ક્લોરિન પરમાણુ $-OCH_3$ સમૂહ દ્વારા બદલાય છે.
નીપજ $[X]$ એ $2-methoxy-3,4-dichlorotetrahydropyran$ વ્યુત્પન્ન છે,જે વિકલ્પ $A$ ને અનુરૂપ છે.

(D) શરૂઆતનો પદાર્થ ફર્ફ્યુરાઈલ ક્લોરાઈડ છે.
$NaCN$ ની હાજરીમાં અને $S_N1$ પરિસ્થિતિઓમાં,$Cl^-$ આયન દૂર થઈને રેઝોનન્સ-સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે ફર્ફ્યુરાઈલ કેટાયન છે.
આ કાર્બોકેટાયન $CH_2$ સ્થાન પર $CN^-$ દ્વારા ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો અનુભવી શકે છે,જે $2-$સાયનોમિથાઈલફ્યુરાન (વિકલ્પ $A$) આપે છે.
વધુમાં,રેઝોનન્સ સ્થિરતાને કારણે,ધન વીજભાર વલય પર સ્થાનાંતરિત થઈ શકે છે,જે વિકલ્પ $C$ માં દર્શાવ્યા મુજબના પુનઃગોઠવાયેલા ઉત્પાદનો તરફ દોરી જાય છે.
તેથી,આ પરિસ્થિતિઓમાં $(A)$ અને $(C)$ બંને શક્ય ઉત્પાદનો છે.

(D) $h\nu$ ($UV$ પ્રકાશ) ની હાજરીમાં બાયસાયક્લોહેક્સાઇલની $Br_2$ સાથેની પ્રક્રિયા એ મુક્ત મુલક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બ્રોમિન મુલક $(Br\cdot)$ સબસ્ટ્રેટમાંથી હાઇડ્રોજન પરમાણુનું નિષ્કર્ષણ કરીને કાર્બન-કેન્દ્રિત મુલક બનાવે છે.
પરિણામી મુલકની સ્થિરતા મુખ્ય નીપજ નક્કી કરે છે.
તૃતીયક કાર્બન (બીજા સાયક્લોહેક્સાઇલ રિંગ સાથે જોડાયેલ કાર્બન) રિંગમાં રહેલા ગૌણ કાર્બન કરતા વધુ સ્થિર તૃતીયક મુલક બનાવે છે.
તેથી,બ્રોમિન પરમાણુ પ્રાધાન્યતા સાથે તૃતીયક સ્થાન પરના હાઇડ્રોજન પરમાણુનું વિસ્થાપન કરશે,જેના પરિણામે મુખ્ય નીપજ તરીકે તૃતીયક બ્રોમાઇડ બનશે.

(C) $1$-બ્રોમો-$2$-ક્લોરોબેન્ઝિનની શુષ્ક ઈથર $(Et_2O)$ માં મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ સાથેની પ્રક્રિયા ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક બનાવવાની પ્રક્રિયા છે.
મેગ્નેશિયમ પ્રાધાન્યતાથી કાર્બન-બ્રોમિન $(C-Br)$ બંધ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે કારણ કે $C-Br$ બંધ એ કાર્બન-ક્લોરિન $(C-Cl)$ બંધ કરતા નિર્બળ અને વધુ ધ્રુવીય છે.
તેથી,મેગ્નેશિયમ પરમાણુ $C-Br$ બંધમાં દાખલ થઈને $1$-ક્લોરો-$2$-મેગ્નેશિયમબ્રોમોબેન્ઝિન બનાવે છે.

(A) સંયોજન $A$ એ $p-$ક્લોરોબેન્ઝાઇલ ક્લોરાઇડ $(Cl-C_6H_4-CH_2Cl)$ છે.
તે બેન્ઝિલિક ક્લોરાઇડ સમૂહની હાજરીને કારણે આલ્કોહોલિક $AgNO_3$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $AgCl$ બનાવે છે.
$NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયાથી બેન્ઝિલિક ક્લોરિનનું ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન થાય છે અને $p-$ક્લોરોબેન્ઝાઇલ આલ્કોહોલ $(Cl-C_6H_4-CH_2OH)$ બને છે,જે $C_7H_7OCl$ સૂત્રને અનુરૂપ છે.
$A$ ની સાઇડ ચેઇનનું ઓક્સિડેશન કરવાથી $p-$ક્લોરોબેન્ઝોઇક એસિડ મળે છે.
$p-$વિસ્થાપિત બેન્ઝીન વલયની સંમિતિને કારણે,$p-$ક્લોરોબેન્ઝોઇક એસિડ નાઇટ્રેશન પર માત્ર એક જ મોનોનાઇટ્રો વ્યુત્પન્ન આપે છે.

