Properties of Haloalkanes Questions in Gujarati

(D) આલ્કાઈલ હેલાઈડની $KSH$ સાથેની પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે $S_N2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે. $S_N2$ પ્રક્રિયામાં,ન્યુક્લિયોફાઈલ $(SH^-)$ લિવિંગ ગ્રુપ $(I^-)$ ની વિરુદ્ધ બાજુથી ઈલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે કાઈરલ કેન્દ્ર પર વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ (Walden inversion) થાય છે. નીપજ $I$ ને $SH$ દ્વારા બદલીને અને કાઈરલ કાર્બન સાથે જોડાયેલા અન્ય સમૂહોની અવકાશી ગોઠવણી ઉલટાવીને બને છે.

(B) આ પ્રક્રિયા $S_{N}2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા આગળ વધે છે.
$S_{N}2$ પ્રક્રિયામાં,ન્યુક્લિયોફાઇલ $(PhS^-)$ લિવિંગ ગ્રુપ $(Cl^-)$ ની વિરુદ્ધ દિશામાંથી કાયરલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે.
આના પરિણામે પ્રક્રિયા કેન્દ્ર પર વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ (Walden inversion) થાય છે.
શરૂઆતના પદાર્થ સાથે વિકલ્પોની સરખામણી કરતા,વિકલ્પ $(B)$ સાચું સ્ટીરિયોકેમિકલ વ્યુત્ક્રમણ દર્શાવે છે જ્યાં $PhS$ સમૂહ તે બાજુએ મૂકવામાં આવે છે જે $Cl$ ની મૂળ સ્થિતિની વિરુદ્ધ છે.

(D) આ પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં થાય છે:
$1$. $(R)-2$-બ્યુટેનોલની પિરિડિનમાં $p$-ટોલ્યુઈનસલ્ફોનાઈલ ક્લોરાઈડ $(TsCl)$ સાથેની પ્રક્રિયા હાઈડ્રોક્સિલ સમૂહને સારા લિવિંગ ગ્રુપ,ટોસિલેટ સમૂહ $(-OTs)$ માં ફેરવે છે. આ પ્રક્રિયામાં $C-O$ બંધ તૂટતો નથી,તેથી કાઈરલ કેન્દ્ર પરનું વિન્યાસ બદલાતું નથી,પરિણામે $(R)-2$-બ્યુટાઈલ ટોસિલેટ મળે છે.
$2$. ત્યારબાદ $LiBr$ સાથેની પ્રક્રિયામાં ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન $(S_N2)$ પ્રક્રિયા થાય છે. બ્રોમાઈડ આયન $(Br^-)$ ટોસિલેટ સમૂહની વિરુદ્ધ દિશામાંથી કાઈરલ કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેનાથી વિન્યાસમાં વ્યુત્ક્રમણ (વોલ્ડન ઇન્વર્ઝન) થાય છે. આમ,$(R)-2$-બ્યુટાઈલ ટોસિલેટનું રૂપાંતર $(S)-2$-બ્યુટાઈલ બ્રોમાઈડમાં થાય છે.

(B) $S_{N^1}$ પ્રક્રિયાનો દર તે પ્રક્રિયાના ધીમા તબક્કામાં બનતા કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
$(a)$ સાયક્લોહેક્સિલ બ્રોમાઈડ દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$(b)$ $3-$બ્રોમોસાયક્લોહેક્સિન એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે સંસ્પંદન (resonance) દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
$(c)$ સાયક્લોહેક્સિલમિથાઈલ બ્રોમાઈડ પ્રાથમિક કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$(d)$ બાયસાયક્લો[$2.2$.$2$]ઓક્ટિલ બ્રોમાઈડ બ્રિજહેડ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે બ્રેડ્ટના નિયમ (Bredt's rule) મુજબ અત્યંત અસ્થાયી છે.
આમ,વિકલ્પ $(b)$ માં બનતો એલાઈલિક કાર્બોકેટાયન સૌથી વધુ સ્થાયી હોવાથી,$3$-બ્રોમોસાયક્લોહેક્સિન સૌથી ઝડપથી $S_{N^1}$ પ્રક્રિયા આપે છે.

(D) $KI$ નો ઉમેરો પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડના જળવિભાજનને ઝડપી બનાવે છે કારણ કે આયોડાઈડ આયન $(I^-)$ એક શક્તિશાળી ન્યુક્લિયોફાઈલ તરીકે કાર્ય કરે છે,જે આલ્કાઈલ હેલાઈડ પર હુમલો કરીને વધુ સક્રિય આલ્કાઈલ આયોડાઈડ મધ્યવર્તી $(R-I)$ બનાવે છે.
આયોડાઈડ આયન એક સારું લિવિંગ ગ્રુપ હોવાથી,તે પાણી અથવા હાઈડ્રોક્સાઈડ આયનો સાથેની પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે,જેનાથી જળવિભાજનનો દર વધે છે.

(A) $S_N1$ પ્રક્રિયાના લક્ષણો નીચે મુજબ છે:
$(1)$ પુનઃગોઠવણી શક્ય છે કારણ કે કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બને છે.
$(2)$ દર દ્રાવકની ધ્રુવીયતા દ્વારા અસરગ્રસ્ત થાય છે કારણ કે તે કાર્બોકેટાયનને સ્થિર કરે છે.
$(3)$ ન્યુક્લિયોફાઇલની પ્રબળતા દર નક્કી કરવામાં મહત્વની નથી,કારણ કે દર-નિર્ધારક તબક્કામાં માત્ર સબસ્ટ્રેટનો સમાવેશ થાય છે.
$(4)$ કાર્બોકેટાયનની સ્થિરતાને કારણે પ્રતિક્રિયાશીલતા શ્રેણી તૃતીયક $>$ દ્વિતીયક $>$ પ્રાથમિક છે.
$(5)$ તે રેસેમાઇઝેશન સાથે આગળ વધે છે (સંપૂર્ણ વ્યુત્ક્રમણ નહીં) કારણ કે ન્યુક્લિયોફાઇલ સમતલીય કાર્બોકેટાયનની બંને બાજુથી હુમલો કરી શકે છે.
તેથી,વિધાનો $(3)$ અને $(5)$ $S_N1$ પ્રક્રિયા સાથે યોગ્ય રીતે જોડાયેલા નથી.

