प्रश्न 1. किसी प्राथमिक एमाइड (R-CONH₂) की ब्रोमीन और जलीय/एथेनॉलिक पोटेशियम हाइड्रोक्साइड (Br₂ / KOH) के साथ गर्म करने पर एक कार्बन कम वाला प्राथमिक एमीन (R-NH₂) प्राप्त होता है। इस प्रसिद्ध निम्नीकरण अभिक्रिया को क्या कहते हैं?
Q1. The reaction of a primary amide (R-CONH₂) with bromine and ethanolic potassium hydroxide (Br₂ / KOH) to yield a primary amine containing one less carbon atom (R-NH₂) is called:
सही उत्तर: B) हॉफमान ब्रोमामाइड निम्नीकरण अभिक्रिया (Hoffmann Bromamide Degradation)
Correct Answer: B) Hoffmann Bromamide Degradation
स्पष्टीकरण: अम्ल एमाइडों से प्राथमिक एमीन बनाने की इस विधि को **हॉफ़मान ब्रोमामाइड निम्नीकरण (Hoffmann Bromamide Degradation)** कहते हैं।
समीकरण: R-CONH₂ + Br₂ + 4KOH → R-NH₂ + K₂CO₃ + 2KBr + 2H₂O
– इस अभिक्रिया में एमाइड का कार्बोनिल समूह (-CO-) कार्बोनेट के रूप में बाहर निकल जाता है, जिससे बनने वाली एमीन में अभिकारक एमाइड की तुलना में **एक कार्बन कम** होता है (निम्नीकरण)।
– इस अभिक्रिया में सक्रिय मध्यवर्ती **ऐल्किल आइसोसाइनेट (R-N=C=O)** होता है।
समीकरण: R-CONH₂ + Br₂ + 4KOH → R-NH₂ + K₂CO₃ + 2KBr + 2H₂O
– इस अभिक्रिया में एमाइड का कार्बोनिल समूह (-CO-) कार्बोनेट के रूप में बाहर निकल जाता है, जिससे बनने वाली एमीन में अभिकारक एमाइड की तुलना में **एक कार्बन कम** होता है (निम्नीकरण)।
– इस अभिक्रिया में सक्रिय मध्यवर्ती **ऐल्किल आइसोसाइनेट (R-N=C=O)** होता है।
Explanation: The conversion of an amide to a primary amine containing one less carbon atom by treatment with bromine in an alkaline solution is called the **Hoffmann Bromamide Degradation**:
R-CONH₂ + Br₂ + 4KOH → R-NH₂ + K₂CO₃ + 2KBr + 2H₂O.
The reaction proceeds via an acyl nitrene intermediate which rearranges to an **alkyl isocyanate (R-N=C=O)**, which on alkaline hydrolysis yields the primary amine.
R-CONH₂ + Br₂ + 4KOH → R-NH₂ + K₂CO₃ + 2KBr + 2H₂O.
The reaction proceeds via an acyl nitrene intermediate which rearranges to an **alkyl isocyanate (R-N=C=O)**, which on alkaline hydrolysis yields the primary amine.
प्रश्न 2. शुद्ध प्राथमिक ऐलिफैटिक एमीन बनाने की सर्वोत्तम प्रयोगशाला विधि **गैब्रिएल थैलिमाइड संश्लेषण (Gabriel Phthalimide Synthesis)** है। इस विधि का उपयोग करके **एनीलीन (Aniline – प्राथमिक अॉरोमैटिक एमीन)** का निर्माण क्यों नहीं किया जा सकता?