(D) શુદ્ધ ક્લોરોફોર્મ $(CHCl_3)$ એ સહસંયોજક સંયોજન છે અને $Cl^-$ આયનો મુક્ત કરવા માટે આયનીકરણ પામતું નથી; તેથી,તે $AgNO_3$ સાથે અવક્ષેપ બનાવતું નથી.
ક્લોરોફોર્મનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે એનેસ્થેટિક તરીકે થાય છે,અને આયોડોફોર્મ $(CHI_3)$ નો ઉપયોગ એન્ટિસેપ્ટિક તરીકે થાય છે.
આપેલા વિકલ્પોના આધારે,સંયોજન $Ph-CO-CH_2-CO-Ph$ એ $NaOH + I_2$ સાથે આયોડોફોર્મ પ્રક્રિયા આપે છે,જે પીળા અવક્ષેપ $(CHI_3)$ બનાવે છે.

(D) ક્લોરોબ્યુટેનનું આણ્વીય સૂત્ર $C_4H_9Cl$ છે.
કુલ આઈસોમર્સની સંખ્યા શોધવા માટે,આપણે બંધારણીય અને અવકાશીય (stereoisomers) બંનેને ધ્યાનમાં લઈએ છીએ:
$1$. $1$-ક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3CH_2CH_2CH_2Cl)$
$2$. $2$-ક્લોરોબ્યુટેન $(CH_3CH_2CHClCH_3)$. આ અણુમાં કાયરલ કેન્દ્ર છે,તેથી તે બે એનાન્શિયોમર્સ ($R$ અને $S$ સ્વરૂપો) તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
$3$. $1$-ક્લોરો-$2$-મિથાઈલપ્રોપેન $(CH_3CH(CH_3)CH_2Cl)$
$4$. $2$-ક્લોરો-$2$-મિથાઈલપ્રોપેન $(CH_3C(Cl)(CH_3)CH_3)$
આમ,કુલ સંખ્યા = $1 + 2 + 1 + 1 = 5$.

(B) $1$. શરૂઆતનો પદાર્થ સાયક્લોપ્રોપેનોનનો હેમિયાસેટલ છે. $MeMgBr$ (બેઝ) સાથે પ્રક્રિયા કરવાથી હાઇડ્રોક્સિલ ગ્રુપનું ડિપ્રોટોનેશન થઈને આલ્કોક્સાઇડ બને છે.
$2$. આ અસ્થિર આલ્કોક્સાઇડ રિંગ ઓપનિંગ દ્વારા સાયક્લોપ્રોપેનોન અને ઇથોક્સાઇડ આયન બનાવે છે. સાયક્લોપ્રોપેનોન ત્યારબાદ સાયક્લોહેક્ઝેનોનના લિથિયમ ઇનોલેટ (ન્યુક્લિયોફાઇલ) સાથે પ્રક્રિયા કરે છે.
$3$. ઇનોલેટનો સાયક્લોપ્રોપેનોનના કાર્બોનિલ કાર્બન પર ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો નવા કાર્બન-કાર્બન બંધ બનાવે છે.
$4$. અંતે,એસિડિક વર્કઅપ $(H^+)$ દ્વારા પરિણામી આલ્કોક્સાઇડનું પ્રોટોનેશન થઈને અંતિમ નીપજ $2-(1-hydroxycyclopropyl)cyclohexanone$ મળે છે.

(B) શરૂઆતનો પદાર્થ $3$-બ્રોમોપિપરીડિન છે. જ્યારે તેને ઈથરમાં $Mg$ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે $3$-સ્થાન પર ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક બનાવે છે. જો કે,$N-H$ પ્રોટોન એસિડિક છે. આંતર-આણ્વીય એસિડ-બેઝ પ્રક્રિયા થાય છે,જ્યાં $3$-સ્થાન પરનો ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $N-H$ સમૂહનું પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેનાથી નાઈટ્રોજન આયન $(N^-)$ અને પિપરીડિન વલય બને છે. આ નાઈટ્રોજન આયન પછી ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે કાર્ય કરે છે અને બેન્ઝાલ્ડિહાઈડ $(Ph-CHO)$ ના કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે. ત્યારબાદ $H_3O^+$ સાથેની પ્રક્રિયાથી અંતિમ નીપજ તરીકે $N$-(હાઈડ્રોક્સી(ફિનાઈલ)મિથાઈલ)પિપરીડિન મળે છે.