(A) પગલું $1$: $h\nu$ (પ્રકાશ) ની હાજરીમાં $SO_2Cl_2$ સાથેની પ્રક્રિયા એ મુક્ત મુલક ક્લોરિનેશન છે. તે બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા સાયક્લોપેન્ટાઇલ જૂથના તૃતીયક કાર્બનનું પસંદગીયુક્ત ક્લોરિનેશન કરીને $(A)$ બનાવે છે,જે $1-chloro-1-phenylcyclopentane$ વ્યુત્પન્ન છે.
પગલું $2$: $NBS$ $(N-Bromosuccinimide)$ સાથેની પ્રક્રિયા એ બેન્ઝિલિક બ્રોમિનેશન છે. તે બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલા મિથાઈલ જૂથ પરના હાઈડ્રોજન પરમાણુને બ્રોમીન પરમાણુ દ્વારા બદલીને $(B)$ બનાવે છે,જે $1-chloro-1-(4-(bromomethyl)phenyl)cyclopentane$ છે.
પગલું $3$: $KSH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ન્યુક્લિયોફિલિક સબસ્ટિટ્યુશન $(S_N2)$ પ્રક્રિયા છે. $SH^-$ ન્યુક્લિયોફાઈલ બેન્ઝિલિક કાર્બન પર હુમલો કરે છે અને બ્રોમીન પરમાણુને દૂર કરીને $(C)$ બનાવે છે,જે $1-chloro-1-(4-(mercaptomethyl)phenyl)cyclopentane$ છે.

(A) $N$-બ્રોમોસક્સિનિમાઈડ $(NBS)$ એ મુક્ત મુલક પ્રક્રિયા દ્વારા એલાઈલિક અથવા બેન્ઝિલિક બ્રોમિનેશન માટે વપરાતો પ્રક્રિયક છે.
આપેલ પ્રક્રિયક,$1$-મિથાઈલ-$1,2,3,4$-ટેટ્રાહાઈડ્રોનેપ્થલીનમાં,$C-1$ સ્થાન પરનો હાઈડ્રોજન પરમાણુ બેન્ઝિલિક તેમજ તૃતીયક છે.
આ હાઈડ્રોજન દૂર થવાથી સ્થાયી તૃતીયક બેન્ઝિલિક મુક્ત મુલક બને છે,જે બેન્ઝીન વલય સાથેના સંસ્પંદન અને હાઈપરકોન્જુગેશન દ્વારા વધુ સ્થાયી થાય છે.
ત્યારબાદ $NBS$ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા $Br_2$ સાથેની પ્રક્રિયાથી મુખ્ય નીપજ તરીકે $1$-બ્રોમો-$1$-મિથાઈલ-$1,2,3,4$-ટેટ્રાહાઈડ્રોનેપ્થલીન મળે છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં $S_N2$ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ $DMSO$ માં $LiBr$ નો ઉપયોગ કરીને ક્લોરિન પરમાણુનું બ્રોમિન પરમાણુ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.
$S_N2$ પ્રક્રિયાઓ અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) પ્રત્યે ખૂબ જ સંવેદનશીલ હોય છે.
આપેલા અણુમાં બે ક્લોરિન પરમાણુઓ છે: એક તૃતીયક ક્લોરાઇડ (સાયક્લોપેન્ટેન રિંગના $1$-સ્થાન પર) અને બીજો પ્રાથમિક ક્લોરાઇડ (ઇથાઇલ સાંકળના છેડે).
$S_N2$ પ્રક્રિયાઓ ઓછી અવકાશી અવરોધ ધરાવતી જગ્યાઓ પર ઘણી ઝડપથી થાય છે.
તેથી,પ્રાથમિક ક્લોરાઇડ તૃતીયક ક્લોરાઇડ કરતા $S_N2$ વિસ્થાપન માટે વધુ સક્રિય છે.
બ્રોમાઇડ ન્યુક્લિયોફાઇલ $(Br^-)$ પસંદગીયુક્ત રીતે પ્રાથમિક કાર્બન પર હુમલો કરશે અને પ્રાથમિક ક્લોરિન પરમાણુને બદલશે.
મુખ્ય નીપજ $1$-ક્લોરો-$1$-($2$-બ્રોમોઇથાઇલ)સાયક્લોપેન્ટેન છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $(B)$ છે.

(B) આ પ્રતિક્રિયામાં ધ્રુવીય એપ્રોટિક દ્રાવક,$DMSO$ (ડાયમિથાઈલ સલ્ફોક્સાઈડ) ની હાજરીમાં ટોસિલેટ ગ્રુપ $(-OTs)$ નું આયોડાઈડ આયન $(-I)$ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.
આ પ્રતિક્રિયા $S_N2$ મિકેનિઝમ દ્વારા આગળ વધે છે.
$S_N2$ પ્રતિક્રિયામાં,ન્યુક્લિયોફાઈલ $(-I)$ લિવિંગ ગ્રુપ $(-OTs)$ ની વિરુદ્ધ બાજુથી ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેના પરિણામે કાયરલ કેન્દ્ર પર વિન્યાસનું વ્યુત્ક્રમણ (inversion) થાય છે.
તેથી,મુખ્ય ઉત્પાદન તે છે જ્યાં $-OTs$ ગ્રુપ $-I$ દ્વારા બદલાય છે અને સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી ઉલટાઈ જાય છે.

(A) આ પ્રક્રિયામાં સાયક્લોહેક્ઝેન વલય પર ટ્રાન્સ-જેવી ગોઠવણીમાં થાયોલ સમૂહ $(-SH)$ અને ક્લોરિન પરમાણુ $(-Cl)$ ધરાવતો સબસ્ટ્રેટ સામેલ છે.
$NaOH$ ની હાજરીમાં,થાયોલ સમૂહનું ડિપ્રોટોનેશન થઈને થાયોલેટ આયન $(-S^-)$ બને છે.
આ આંતરિક ન્યુક્લિયોફાઈલ ત્યારબાદ આંતર-આણ્વીય ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા દ્વારા ક્લોરિન ધરાવતા કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેને નેબરિંગ ગ્રુપ પાર્ટિસિપેશન $(NGP)$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આના પરિણામે મુખ્ય નીપજ તરીકે ચક્રીય સલ્ફાઈડ (એક બ્રિજ્ડ બાયસાઈક્લિક સંયોજન) બને છે.

(D) આ પ્રક્રિયામાં ટોસિલેટ ગ્રુપ $(-OTs)$ નું આયનીકરણ થઈને કાર્બોકેટાયન બને છે.
ફિનાઈલ ગ્રુપની હાજરીને કારણે,ફિનાઈલ ગ્રુપના $^{14}C$ પર સ્થળાંતર દ્વારા ફિનોનિયમ આયન મધ્યવર્તી બને છે.
આ પુનઃરચના વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
અંતે,પ્રોટોન $(-H^+)$ દૂર થવાથી આલ્કીન બને છે.
અંતિમ નીપજમાં $^{14}C$ લેબલ ફિનાઈલ ગ્રુપ સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર જ રહે છે,જે $(CH_3)_2C=C(^{14}CH_3)Ph$ છે.