Q2. Gabriel phthalimide synthesis is highly preferred for preparing pure primary aliphatic amines. However, it cannot be used to prepare aniline (primary aromatic amine) because:
सही उत्तर: B) एरिल हैलाइड (जैसे क्लोरोबेन्जीन) थैलिमाइड ऋणायन के साथ नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया प्रदर्शित नहीं करते
Correct Answer: B) Aryl halides do not undergo nucleophilic substitution (SN2) with the phthalimide anion under normal conditions
स्पष्टीकरण: गैब्रिएल थैलिमाइड संश्लेषण में:
1. थैलिमाइड की क्रिया KOH से कराने पर पोटेशियम थैलिमाइड बनता है।
2. इस थैलिमाइड ऋणायन की क्रिया ऐल्किल हैलाइड (R-X) के साथ नाभिकरागी प्रतिस्थापन (SN2) द्वारा कराई जाती है, जिससे N-ऐल्किलथैलिमाइड बनता है।
– यदि हम एरिल हैलाइड (जैसे क्लोरोबेन्जीन) का उपयोग करें, तो अनुनाद के कारण C-Cl आबंध में आंशिक द्वि-आबंध लक्षण आ जाता है, जिससे एरिल हैलाइड सामान्य परिस्थितियों में SN2 प्रतिस्थापन प्रदर्शित नहीं करते। अतः एनीलीन नहीं बनाया जा सकता।
1. थैलिमाइड की क्रिया KOH से कराने पर पोटेशियम थैलिमाइड बनता है।
2. इस थैलिमाइड ऋणायन की क्रिया ऐल्किल हैलाइड (R-X) के साथ नाभिकरागी प्रतिस्थापन (SN2) द्वारा कराई जाती है, जिससे N-ऐल्किलथैलिमाइड बनता है।
– यदि हम एरिल हैलाइड (जैसे क्लोरोबेन्जीन) का उपयोग करें, तो अनुनाद के कारण C-Cl आबंध में आंशिक द्वि-आबंध लक्षण आ जाता है, जिससे एरिल हैलाइड सामान्य परिस्थितियों में SN2 प्रतिस्थापन प्रदर्शित नहीं करते। अतः एनीलीन नहीं बनाया जा सकता।
Explanation: In Gabriel phthalimide synthesis, the phthalimide anion acts as a nucleophile and attacks an alkyl halide via an SN2 mechanism.
– Aryl halides (like chlorobenzene) do not undergo nucleophilic substitution (SN2) reactions easily because of the partial double bond character of the C-halogen bond (due to resonance with the benzene ring).
– Consequently, the phthalimide anion cannot attack the aryl halide, preventing the synthesis of aniline or other primary aromatic amines.
– Aryl halides (like chlorobenzene) do not undergo nucleophilic substitution (SN2) reactions easily because of the partial double bond character of the C-halogen bond (due to resonance with the benzene ring).
– Consequently, the phthalimide anion cannot attack the aryl halide, preventing the synthesis of aniline or other primary aromatic amines.
प्रश्न 3. जलीय विलयन (Aqueous Phase) में मैथिल प्रतिस्थापित एमीनों के **क्षारीय सामर्थ्य (Basic Strength)** का सही घटता हुआ क्रम क्या होगा, जो प्रेरणिक प्रभाव, त्रिविम बाधा और विलायकयोजन (solvation) के संयुक्त प्रभाव पर निर्भर करता है?