(A) આ પ્રક્રિયામાં સલ્ફોલેન (ટેટ્રાહાઈડ્રોથાયોફીન$-1,1-$ડાયોક્સાઈડ) ની ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(RMgBr)$ સાથેની પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે.
સલ્ફોલેનમાં બે સલ્ફોનાઈલ ઓક્સિજનની પ્રબળ ઈલેક્ટ્રોન-આકર્ષક અસરને કારણે એસિડિક $\alpha$-હાઈડ્રોજન હોય છે.
ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક પ્રબળ બેઝ તરીકે કાર્ય કરે છે અને સલ્ફોલેન વલયમાંથી એસિડિક $\alpha$-પ્રોટોન દૂર કરે છે.
આના પરિણામે ઓર્ગેનોમેટાલિક ક્ષાર (સલ્ફોનાઈલ ગ્રુપ દ્વારા સ્થિર થયેલ કાર્બેનાયન) અને અનુરૂપ આલ્કેન $(RH)$ બને છે.
આ પ્રક્રિયા એસિડ-બેઝ પ્રક્રિયા છે:
$C_4H_8SO_2 + RMgBr \rightarrow C_4H_7SO_2MgBr + RH$.

(D) $1$. પ્રક્રિયા ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(CH_3MgI)$ ના કીટોનના કાર્બોનિલ સમૂહ પર ન્યુક્લિયોફિલિક યોગશીલ પ્રક્રિયાથી શરૂ થાય છે,ત્યારબાદ $NH_4Cl$ સાથે પ્રોટોનેશન થઈને આલ્કોહોલ મધ્યવર્તી $(A)$ બને છે.
$2$. મધ્યવર્તી $(A)$ એ તૃતીયક આલ્કોહોલ છે.
$3$. એસિડ $(H^{+})$ અને ગરમી $(\Delta)$ ની હાજરીમાં,આલ્કોહોલનું નિર્જલીકરણ થઈને કાર્બોકેટાયન બને છે.
$4$. આ કાર્બોકેટાયન સંસ્પંદન દ્વારા સ્થાયી થાય છે,જે સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત સુગંધિત પ્રણાલીના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે.
$5$. અંતિમ નીપજ $(B)$ એ $9-methylanthracene$ છે,જે પ્રોટોન ગુમાવ્યા પછી બને છે,જે સંપૂર્ણ સંયુગ્મિત એન્થ્રાસીન રીંગ સિસ્ટમને પુનઃસ્થાપિત કરે છે.

(B) $1$. ક્લોરોસાયક્લોહેક્ઝેનની $Mg$ સાથે શુષ્ક ઈથર $(Et_2O)$ ની હાજરીમાં પ્રક્રિયા થવાથી ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક,સાયક્લોહેક્ઝાઇલમેગ્નેશિયમ ક્લોરાઇડ $(C_6H_{11}MgCl)$ બને છે,જે નીપજ $(A)$ છે.
$2$. ત્યારબાદ ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $(A)$ ની ફોર્માલ્ડિહાઇડ ($HCHO$ અથવા $CH_2O$) સાથે પ્રક્રિયા થાય છે અને ત્યારબાદ એસિડિક જળવિભાજન $(H_3O^{\oplus})$ કરવામાં આવે છે.
$3$. ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયકનો ન્યુક્લિયોફિલિક કાર્બન ફોર્માલ્ડિહાઇડના ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બોનિલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેનાથી આલ્કોક્સાઇડ મધ્યવર્તી સંયોજન બને છે.
$4$. ત્યારબાદ $H_3O^{\oplus}$ દ્વારા પ્રોટોનેશન થવાથી પ્રાથમિક આલ્કોહોલ,સાયક્લોહેક્ઝાઇલમિથેનોલ $(C_6H_{11}CH_2OH)$ મળે છે,જે નીપજ $(B)$ છે.