(B) આદર્શ $S_{N}1$ પ્રક્રિયામાં,લિવિંગ ગ્રુપ સંપૂર્ણપણે દૂર થઈને મુક્ત કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે સમતલીય હોય છે. ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો બંને બાજુથી થવો જોઈએ,જે રેસેમિક મિશ્રણ ($1:1$ ગુણોત્તર) તરફ દોરી જાય છે.
જોકે,વ્યવહારમાં,લિવિંગ ગ્રુપ (ટોસિલેટ) થોડા સમય માટે 'ઇન્ટિમેટ આયન પેર' તરીકે કાર્બોકેટાયનની નજીક રહે છે.
આ આગળની બાજુને સુરક્ષિત કરે છે,જેનાથી પાણી દ્વારા પાછળની બાજુથી થતો હુમલો વધુ અનુકૂળ બને છે.
તેથી,ઇન્વર્ઝન (વિન્યાસનું ઉલટાવું) એ રિટન્શન (વિન્યાસનું જળવાઈ રહેવું) કરતા થોડું વધુ પસંદગીયુક્ત છે.
આના પરિણામે એવું મિશ્રણ મળે છે જેમાં $(S)-2-$ઓક્ટાનૉલ (ઇન્વર્ઝન નીપજ) એ $(R)-2-$ઓક્ટાનૉલ (રિટન્શન નીપજ) કરતા વધુ પ્રમાણમાં બને છે.
આમ,$(S)-2-$ઓક્ટાનૉલ અને $(R)-2-$ઓક્ટાનૉલનો ગુણોત્તર $1:1$ કરતા વધારે હોય છે,જેમ કે $1.5:1$.

(C) એસિટોનમાં આલ્કાઈલ હેલાઈડની સોડિયમ આયોડાઈડ સાથેની પ્રતિક્રિયા એ ફિંકલસ્ટીન પ્રતિક્રિયા છે,જે $S_N2$ મિકેનિઝમને અનુસરે છે.
$1.$ જોડી-$A$ માં,$2-$બ્રોમોપ્રોપેન $(2)$ એ $2-$ક્લોરોપ્રોપેન $(1)$ કરતા ઝડપથી પ્રતિક્રિયા આપે છે કારણ કે બ્રોમાઈડ આયન $(Br^-)$ એ ક્લોરાઈડ આયન $(Cl^-)$ કરતા વધુ સારો લિવિંગ ગ્રુપ છે.
$2.$ જોડી-$B$ માં,$1-$બ્રોમોબ્યુટેન $(3)$ એ $2-$બ્રોમોબ્યુટેન $(4)$ કરતા ઝડપથી પ્રતિક્રિયા આપે છે કારણ કે $1-$બ્રોમોબ્યુટેન એ પ્રાથમિક આલ્કાઈલ હેલાઈડ છે,જે દ્વિતીયક આલ્કાઈલ હેલાઈડ $2-$બ્રોમોબ્યુટેન કરતા ઓછી અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) અનુભવે છે,જે $S_N2$ માર્ગને અનુકૂળ બનાવે છે.
તેથી,સાચા સંયોજનો $(2)$ અને $(3)$ છે.

(D) $S_{N^1}$ અને $S_{N^2}$ બંને પ્રક્રિયાઓમાં સમાન નીપજ મેળવવા માટે,$S_{N^1}$ માં બનતા કાર્બોકેટાયનમાં પુનઃરચના (rearrangement) થવી જોઈએ નહીં,અને $S_{N^2}$ પ્રક્રિયા સમાન કાર્બન પર થવી જોઈએ.
$(I)$ $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH(Br)-CH_3$ એ દ્વિતીયક હેલાઈડ છે જે વધુ સ્થાયી કાર્બોકેટાયનમાં પુનઃરચના પામી શકે છે.
$(II)$ $\text{2-methylcyclohexyl chloride}$ એ દ્વિતીયક હેલાઈડ છે જેમાં કાર્બોકેટાયન પુનઃરચના પામી શકે છે.
$(III)$ $\text{Chlorocyclohexane}$ એ દ્વિતીયક હેલાઈડ છે. બનતો કાર્બોકેટાયન સાયક્લોહેક્સાઈલ કેટાયન છે જે પુનઃરચના પામતો નથી. $S_{N^2}$ સમાન કાર્બન પર થાય છે.
$(IV)$ $CH_3-CH(Br)-CH_2-CH_3$ એ દ્વિતીયક હેલાઈડ $(2\text{-bromobutane})$ છે. બનતો કાર્બોકેટાયન દ્વિતીયક કાર્બોકેટાયન છે જે પુનઃરચના પામતો નથી. $S_{N^2}$ સમાન કાર્બન પર થાય છે.
આમ,$(III)$ અને $(IV)$ બંને પ્રક્રિયાઓમાં સમાન નીપજ આપે છે.

(D) $S_N2$ પ્રક્રિયાનો દર મુખ્યત્વે અવકાશી અવરોધ (steric hindrance) અને લિવિંગ ગ્રુપની ગુણવત્તા પર આધાર રાખે છે.
$1$. $S_N2$ પ્રક્રિયાઓ ઓછા અવકાશી અવરોધને કારણે તૃતીયક કે દ્વિતીયક કરતા પ્રાથમિક સબસ્ટ્રેટને વધુ પસંદ કરે છે.
$2$. ટોસિલેટ $(-OTs)$ એક ઉત્તમ લિવિંગ ગ્રુપ છે,જ્યારે મિથોક્સી $(-OMe)$ ખૂબ જ નબળું લિવિંગ ગ્રુપ છે અને સામાન્ય રીતે $S_N2$ વિસ્થાપન પ્રક્રિયા આપતું નથી.
$3$. આપેલા વિકલ્પોની સરખામણી:
- $A$ અને $C$ માં $-OMe$ છે,જે નબળું લિવિંગ ગ્રુપ છે.
- $B$ એ દ્વિતીયક સબસ્ટ્રેટ છે.
- $D$ એ પ્રાથમિક સબસ્ટ્રેટ છે.
$4$. તેથી,$D$ એ ઉત્તમ લિવિંગ ગ્રુપ ધરાવતું પ્રાથમિક સબસ્ટ્રેટ હોવાથી,તે $S_N2$ પ્રક્રિયામાં સૌથી ઝડપથી પ્રક્રિયા કરશે.

(D) આ પ્રક્રિયામાં ક્લોરાઇડ આયનના વિસ્થાપનમાં $\pi$-બંધનો સહભાગી થાય છે,જેને નેબરિંગ ગ્રુપ પાર્ટિસિપેશન $(NGP)$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
દ્વિ-બંધ ક્લોરિન ધરાવતા કાર્બન પર હુમલો કરે છે,જેનાથી સાયક્લોપ્રોપાઇલમિથાઇલ કેટાયન મધ્યવર્તી બને છે.
ત્યારબાદ આ મધ્યવર્તી પર પાણી $(H_2O)$ દ્વારા હુમલો થાય છે અને અંતિમ આલ્કોહોલ નીપજ $1-$(સાયક્લોપ્રોપાઇલ)$-1-$મિથાઇલઇથેનોલ બને છે.

(C) આ પ્રતિક્રિયામાં $ONS$ (નોસિલેટ) ગ્રુપનું સોલ્વોલિસિસ થાય છે,જે દ્વિબંધ દ્વારા નેબરિંગ ગ્રુપ પાર્ટિસિપેશન $(NGP)$ ને કારણે સરળ બને છે.
જેમ દ્વિબંધ પર ઇલેક્ટ્રોન-ડોનેટિંગ મિથાઈલ ગ્રુપની સંખ્યા વધે છે,તેમ આલ્કીનની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વધે છે,જે તેને $NGP$ માટે વધુ સારું ન્યુક્લિયોફાઈલ બનાવે છે.
સંયોજન $(iii)$ માં બે મિથાઈલ ગ્રુપ છે,$(ii)$ માં એક છે,અને $(i)$ માં એક પણ નથી.
તેથી,દ્વિબંધની ન્યુક્લિયોફિલીસીટીનો ક્રમ $(iii) > (ii) > (i)$ છે.
પરિણામે,પ્રતિક્રિયાનો દર પણ આ જ ક્રમમાં હશે: $(iii) > (ii) > (i)$.

(B) $S_N1$ પ્રક્રિયાનો દર લિવિંગ ગ્રુપ $(Br^-)$ દૂર થયા પછી બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
સંયોજન $(A)$ માટે,બનતો કાર્બોકેટાયન સાયક્લોપેન્ટાડાયનાઈલ કેટાયન છે,જેમાં $4\pi$ ઈલેક્ટ્રોન છે અને તે એન્ટી-એરોમેટિક છે,જે તેને અત્યંત અસ્થિર બનાવે છે.
સંયોજન $(B)$ માટે,બનતો કાર્બોકેટાયન પાયરીલિયમ કેટાયન છે,જેમાં $6\pi$ ઈલેક્ટ્રોન છે ($4$ દ્વિબંધમાંથી અને $2$ ઓક્સિજન પરના અબંધકારક ઈલેક્ટ્રોન યુગ્મમાંથી) અને તે એરોમેટિક છે,જે તેને અત્યંત સ્થિર બનાવે છે.
કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા $S_N1$ પ્રક્રિયાના દરના સીધા પ્રમાણમાં હોવાથી,સંયોજન $(B)$ એ સંયોજન $(A)$ કરતા ઘણી ઝડપથી પ્રક્રિયા કરે છે.

(A) પ્રતિક્રિયા શ્રેણીમાં આલ્કોહોલનું ટોસિલેટમાં રૂપાંતર અને ત્યારબાદ સોડિયમ એઝાઈડ $(NaN_3)$ સાથે $S_N2$ પ્રતિક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે.
$1$. શરૂઆતનો પદાર્થ $X$ એ cis$-3-$methylcyclopentanol છે,જેમાં $-OH$ ગ્રુપ અને $-CH_3$ ગ્રુપ સાયક્લોપેન્ટેન રિંગની એક જ બાજુએ છે.
$2$. પિરિડિનમાં $p$-toluenesulfonyl chloride $(TsCl)$ સાથેની પ્રતિક્રિયા $-OH$ ગ્રુપને સારા લિવિંગ ગ્રુપ (ટોસિલેટ,$-OTs$) માં ફેરવે છે,જેમાં કાયરલ સેન્ટર પર સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી બદલાતી નથી.
$3$. ત્યારબાદ $NaN_3$ સાથેની પ્રતિક્રિયા $S_N2$ મિકેનિઝમ દ્વારા આગળ વધે છે,જેમાં લિવિંગ ગ્રુપ ધરાવતા કાર્બન પરમણુ પર કોન્ફિગરેશનનું ઇન્વર્ઝન (ઉલટાવવું) થાય છે.
$4$. શરૂઆતનો આલ્કોહોલ cis$-3-$methylcyclopentanol હોવાથી,કોન્ફિગરેશનના ઇન્વર્ઝનને કારણે નીપજ $Y$ તરીકે trans$-3-$azidocyclopentane મળે છે.

(D) $S_N2$ પ્રક્રિયામાં,ન્યુક્લિયોફાઇલ $(RO^-)$ લિવિંગ ગ્રુપ $(Br^-)$ ની વિરુદ્ધ દિશામાંથી ઇલેક્ટ્રોફિલિક કાર્બન પર હુમલો કરે છે.
આના પરિણામે પેન્ટાકોઓર્ડિનેટ સંક્રાંતિ અવસ્થા બને છે જ્યાં કાર્બન પરમાણુ આવતા ન્યુક્લિયોફાઇલ અને લિવિંગ ગ્રુપ બંને સાથે આંશિક રીતે જોડાયેલ હોય છે.
સંક્રાંતિ અવસ્થામાં ન્યુક્લિયોફાઇલ અને લિવિંગ ગ્રુપ બંને પર આંશિક ઋણ વીજભાર $(\delta^-)$ હોય છે.
વિકલ્પો જોતા,વિકલ્પ $D$ આ સંક્રાંતિ અવસ્થાને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે,જેમાં ન્યુક્લિયોફાઇલ $OR$ અને લિવિંગ ગ્રુપ $Br$ પર આંશિક ઋણ વીજભાર $(\delta^-)$ છે અને કાર્બન પરમાણુ ટ્રાયગોનલ બાયપિરામિડલ ગોઠવણીમાં છે.

(B) પ્રક્રિયા $C_6H_{13}Br + OH^{-} \to C_6H_{13}OH + Br^{-}$ માં બ્રોમાઇડ આયન $(Br^{-})$ નું હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન $(OH^{-})$ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે.
અહીં હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન ન્યુક્લિયોફાઇલ તરીકે વર્તે છે અને લિવિંગ ગ્રુપને દૂર કરે છે,તેથી આ ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(b)$ છે.

(D) $S_N^1$ પ્રક્રિયાઓ સ્ટીરિયોસિલેક્ટિવ છે કારણ કે તેમાં કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બને છે,જે રેસેમિક મિશ્રણ તરફ દોરી શકે છે.
$S_N^2$ પ્રક્રિયાઓ સ્ટીરિયોસ્પેસિફિક છે કારણ કે તે એક જ તબક્કામાં બેકસાઇડ એટેક દ્વારા થાય છે,જેના પરિણામે વાલ્ડન ઇન્વર્ઝન જોવા મળે છે.
તેથી,$S_N^1$ સ્ટીરિયોસિલેક્ટિવ છે અને $S_N^2$ સ્ટીરિયોસ્પેસિફિક છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $(d)$ છે.

(D) $S_N1$ પ્રતિક્રિયા માટે સંયોજનની સક્રિયતા લિવિંગ ગ્રુપ (આ કિસ્સામાં,$I^-$) દૂર થયા પછી બનતા કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તીની સ્થિરતા પર આધાર રાખે છે.
વિકલ્પ $D$ એવું સંયોજન દર્શાવે છે જે $I^-$ આયન ગુમાવ્યા પછી,રેઝોનન્સ દ્વારા સ્થિર થયેલ કાર્બોકેટાયન બનાવે છે,જે એરોમેટિક ટ્રોપિલિયમ-જેવું કેટાયન માળખું ધરાવે છે.
એરોમેટિક કાર્બોકેટાયનનું નિર્માણ અત્યંત અનુકૂળ હોવાથી,વિકલ્પ $D$ માં આપેલ સંયોજન $S_N1$ પ્રતિક્રિયાઓ માટે સૌથી વધુ સક્રિય છે.