(A) એલાઈલ બ્રોમાઈડ $(CH_2=CH-CH_2Br)$ ની ડ્રાય ઈથર $(Et_2O)$ માં મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ સાથેની પ્રક્રિયાથી ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક,એલાઈલમેગ્નેશિયમ બ્રોમાઈડ $(CH_2=CH-CH_2MgBr)$ બને છે.
ત્યારબાદ આ ગ્રીગનાર્ડ પ્રક્રિયક $S_N2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા એલાઈલ બ્રોમાઈડના બીજા અણુ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે,જેમાં ન્યુક્લિયોફિલિક એલાઈલ સમૂહ બીજા એલાઈલ બ્રોમાઈડ અણુના ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પર હુમલો કરે છે અને બ્રોમાઈડ આયનને દૂર કરે છે.
સમગ્ર પ્રક્રિયા છે: $2 CH_2=CH-CH_2Br + Mg \xrightarrow{Et_2O} CH_2=CH-CH_2-CH_2-CH=CH_2 + MgBr_2$.
બનેલી નીપજ $1,5-hexadiene$ છે.

(C) આ અણુમાં ઇપોક્સાઇડ રિંગ અને થિઇરેન (એપિસલ્ફાઇડ) રિંગ બંને હોય છે.
$RMgX$ ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે કાર્ય કરે છે અને વધુ તાણયુક્ત થિઇરેન રિંગ પર હુમલો કરે છે.
સલ્ફર પરમાણુ તેના મોટા કદ અને ધ્રુવીયતાને કારણે ઓક્સિજન કરતા વધુ સારો ન્યુક્લિયોફાઇલ છે.
$R^-$ દ્વારા પ્રારંભિક હુમલા પછી,પરિણામી થિઓલેટ આયન ઇપોક્સાઇડ રિંગ પર આંતરિક $S_N2$ પ્રતિક્રિયા આપે છે,જેનાથી ઇપોક્સાઇડ ખુલે છે અને નવી ચક્રીય રચના બને છે.
ઇપોક્સાઇડમાં ઓક્સિજન પરમાણુ $^{18}O$ તરીકે લેબલ થયેલ છે.
અંતે,પરિણામી આલ્કોક્સાઇડ આયન ઇથર બનાવવા માટે $CH_3-I$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
અંતિમ નીપજ તે છે જેમાં $^{18}O$ એ રિંગ સિસ્ટમ સાથે જોડાયેલા મેથોક્સી જૂથનો ભાગ છે.

(D) $S_{N}1$ પ્રક્રિયામાં,વેગ-નિર્ધારક તબક્કામાં કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બને છે. જો શરૂઆતમાં બનેલો કાર્બોકેટાયન ઓછો સ્થાયી હોય,તો તે વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બનાવવા માટે પુનઃરચના (હાઈડ્રાઈડ અથવા આલ્કાઈલ શિફ્ટ દ્વારા) અનુભવી શકે છે.
$A$. $CH_3-C(CH_3)_2-CH(I)-CH_3$ દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે જે હાઈડ્રાઈડ શિફ્ટ દ્વારા વધુ સ્થાયી તૃતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવી શકે છે.
$B$. $1-$ક્લોરો$-2-$મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેન દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે જે હાઈડ્રાઈડ શિફ્ટ દ્વારા વધુ સ્થાયી તૃતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવી શકે છે.
$C$. $3-$આયોડોસાયક્લોહેક્ઝીન એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે જે રેઝોનન્સ સ્થિરતા અનુભવી શકે છે,અને વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બનાવવા માટે આગળ પુનઃરચના થઈ શકે છે.
આમ,આપેલ તમામ આલ્કાઈલ હેલાઈડ વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બનાવવા માટે પુનઃરચના અનુભવી શકે છે,તેથી સાચો જવાબ $D$ છે.

(C) $S_N1$ પ્રક્રિયાનો વેગ પ્રક્રિયાના વેગ નિર્ણાયક તબક્કામાં $(R.D.S.)$ બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
જેમ આલ્કાઈલ વિસ્થાપનનું પ્રમાણ વધે છે (મિથાઈલથી તૃતીયક સુધી),તેમ બનતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતા વધે છે $(CH_3^+ < 1^\circ < 2^\circ < 3^\circ)$.
તેથી,$S_N1$ પ્રક્રિયાનો વેગ આલ્કાઈલ વિસ્થાપન વધવાની સાથે વધે છે.
આમ,વિકલ્પ $C$ માં આપેલો આલેખ આ સંબંધને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે.