(D) $E_2$ પ્રક્રિયામાં,બેઈઝ લિવિંગ ગ્રુપ $(-Cl)$ ની વિરુદ્ધ દિશામાં રહેલા $\beta$-હાઈડ્રોજન પરમાણુને દૂર કરે છે.
$A$: $1$-ક્લોરો-$1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનમાં બે પ્રકારના $\beta$-હાઈડ્રોજન હોય છે,જે બે અલગ-અલગ આલ્કીન આપે છે.
$B$: $1$-ક્લોરો-$2$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેનમાં અનેક $\beta$-હાઈડ્રોજન હોવાથી આઈસોમર્સનું મિશ્રણ મળે છે.
$C$: $1$-ક્લોરો-$3$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેન પણ વિવિધ $\beta$-હાઈડ્રોજનને કારણે આઈસોમર્સનું મિશ્રણ આપે છે.
$D$: $1$-ક્લોરો-$4$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝેન સંમિત છે. અણુની સંમિતિને કારણે,વિલોપન પ્રક્રિયા માત્ર એક જ નીપજ આપે છે: $4$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્ઝીન.

(A) $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયામાં,લિવિંગ ગ્રુપ $(X)$ ની પ્રકૃતિ સેટઝેફ નીપજ (વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન) અને હોફમેન નીપજ (ઓછી વિસ્થાપિત આલ્કીન) વચ્ચેની નીપજની વહેંચણીને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે.
જ્યારે લિવિંગ ગ્રુપ સારું હોય (જેમ કે $I^-$,$Br^-$,અથવા $Cl^-$),ત્યારે સંક્રાંતિ અવસ્થા (transition state) નીપજ આલ્કીન જેવી હોય છે. સંક્રાંતિ અવસ્થાની સ્થિરતા વિકસતા આલ્કીનની સ્થિરતા દ્વારા નક્કી થાય છે. સેટઝેફ નીપજ વધુ વિસ્થાપિત હોવાથી વધુ સ્થિર છે,તેથી તે મુખ્ય નીપજ બને છે.
હેલોજનમાં,લિવિંગ ગ્રુપની ક્ષમતાનો ક્રમ આ મુજબ છે: $I^- > Br^- > Cl^- > F^-$.
આપેલા વિકલ્પોમાં $I^-$ એ શ્રેષ્ઠ લિવિંગ ગ્રુપ છે,જે વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન બનાવવા માટે સૌથી વધુ સ્થિર સંક્રાંતિ અવસ્થા તરફ દોરી જાય છે. તેથી,જ્યારે $X = -I$ હોય ત્યારે મહત્તમ સેટઝેફ નીપજ પ્રાપ્ત થાય છે.

(A) આ પ્રક્રિયા $E_2$ વિલોપન પ્રક્રિયા છે. $E_2$ પ્રક્રિયાઓમાં,લિવિંગ ગ્રુપ $(-OTs)$ અને $\beta$-હાઈડ્રોજન વિલોપન માટે એન્ટી-પેરીપ્લેનર ગોઠવણીમાં હોવા જોઈએ. આપેલ સબસ્ટ્રેટમાં,$-OTs$ ગ્રુપ વિષુવવૃત્તીય (equatorial) સ્થાનમાં છે. એન્ટી-વિલોપન માટે,$\beta$-હાઈડ્રોજન $-OTs$ ગ્રુપની વિરુદ્ધ દિશામાં હોવો જોઈએ. $C_1$ સ્થાન પરનો હાઈડ્રોજન (જ્યાં $-CH_3$ ગ્રુપ જોડાયેલ છે) $-OTs$ ગ્રુપની વિરુદ્ધ દિશામાં છે. તેથી,બેઝ આ પ્રોટોનનું નિષ્કર્ષણ કરે છે,જેના પરિણામે $C_1$ અને $C_2$ વચ્ચે દ્વિબંધ બને છે,અને મુખ્ય નીપજ તરીકે $1$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્સિન મળે છે.

(D) $E_2$ વિલોપન પ્રક્રિયા માટે લિવિંગ ગ્રુપ $(-Br)$ અને $\beta$-હાઈડ્રોજન પરમાણુ વચ્ચે એન્ટી-પેરીપ્લેનર ગોઠવણી જરૂરી છે. આપેલા અણુમાં,$-Br$ ગ્રુપ વિષુવવૃત્તીય (equatorial) સ્થાનમાં છે. એન્ટી-વિલોપન થવા માટે,$\beta$-હાઈડ્રોજન $-Br$ ગ્રુપની સાપેક્ષમાં એન્ટી હોવો જોઈએ. આ ચોક્કસ સંરૂપણમાં,$-Br$ ગ્રુપની સાપેક્ષમાં એન્ટી-સ્થાનમાં કોઈ $\beta$-હાઈડ્રોજન પરમાણુ ઉપલબ્ધ નથી. તેથી,$E_2$ વિલોપન થઈ શકતું નથી,પરિણામે કોઈ પ્રક્રિયા થતી નથી.

(D) $Saytzeff$ નીપજ એ વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન છે,જે સામાન્ય રીતે નાના,પ્રબળ બેઝ દ્વારા પસંદ કરવામાં આવે છે.
વિકલ્પ $D$ માં,$2-bromo-2-methylpentane$ ની $CH_3OK$ (નાનો બેઝ) સાથેની પ્રક્રિયામાં $2-methylpent-2-ene$ મુખ્ય નીપજ તરીકે મળે છે કારણ કે તે વધુ વિસ્થાપિત (વધુ સ્થાયી) આલ્કીન છે.
વિકલ્પ $A$ માં ચતુર્થક એમોનિયમ ક્ષારનું $Hofmann$ વિલોપન થાય છે.
વિકલ્પ $B$ માં ફ્લોરાઈડ લિવિંગ ગ્રુપનું $Hofmann$ વિલોપન થાય છે.
વિકલ્પ $C$ માં $t-BuOK$ (મોટો બેઝ) વપરાય છે,જે ઓછો વિસ્થાપિત $Hofmann$ નીપજને પ્રોત્સાહન આપે છે.

(C) આ પ્રક્રિયા $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા છે,જેમાં લિવિંગ ગ્રુપ $(-Br)$ અને $\beta$-હાઇડ્રોજન પરમાણુની એન્ટી-પેરીપ્લેનર ગોઠવણી જરૂરી છે.
આપેલ ફિશર પ્રોજેક્શનમાં,$-Br$ અને $-H$ એક જ બાજુ પર છે (syn-periplanar). $E2$ વિલોપન માટે,અણુએ $C-C$ સિંગલ બોન્ડની આસપાસ પરિભ્રમણ કરવું પડે છે જેથી $-Br$ અને $-H$ એન્ટી-પેરીપ્લેનર સંરૂપણમાં આવે.
પરિભ્રમણ પછી,બે ફિનાઇલ $(Ph)$ જૂથો પરિણામી આલ્કીનમાં દ્વિબંધની વિરુદ્ધ બાજુઓ પર હશે,જેના પરિણામે મુખ્ય નીપજ તરીકે ટ્રાન્સ-આઈસોમર બને છે.