(D) $1$. $(Z)-2$-બ્યુટીનની $Br_2/H_2O$ સાથેની પ્રક્રિયા ચક્રીય બ્રોમોનિયમ આયન મધ્યવર્તીના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે, ત્યારબાદ પાણીનો એન્ટી-એટેક થાય છે, જેના પરિણામે $(2R, 3R)-3$-બ્રોમો$-2$-બ્યુટેનોલ અને $(2S, 3S)-3$-બ્રોમો$-2$-બ્યુટેનોલનું રેસેમિક મિશ્રણ મળે છે.
$2$. જ્યારે આ બ્રોમોહાઇડ્રિનની પ્રક્રિયા મિથોક્સાઇડ $(CH_3O^-)$ જેવા બેઝ સાથે કરવામાં આવે છે, ત્યારે હાઇડ્રોક્સિલ જૂથનું ડિપ્રોટોનેશન થઈને આલ્કોક્સાઇડ આયન બને છે.
$3$. આ આલ્કોક્સાઇડ આયન પછી બ્રોમિન પરમાણુ ધરાવતા કાર્બન પર આંતર-આણ્વીય $S_N2$ એટેક કરે છે, અને બ્રોમાઇડ આયનને દૂર કરે છે.
$4$. $S_N2$ પ્રક્રિયામાં એટેક પામતા કાર્બન પરમાણુ પર વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ (inversion) થતું હોવાથી, શરૂઆતના બ્રોમોહાઇડ્રિનની સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી $(cis)-2,3$-ઇપોક્સીબ્યુટેન (જેને $cis-2,3$-ડાયમિથાઇલઓક્સિરેન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) ના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે.
$5$. બંધારણો $I$ અને $II$ એ $cis-2,3$-ઇપોક્સીબ્યુટેનના બે એનાન્શિયોમર્સ રજૂ કરે છે, જે રેસેમિક મિશ્રણ તરીકે સમાન જથ્થામાં રચાય છે.

(D) આ પ્રક્રિયા $S_N1$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા આગળ વધે છે.
પ્રથમ,$Cl^-$ આયન દૂર થઈને સંસ્પદન-સ્થાયી કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બનાવે છે.
કાર્બોકેટાયનને અનેક સંસ્પદન બંધારણો દ્વારા દર્શાવી શકાય છે.
ન્યુક્લિયોફાઇલ $CH_3O^-$ સંસ્પદન-સ્થાયી કાર્બોકેટાયનના વિવિધ ઇલેક્ટ્રોન-અનુરાગી સ્થાનો પર હુમલો કરી શકે છે.
બાહ્ય ચક્રીય કાર્બન પર હુમલો કરવાથી $2-(\text{methoxymethyl})\text{furan}$ મળે છે.
વલયના કાર્બન પર હુમલો અને ત્યારબાદ ટૉટોમેરાઇઝેશન થવાથી $3-\text{methoxy}-2-\text{methylfuran}$ અને $2-\text{methoxy}-5-\text{methylfuran}$ મળે છે.
આમ,આપેલી તમામ નીપજો શક્ય છે.

(D) આ પ્રક્રિયામાં પાડોશી સમૂહની ભાગીદારી $(NGP)$ સામેલ છે. ફિનોલિક સમૂહના ઓક્સિજન પરમાણુના અબંધકારક ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મ (અથવા વલયના પાઈ-ઇલેક્ટ્રોન) ટોસિલેટ સમૂહ $(-OTs)$ ના વિસ્થાપનમાં ભાગ લઈ શકે છે.
આનાથી ચક્રીય મધ્યવર્તી સંયોજન (ફિનોનિયમ-જેવો આયન અથવા સ્પાયરો-મધ્યવર્તી) બને છે.
મધ્યવર્તી સંયોજનની પ્રકૃતિને કારણે,ન્યુક્લિયોફાઈલ $(AcO^-)$ સાઇડ ચેઇનના બંને ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પરમાણુઓ પર હુમલો કરી શકે છે.
ક્રિયાપદ્ધતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,$AcO^-$ આયન $C^*H_2$ અને $CH_2$ બંને સ્થાનો પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે $(a)$ અને $(b)$ બંને નીપજોનું મિશ્રણ મળે છે.