(C) $3$-bromohexane ની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા $E_2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા થાય છે.
અહીં વિલોપન માટે બે પ્રકારના $\beta$-હાઈડ્રોજન ઉપલબ્ધ છે:
$1$. $C_2$ પરથી વિલોપન થતા $hex-2-ene$ મળે છે,જે ભૌમિતિક સમઘટકતા દર્શાવે છે,તેથી $2$ સ્ટીરિયોઆઈસોમર્સ મળે છે.
$2$. $C_4$ પરથી વિલોપન થતા $hex-3-ene$ મળે છે,જે પણ ભૌમિતિક સમઘટકતા દર્શાવે છે,તેથી $2$ સ્ટીરિયોઆઈસોમર્સ મળે છે.
આપેલ ઉકેલ મુજબ,કુલ $5$ નીપજો મળે છે.
તેથી,$(x) = 5$.

(B) હેલોઆલ્કેનમાંથી $HBr$ નું વિલોપન (ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન) સામાન્ય રીતે $E2$ પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે,જે $\beta$-કાર્બન પર ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહ ($-M$ અથવા $-I$ અસર) ની હાજરી દ્વારા સરળ બને છે.
આ સમૂહો $\beta$-હાઇડ્રોજનની એસિડિકતા વધારે છે,જેથી તેને દૂર કરવું સરળ બને છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં:
$(a)$ $-NO_2$ એ પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહ છે.
$(c)$ $-CN$ એ પ્રબળ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહ છે.
$(d)$ $-CO_2Et$ એ ઇલેક્ટ્રોન-આકર્ષક સમૂહ છે.
$(b)$ $-CH_3$ એ ઇલેક્ટ્રોન-દાતા સમૂહ છે (પ્રેરક અસર દ્વારા),જે $\beta$-હાઇડ્રોજનની એસિડિકતા ઘટાડે છે.
તેથી,$Br-CH_2-CH_2-CH_3$ વિલોપન માટે સૌથી ઓછું સક્રિય છે.

(A) $2$-બ્રોમોબ્યુટેનનું ડીહાઈડ્રોહેલોજિનેશન $E2$ પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે,જેમાં લિવિંગ ગ્રુપ $(-Br)$ અને $\beta$-હાઈડ્રોજન પરમાણુનું એન્ટી-પેરીપ્લેનર ગોઠવણી જરૂરી છે.
$cis$-બ્યુટ-$2$-ઈન બનાવવા માટે,$C_2$ અને $C_3$ કાર્બન પરના મિથાઈલ સમૂહો દ્વિબંધના નિર્માણ દરમિયાન એક જ બાજુએ હોવા જોઈએ.
ન્યુમેન પ્રક્ષેપણ જોતા,જે સંરૂપણમાં $-Br$ પરમાણુ $\beta$-હાઈડ્રોજનની વિરુદ્ધ (anti) હોય અને બંને મિથાઈલ સમૂહો એક જ બાજુ હોય,તે વિકલ્પ $A$ માં દર્શાવેલ છે.

(A) $E_2$ વિલોપન પ્રક્રિયામાં,લિવિંગ ગ્રુપ $(-Br)$ અને $\beta$-હાઇડ્રોજન એન્ટી-પેરિપ્લેનર ગોઠવણીમાં હોવા જોઈએ.
આપેલ સાયક્લોહેક્સિન વ્યુત્પન્ન માં,$-Br$ ગ્રુપ એક્સિયલ સ્થાનમાં છે.
$C_3$ સ્થાન પરનો $\beta$-હાઇડ્રોજન પણ એક્સિયલ સ્થાનમાં છે,જે $-Br$ ગ્રુપની વિરુદ્ધ (anti) છે.
તેથી,$3$-મિથાઈલસાયક્લોહેક્સિન મુખ્ય નીપજ તરીકે બનાવવા માટે $C_1$ અને $C_2$ વચ્ચે વિલોપન થાય છે.

(C) આલ્કાઈલ હેલાઈડની આલ્કોહોલિક $KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડીહાઈડ્રોહેલોજિનેશન (વિલોપન) પ્રક્રિયા છે.
$3$-બ્રોમોપેન્ટેન $(CH_3-CH_2-CH(Br)-CH_2-CH_3)$ માં બે સમાન $\beta$-કાર્બન પરમાણુઓ હોય છે.
કોઈપણ $\beta$-કાર્બન પરથી હાઈડ્રોજન દૂર કરવાથી માત્ર $2$-પેન્ટેન $(CH_3-CH_2-CH=CH-CH_3)$ જ નીપજ તરીકે મળે છે.
જ્યારે $2$-બ્રોમોપેન્ટેન $1$-પેન્ટેન અને $2$-પેન્ટેનનું મિશ્રણ આપે છે.

(C) સાચો જવાબ $(c)$ છે.
- જોડી $(1)$ અને $(2)$ માં,$I^-$ એ $Cl^-$ કરતા સારો લિવિંગ ગ્રુપ છે,તેથી પ્રક્રિયા $(2)$ ઝડપી છે.
- જોડી $(3)$ અને $(4)$ માં,$CH_3O^-$ એ $CH_3S^-$ કરતા પ્રબળ બેઇઝ છે. $E_2$ પ્રક્રિયાઓ બેઇઝની પ્રબળતા પર આધાર રાખતી હોવાથી,પ્રક્રિયા $(3)$ ઝડપી છે.
- જોડી $(5)$ અને $(6)$ માં,પ્રક્રિયા $(5)$ માં દ્વિતીયક આલ્કાઇલ હેલાઇડ છે જેમાં $\beta$-હાઇડ્રોજન બેન્ઝિલિક છે,જે સંસ્પંદનને કારણે સંક્રાંતિ અવસ્થાને વધુ સ્થિર બનાવે છે,પરિણામે $(6)$ ની સરખામણીમાં પ્રક્રિયા $(5)$ ઝડપી બને છે.
તેથી,ઝડપી પ્રક્રિયાઓનો સમૂહ $2, 3, 5$ છે.

(A) $1$-phenyl-$2$-bromobutane ની $NaOMe$ (પ્રબળ બેઇઝ) સાથેની પ્રક્રિયા $E_2$ વિલોપન પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બેઇઝ $\beta$-કાર્બન પરથી પ્રોટોન દૂર કરીને દ્વિબંધ બનાવે છે.
સંયુગ્મિત આલ્કીન,$(E)-1$-phenylbut-$1$-ene નું નિર્માણ વધુ પસંદગી પામે છે કારણ કે દ્વિબંધ ફિનાઇલ વલય સાથે સંયુગ્મનમાં હોય છે,જે નીપજને વધારાની સ્થિરતા આપે છે.
આમ,$(E)-1$-phenylbut-$1$-ene એ મુખ્ય નીપજ છે.

(B) $E_2$ પ્રક્રિયામાં આલ્કીનનું જટિલ મિશ્રણ ત્યારે મળે છે જ્યારે હાઈડ્રોજન દૂર કરવા માટે એક કરતા વધુ પ્રકારના $\beta$-હાઈડ્રોજન ઉપલબ્ધ હોય,જે વિવિધ બંધારણીય સમઘટકો અને અવકાશીય સમઘટકો (cis/trans) તરફ દોરી જાય છે.
$A$. $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-Br$: માત્ર એક પ્રકારનો $\beta$-હાઈડ્રોજન,$1$-બ્યુટીન આપે છે.
$B$. $CH_3-CH_2-CH_2-CH(Br)-CH_3$: બે પ્રકારના $\beta$-હાઈડ્રોજન ($C_1$ અને $C_3$ પર). $C_1$ પરથી હાઈડ્રોજન દૂર થતા $1$-પેન્ટીન મળે છે. $C_3$ પરથી હાઈડ્રોજન દૂર થતા $2$-પેન્ટીન મળે છે ($cis$ અને $trans$ સમઘટકોના મિશ્રણ તરીકે).
$C$. $CH_3-CH_2-CH(Br)-CH_2-CH_3$: બે પ્રકારના $\beta$-હાઈડ્રોજન ($C_2$ અને $C_4$ પર),પરંતુ અણુ સંમિત છે. તે $2$-પેન્ટીન આપે છે.
$D$. $CH_3-C(Br)(CH_3)-CH_2-CH_3$: બે પ્રકારના $\beta$-હાઈડ્રોજન ($C_1$ અને $C_3$ પર). તે $2$-મિથાઈલ-$1$-બ્યુટીન અને $2$-મિથાઈલ-$2$-બ્યુટીન આપે છે.
આમ,વિકલ્પ $B$ સૌથી વધુ જટિલ મિશ્રણ આપે છે.

(C) $3-bromo-3-ethylhexane$ ની $alc. KOH$ સાથેની પ્રક્રિયા $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે.
આ પ્રક્રિયકમાં $\beta$-હાઇડ્રોજનના ત્રણ પ્રકારો ઉપલબ્ધ છે:
$1$. ઇથાઇલ શૃંખલાના $CH_3$ સમૂહમાંથી.
$2$. પ્રોપાઇલ શૃંખલાના $CH_2$ સમૂહમાંથી.
$3$. ઇથાઇલ શૃંખલાના $CH_2$ સમૂહમાંથી.
$Zaitsev$ ના નિયમ મુજબ,મુખ્ય નીપજ સૌથી વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન છે,જે હાઇપરકોન્જુગેશન (વધુ $\alpha$-હાઇડ્રોજન) ને કારણે સૌથી વધુ સ્થાયી છે.
પ્રોપાઇલ શૃંખલાના $CH_2$ સમૂહમાંથી પ્રોટોન દૂર કરીને,આપણે સૌથી વધુ વિસ્થાપિત આલ્કીન $3-ethylhex-3-ene$ મેળવીએ છીએ. આ નીપજમાં સૌથી વધુ $\alpha$-હાઇડ્રોજન હોવાથી તે મુખ્ય નીપજ છે.

(B) $1,3$-ડાયબ્રોમાઈડની $Zn-Cu$ કપલ સાથેની પ્રક્રિયા $1,3$-વિલોપનનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.
$Zn$ રિડક્શનકર્તા તરીકે વર્તે છે અને બ્રોમીન સાથે જોડાયેલા કાર્બન પર ઈલેક્ટ્રોન આપે છે.
આનાથી $C-1$ સ્થાન પર કાર્બેનાયન મધ્યવર્તી બને છે.
આ કાર્બેનાયન ત્યારબાદ $C-3$ કાર્બન પર આંતરિક ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન $(S_N2)$ કરે છે,જેનાથી બીજો બ્રોમાઈડ આયન દૂર થાય છે.
આ પ્રક્રિયાને પરિણામે ત્રણ સભ્યોની વલય રચના બને છે.
અંતિમ નીપજ ફિનાઈલસાયક્લોપ્રોપેન છે.

(A) આ પ્રક્રિયામાં પ્રબળ બેઝ $EtO^-$ નો ઉપયોગ કરીને $E_2$ વિલોપન પ્રક્રિયા થાય છે.
$E_2$ વિલોપન થવા માટે,લિવિંગ ગ્રુપ (અહીં $Br$) અને $\beta$-હાઇડ્રોજન પરમાણુ એકબીજાની સાપેક્ષ એન્ટી-પેરિપ્લેનર (ટ્રાન્સ-ડાયએક્સિયલ) ગોઠવણીમાં હોવા જોઈએ.
તેથી,જે પ્રક્રિયક આ ચોક્કસ ભૌમિતિક ગોઠવણીને મંજૂરી આપે છે તે સફળતાપૂર્વક નીપજ $(A)$ આપશે.

(B) આ પ્રક્રિયા આલ્કોહોલિક બેઇઝ $(KOH/EtOH, \Delta)$ સાથે $1-phenyl-2-fluoropropane$ નું $E2$ વિલોપન છે.
ફ્લોરિન એક નબળો લિવિંગ ગ્રુપ છે,જે સંક્રમણ અવસ્થામાં $C-H$ બંધના વિભાજનને વધુ મહત્વપૂર્ણ બનાવે છે.
આ બેન્ઝિલિક સ્થાન પર કાર્બેનિયન જેવી સંક્રમણ અવસ્થાના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે.
બેઇઝ બેન્ઝિલિક કાર્બન $(Ph-CH_2-)$ પરથી એસિડિક પ્રોટોન દૂર કરે છે,જેના પરિણામે વધુ સ્થાયી સંયુગ્મિત આલ્કીન,$1-phenylprop-1-ene$ $(Ph-CH=CH-CH_3)$ બને છે.

(B) પ્રથમ પ્રક્રિયામાં,$sec-butyl$ બ્રોમાઇડ $EtO^-$ સાથે $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા કરીને વધુ સ્થાયી આલ્કીન,$but-2-ene$ (સેટઝેફ નીપજ),મુખ્ય નીપજ $(A)$ તરીકે બનાવે છે.
બીજી પ્રક્રિયામાં,$sec-butyl$ ટ્રાયમિથાઈલ એમોનિયમ આયન $EtO^-$ સાથે $E2$ વિલોપન પ્રક્રિયા કરે છે. $-NMe_3^+$ સમૂહની નબળી લિવિંગ ગ્રુપ ક્ષમતા અને અવકાશી અવરોધને કારણે,સંક્રાંતિ અવસ્થા $(T.S.)$ માં નોંધપાત્ર કાર્બેનાયન લાક્ષણિકતા જોવા મળે છે. હોફમેન નિયમ મુજબ,ઓછું વિસ્થાપિત આલ્કીન,$but-1-ene$,મુખ્ય નીપજ $(B)$ તરીકે બને છે.
આમ,$(A)$ એ $but-2-ene$ છે અને $(B)$ એ $but-1-ene$ છે,તેથી તેઓ સ્થાનિક સમઘટકો છે.