(C) સોડિયમ થાયોફિનોલેટ $(C_6H_5SNa)$ અને મિથાઈલ બ્રોમાઈડ $(CH_3Br)$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા એ ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે,ખાસ કરીને $S_N2$ મિકેનિઝમ.
આ પ્રક્રિયામાં,થાયોફિનોલેટ આયન $(C_6H_5S^-)$ એક પ્રબળ ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે કાર્ય કરે છે અને મિથાઈલ બ્રોમાઈડ $(CH_3Br)$ ના ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પરમાણુ પર હુમલો કરે છે.
બ્રોમાઈડ આયન $(Br^-)$ લિવિંગ ગ્રુપ તરીકે કાર્ય કરે છે,અને સલ્ફર પરમાણુ અને મિથાઈલ ગ્રુપ વચ્ચે બંધ રચાય છે.
પ્રક્રિયા નીચે મુજબ થાય છે:
$C_6H_5S^-Na^+ + CH_3Br \rightarrow C_6H_5SCH_3 + NaBr$
મુખ્ય નીપજ થાયોએનિસોલ (મિથાઈલ ફિનાઈલ સલ્ફાઈડ) છે,જે વિકલ્પ $C$ ને અનુરૂપ છે.

(B) $S_N2$ પ્રક્રિયાઓ કાઈરલ કેન્દ્ર પર સંપૂર્ણ વિન્યાસના વ્યુત્ક્રમણ (inversion) સાથે આગળ વધે છે.
આપેલ પ્રક્રિયામાં,ન્યુક્લિયોફાઇલ $OH^-$ એ લિવિંગ ગ્રુપ $Br^-$ ની વિરુદ્ધ બાજુથી હુમલો કરે છે.
તેથી,નીપજ $A$ માં $HO$ સમૂહ મૂળ $Br$ પરમાણુની વિરુદ્ધ સ્થિતિમાં હશે.
આ વિકલ્પ $(b)$ માં દર્શાવેલ રચનાને અનુરૂપ છે.

(B) $1$. પ્રારંભિક પદાર્થ $4$-ઈથાઈનાઈલસાયક્લોહેક્ઝેન-$1$-ઓલ છે. $2$ મોલ $NaNH_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરતા ટર્મિનલ આલ્કાઈન અને હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહ બંનેનું ડિપ્રોટોનેશન થઈ ડાય-એનાયન બને છે.
$2$. $CH_3CH_2-I$ ઉમેરતા ટર્મિનલ એસિટિલાઈડનું આલ્કાઈલેશન થઈ $4$-(બ્યુટ-$1$-ઈનાઈલ)સાયક્લોહેક્ઝેન-$1$-ઓલેટ એનાયન બને છે.
$3$. $CH_3-I$ ઉમેરતા આલ્કોક્સાઈડનું આલ્કાઈલેશન થઈ $4$-(બ્યુટ-$1$-ઈનાઈલ)સાયક્લોહેક્સાઈલ મિથાઈલ ઈથર બને છે.
$4$. અંતે,$H_2/Pd-BaSO_4$ (લિન્ડલાર ઉદ્દીપક) સાથે હાઈડ્રોજનેશન કરતા આલ્કાઈનનું $cis$-આલ્કીનમાં રિડક્શન થાય છે. અંતિમ નીપજ $1$-મિથોક્સિ-$4$-(બ્યુટ-$1$-ઈન-$1$-ઈલ)સાયક્લોહેક્ઝેન છે,જેમાં આલ્કીન $cis$ સ્વરૂપમાં છે.

(D) ત્રણેય પ્રતિક્રિયાઓમાં,$alc. KOH$ સાથેની પ્રક્રિયાને કારણે ડિહાઇડ્રોહેલોજિનેશન ($HBr$ નું દૂર થવું) થાય છે.
પ્રતિક્રિયા $(1)$: પ્રારંભિક પદાર્થ $2$-બ્રોમોસાયક્લોહેક્સ-$2$-એન-$1$-ઓન છે. $HBr$ દૂર થવાથી સાયક્લોહેક્સા-$1,3$-ડાયેન-$1$-ઓલ (ઇનોલ સ્વરૂપ) મળે છે,જે ટૉટોમેરાઇઝેશન દ્વારા ફિનોલ બનાવે છે.
પ્રતિક્રિયા $(2)$: પ્રારંભિક પદાર્થ $4$-બ્રોમોસાયક્લોહેક્સ-$2$-એન-$1$-ઓન છે. $HBr$ દૂર થવાથી સાયક્લોહેક્સા-$1,3$-ડાયેન-$1$-ઓલ (ઇનોલ સ્વરૂપ) મળે છે,જે ટૉટોમેરાઇઝેશન દ્વારા ફિનોલ બનાવે છે.
પ્રતિક્રિયા $(3)$: પ્રારંભિક પદાર્થ $4$-બ્રોમોસાયક્લોહેક્સ-$2$-એન-$1$-ઓન (આઇસોમર) છે. $HBr$ દૂર થવાથી સાયક્લોહેક્સા-$1,3$-ડાયેન-$1$-ઓલ (ઇનોલ સ્વરૂપ) મળે છે,જે ટૉટોમેરાઇઝેશન દ્વારા ફિનોલ બનાવે છે.
આમ,ત્રણેય પ્રતિક્રિયાઓમાં અંતિમ સ્થાયી નીપજ તરીકે ફિનોલ મળે છે,તેથી $A = B = C$.