(A) આ પ્રક્રિયામાં $2-(chloromethyl)tetrahydrofuran$ ની પ્રક્રિયા પ્રવાહી $NH_3$ માં $3$ મોલ $NaNH_2$ સાથે કરવામાં આવે છે.
$1$. $NaNH_2$ નો પ્રથમ અણુ બેઝ તરીકે કાર્ય કરે છે અને વિલોપન પ્રક્રિયા દ્વારા ટેટ્રાહાઇડ્રોફ્યુરાન વલયને તોડીને ટર્મિનલ આલ્કાઇન અને આલ્કોક્સાઇડ સમૂહ ધરાવતી મધ્યવર્તી નીપજ બનાવે છે.
$2$. બાકીના $NaNH_2$ ના અણુઓ ટર્મિનલ આલ્કાઇન અને આલ્કોક્સાઇડ સમૂહનું ડિપ્રોટોનેશન કરે છે.
$3$. અંતિમ નીપજ ડાયસોડિયમ ક્ષાર છે,જેમાં આલ્કાઇન અને ઓક્સિજન બંને પરમાણુઓ ડિપ્રોટોનેટેડ હોય છે: $Na^+ O^- - (CH_2)_3 - C \equiv C^- Na^+$.

(D) આ પ્રક્રિયા $E_2$ વિલોપન પ્રક્રિયા છે.
પ્રક્રિયક એક કાઈરલ આલ્કાઈલ બ્રોમાઈડ છે: $1-bromo-1-phenylethyl-d_3$ ($d_3$ એટલે $CD_3$).
પોટેશિયમ ટર્ટ-બ્યુટોક્સાઈડ $(K^+ t-BuO^-)$ જેવા પ્રબળ બેઈઝ સાથે પ્રક્રિયા કરતા,તે $E_2$ ક્રિયાવિધિ દ્વારા આલ્કીન બનાવે છે.
બનતી નીપજ $Ph-C(=CH_2)-CD_3$ છે.
આ નીપજ એક સમતલીય આલ્કીન છે,જેમાં કોઈ કાઈરલ કેન્દ્ર હોતું નથી.
તેથી,કાઈરાલિટીનો નાશ થયો છે અને નીપજ અકાઈરલ છે.

(B) $1$. શરૂઆતનો પદાર્થ $3-$બ્રોમોબ્યુટેન$-2-$ઓલ છે. $HBr$ સાથેની પ્રક્રિયા $-OH$ સમૂહને $-Br$ વડે બદલીને $2,3-$ડાયબ્રોમોબ્યુટેન $(X)$ બનાવે છે.
$2$. $2,3-$ડાયબ્રોમોબ્યુટેનની એસિટોનમાં $NaI$ સાથેની પ્રક્રિયા એ ડીબ્રોમિનેશન પ્રક્રિયા છે.
$3$. બે બ્રોમિન પરમાણુઓનું એન્ટી-એલિમિનેશન વધુ સ્થાયી આલ્કીન બનાવે છે.
$4$. મુખ્ય નીપજ trans $-2-$ બ્યુટીન છે કારણ કે તે cis $-2-$ બ્યુટીન કરતા વધુ સ્થાયી છે.

(B) આ પ્રક્રિયા $E_2$ વિલોપન છે. સબસ્ટ્રેટમાં વિલોપન માટે બે અલગ $\beta$-હાઇડ્રોજન સ્થાન ઉપલબ્ધ છે.
$1$. સાયક્લોપેન્ટાઇલ રિંગ સાથે જોડાયેલા $-CH_2-$ ગ્રુપમાંથી $\beta$-હાઇડ્રોજનનું વિલોપન થવાથી $\alpha$ અને $\beta$ કાર્બન વચ્ચે દ્વિબંધ બને છે. આ આલ્કીન $E$ અને $Z$ આઈસોમર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવી શકે છે. અણુમાં અન્ય કાઈરલ કેન્દ્રો (સાયક્લોપેન્ટાઇલ અને સાયક્લોહેક્સાઇલ રિંગ) હોવાથી,આ દરેક ભૌમિતિક આઈસોમર કાઈરલ હશે,જે $2$ કાઈરલ નીપજો આપે છે.
$2$. $-CH(CH_3)-$ ગ્રુપમાંથી $\beta$-હાઇડ્રોજનનું વિલોપન થવાથી અલગ આલ્કીન બને છે. આ આલ્કીન પણ ભૌમિતિક સમઘટકતા ($E$ અને $Z$) દર્શાવે છે. રિંગમાં રહેલા કાઈરલ કેન્દ્રોને કારણે,$E$ અને $Z$ બંને આઈસોમર કાઈરલ હશે,જે અન્ય $2$ કાઈરલ નીપજો આપે છે.
કુલ કાઈરલ નીપજોની સંખ્યા = $2 + 2 = 4$.

(A) શરૂઆતનું પદાર્થ $3-$chlorocyclohex$-2-$en$-1-$one છે.
આ એક $\alpha,\beta$-અસંતૃપ્ત કાર્બોનિલ સંયોજન છે જેમાં $\beta$-સ્થાન પર લિવિંગ ગ્રુપ $(-Cl)$ છે.
પ્રક્રિયક $t-butO^-$ એક પ્રબળ ન્યુક્લિયોફાઇલ છે.
ન્યુક્લિયોફિલિક વિસ્થાપન $\beta$-કાર્બન પર એડિશન-એલિમિનેશન મિકેનિઝમ દ્વારા થાય છે.
આના પરિણામે $-Cl$ ગ્રુપનું $-Ot-Bu$ ગ્રુપ દ્વારા વિસ્થાપન થાય છે,જે $3-$tert-butoxycyclohex$-2-$en$-1-$one આપે છે.

(B) આ પ્રક્રિયામાં $Conc. H_2SO_4$ નો ઉપયોગ કરીને આલ્કોહોલનું એસિડ-ઉદ્દીપકીય નિર્જલીકરણ થાય છે.
$1$. હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ પ્રોટોનેટેડ થઈને ઓક્સોનિયમ આયન બનાવે છે,જે $H_2O$ તરીકે દૂર થઈને કાર્બોકેટાયન બનાવે છે.
$2$. પરિણામી કાર્બોકેટાયન ચક્રીયકરણ પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે જ્યાં સાયક્લોહેક્સેનાઈલ રિંગનો દ્વિબંધ કાર્બોકેટાયન કેન્દ્ર પર હુમલો કરે છે.
$3$. આ એક બાયસાઇક્લિક કાર્બોકેટાયન મધ્યવર્તી બનાવે છે.
$4$. અંતે,મધ્યવર્તીમાંથી પ્રોટોન $(H^+)$ દૂર થવાથી સૌથી સ્થાયી આલ્કીન બને છે,જે મુખ્ય નીપજ $A$ છે.