(D) હેક્ઝાક્લોરોસાયક્લોહેક્સેન આઈસોમર્સની આલ્કોહોલિક $KOH$ ના $3 \ \text{મોલ}$ સાથેની પ્રતિક્રિયામાં ડિહાઈડ્રોહેલોજિનેશન થાય છે.
દરેક કિસ્સામાં,$3 \ \text{મોલ}$ $HCl$ દૂર થઈને $1,3,5-\text{ટ્રાયક્લોરોબેન્ઝીન}$ બનાવે છે.
જોકે શરૂઆતની સામગ્રી હેક્ઝાક્લોરોસાયક્લોહેક્સેનના અલગ-અલગ સ્ટીરિયોઆઈસોમર્સ છે,પરંતુ ત્રણેય પ્રતિક્રિયાઓમાં અંતિમ નીપજ સમાન એરોમેટિક સંયોજન,$1,3,5-\text{ટ્રાયક્લોરોબેન્ઝીન}$ છે.
તેથી,$A = B = C$.

(C) માટેની પ્રક્રિયા શ્રેણીમાં એમાઈનનું હોફમેન વિલોપન (Hofmann elimination) સામેલ છે. એમાઈનનું પ્રથમ $CH_3I$ નો ઉપયોગ કરીને મિથાઈલેશન કરવામાં આવે છે જેથી ચતુર્થક એમોનિયમ ક્ષાર બને છે,ત્યારબાદ તેને $Ag_2O/H_2O$ સાથે પ્રક્રિયા કરાવી હાઈડ્રોક્સાઈડ બનાવવામાં આવે છે અને ગરમ $(\Delta)$ કરતા એન્ટી-વિલોપન (anti-elimination) થાય છે. એન્ટી-વિલોપનમાં,લિવિંગ ગ્રુપ અને $\beta$-હાઈડ્રોજન એકબીજાની વિરુદ્ધ (anti-periplanar) હોવા જોઈએ. પ્રારંભિક પદાર્થની ત્રિ-પરિમાણીય રચના મુજબ,$H$ પરમાણુ લિવિંગ ગ્રુપની વિરુદ્ધ છે,તેથી $H$ દૂર થાય છે.
$(B)$ માટેની પ્રક્રિયા શ્રેણીમાં એમાઈન ઓક્સાઈડનું કોપ વિલોપન (Cope elimination) સામેલ છે. એમાઈનની $H_2O_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એમાઈન ઓક્સાઈડ બનાવવામાં આવે છે,ત્યારબાદ ગરમ $(\Delta)$ કરતા સિન-વિલોપન (syn-elimination) થાય છે. સિન-વિલોપનમાં,લિવિંગ ગ્રુપ અને $\beta$-હાઈડ્રોજન એક જ દિશામાં (syn-periplanar) હોવા જોઈએ. ત્રિ-પરિમાણીય રચના મુજબ,$D$ પરમાણુ લિવિંગ ગ્રુપની સાથે છે,તેથી $D$ દૂર થાય છે.
તેથી,$(A)$ એ એન્ટી-વિલોપન ($H$ દૂર થવું) ની નીપજ છે અને $(B)$ એ સિન-વિલોપન ($D$ દૂર થવું) ની નીપજ છે. આપેલા વિકલ્પો સાથે સરખાવતા,સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.

(C) $2$-ક્લોરોસાયક્લોહેક્ઝેનોલની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા $E_2$ વિલોપન પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બેઈઝ ક્લોરિન પરમાણુની બાજુના કાર્બનમાંથી પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેનાથી સાયક્લોહેક્સ$-2-$ઈન$-1-$ઓલ બને છે.
આ નીપજ સાયક્લોહેક્ઝેનોન સાથે ટૉટોમેરિક સંતુલનમાં રહે છે.
સાયક્લોહેક્ઝેનોન એ વધુ સ્થાયી કીટો સ્વરૂપ હોવાથી,તે અંતિમ મુખ્ય નીપજ $A$ છે.

(B) $E_2$ પ્રક્રિયામાં,એન્ટી-પેરિપ્લેનર વિલોપન જરૂરી છે,જેનો અર્થ છે કે લિવિંગ ગ્રુપ $(-Br)$ અને $\beta$-હાઇડ્રોજન એકબીજાની વિરુદ્ધ (anti) હોવા જોઈએ.
સંયોજન $(c)$ માં,$-Br$ ઇક્વેટોરિયલ છે અને $\beta$-હાઇડ્રોજન એક્સિયલ છે,જે એન્ટી-પેરિપ્લેનર કન્ફોર્મેશન માટે અનુકૂળ છે.
સંયોજન $(a)$ માં,$-Br$ એક્સિયલ છે,પરંતુ બાજુનો $\beta$-હાઇડ્રોજન મિથાઈલ ગ્રુપના ઓરિએન્ટેશનને કારણે સંપૂર્ણપણે એન્ટી-પેરિપ્લેનર નથી,જે તેને $(c)$ કરતા ધીમું બનાવે છે.
સંયોજન $(b)$ માં,$-Br$ અને બાજુનો મિથાઈલ ગ્રુપ બંને એક્સિયલ છે,જે બેઝના અભિગમને અવરોધે છે અને $\beta$-હાઇડ્રોજન માટે જરૂરી એન્ટી-પેરિપ્લેનર ભૂમિતિને અટકાવે છે,જે તેને સૌથી ઓછું પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવે છે.
આમ,પ્રતિક્રિયાશીલતાનો ક્રમ $c > a > b$ છે.

(D) આ પ્રક્રિયા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી સંયોજનના નિર્માણ દ્વારા આગળ વધે છે.
$1$. લિવિંગ ગ્રુપ $Br^-$ દૂર થવાથી $C_1$ સ્થાન પર તૃતીયક કાર્બોકેટાયન બને છે.
$2$. $S_N1$ માર્ગ: ન્યુક્લિયોફાઈલ $(H_2O)$ કાર્બોકેટાયન પર બંને બાજુથી હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે બે ડાયાસ્ટીરિયોમર્સ $(1)$ અને $(2)$ બને છે,જે $4-$મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેન$-1-$ઓલના સિસ અને ટ્રાન્સ આઈસોમર્સ છે.
$3$. $E_1$ માર્ગ: બેઝ (દ્રાવક) નજીકના કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરીને આલ્કીન બનાવે છે.
- $C_1$ સાથે જોડાયેલા $CH_3$ ગ્રુપમાંથી પ્રોટોન દૂર થવાથી એક્ઝોસાયક્લિક આલ્કીન $(3)$ બને છે.
- $C_2$ પરથી પ્રોટોન દૂર થવાથી એન્ડોસાયક્લિક આલ્કીન $(4)$ બને છે.
આમ,ચારેય નીપજો $(1)$,$(2)$,$(3)$ અને $(4)$ બને છે.

(A) આ પ્રક્રિયક એક દ્વિતીયક બેન્ઝાઈલિક ટ્રાયફ્લેટ $(-OSO_2CF_3)$ છે,જે એક ઉત્તમ લિવિંગ ગ્રુપ છે.
$CH_3OH$ જેવા ધ્રુવીય પ્રોટિક દ્રાવકની હાજરીમાં અને ગરમી આપતા,પ્રક્રિયા $S_N1$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા આગળ વધે છે.
ટ્રાયફ્લેટ ગ્રુપ દૂર થઈને સ્થાયી સંસ્પદન-સ્થાયી બેન્ઝાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
ત્યારબાદ ન્યુક્લિયોફાઈલ $CH_3OH$ કાર્બોકેટાયન પર હુમલો કરીને ઈથર નીપજ,$1$-મિથોક્સી-$1$-ફિનાઈલપ્રોપેન બનાવે છે.
આથી,વિકલ્પ $A$ સાચો છે.