Q3. In the aqueous phase, the correct decreasing order of basic strength of methyl-substituted amines (governed by inductive, steric, and solvation effects) is:
सही उत्तर: B) (CH₃)₂NH > CH₃NH₂ > (CH₃)₃N > NH₃ (2° > 1° > 3° > NH₃)
Correct Answer: B) (CH₃)₂NH > CH₃NH₂ > (CH₃)₃N > NH₃
स्पष्टीकरण: गैस प्रावस्था (gas phase) में क्षारीयता केवल +I प्रभाव पर निर्भर करती है और क्रम 3° > 2° > 1° > NH₃ होता है। परंतु जलीय विलयन में तीन परस्पर विरोधी प्रभाव कार्य करते हैं:
1. +I प्रेरणिक प्रभाव (जो नाइट्रोजन पर इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ाता है)।
2. विलायकयोजन/हाइड्रोजन आबंधन (जो प्राथमिक अमोनियम आयन को अधिक स्थायी बनाता है)।
3. त्रिविम बाधा (जो बड़े समूहों के कारण प्रोटॉन के आने में बाधा डालती है)।
– **मैथिल समूहों के लिए संयुक्त परिणामी क्रम:** द्वितीयक (2°) > प्राथमिक (1°) > तृतीयक (3°) > अमोनिया, अर्थात **(CH₃)₂NH > CH₃NH₂ > (CH₃)₃N > NH₃**। (इसे 213 क्रम से याद रखा जा सकता है)।
1. +I प्रेरणिक प्रभाव (जो नाइट्रोजन पर इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ाता है)।
2. विलायकयोजन/हाइड्रोजन आबंधन (जो प्राथमिक अमोनियम आयन को अधिक स्थायी बनाता है)।
3. त्रिविम बाधा (जो बड़े समूहों के कारण प्रोटॉन के आने में बाधा डालती है)।
– **मैथिल समूहों के लिए संयुक्त परिणामी क्रम:** द्वितीयक (2°) > प्राथमिक (1°) > तृतीयक (3°) > अमोनिया, अर्थात **(CH₃)₂NH > CH₃NH₂ > (CH₃)₃N > NH₃**। (इसे 213 क्रम से याद रखा जा सकता है)।
Explanation: In the gas phase, the basic strength depends solely on the +I inductive effect, giving the order: 3° > 2° > 1° > NH₃. However, in aqueous solution, the basicity is determined by the combined interplay of the inductive effect, solvation (H-bonding with water), and steric hindrance.
– For **methyl-substituted amines**, the overall experimental basicity order in water is: **Secondary (2°) > Primary (1°) > Tertiary (3°) > Ammonia**, represented as **(CH₃)₂NH > CH₃NH₂ > (CH₃)₃N > NH₃** (often remembered as the “213” order).
– For **methyl-substituted amines**, the overall experimental basicity order in water is: **Secondary (2°) > Primary (1°) > Tertiary (3°) > Ammonia**, represented as **(CH₃)₂NH > CH₃NH₂ > (CH₃)₃N > NH₃** (often remembered as the “213” order).
प्रश्न 4. जलीय विलयन में एथिल प्रतिस्थापित एमीनों के **क्षारीय सामर्थ्य (Basic Strength)** का सही घटता हुआ क्रम क्या होगा?
Q4. In the aqueous phase, the correct decreasing order of basic strength of ethyl-substituted amines is:
सही उत्तर: B) (C₂H₅)₂NH > (C₂H₅)₃N > C₂H₅NH₂ > NH₃ (2° > 3° > 1° > NH₃)
Correct Answer: B) (C₂H₅)₂NH > (C₂H₅)₃N > C₂H₅NH₂ > NH₃
स्पष्टीकरण: जलीय माध्यम में जब मैथिल समूहों को थोड़े बड़े एथिल (-C₂H₅) समूहों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है:
– एथिल समूहों का अधिक +I प्रभाव विलायकयोजन (solvation) प्रभाव पर हावी हो जाता है।
– इस कारण तृतीयक एमीन (3°) का स्थायित्व प्राथमिक एमीन (1°) से अधिक हो जाता है।
– **एथिल प्रतिस्थापित एमीनों के लिए परिणामी क्रम:** द्वितीयक (2°) > तृतीयक (3°) > प्राथमिक (1°) > अमोनिया, अर्थात **(C₂H₅)₂NH > (C₂H₅)₃N > C₂H₅NH₂ > NH₃**। (इसे 231 क्रम से याद रखा जा सकता है)।
– एथिल समूहों का अधिक +I प्रभाव विलायकयोजन (solvation) प्रभाव पर हावी हो जाता है।
– इस कारण तृतीयक एमीन (3°) का स्थायित्व प्राथमिक एमीन (1°) से अधिक हो जाता है।
– **एथिल प्रतिस्थापित एमीनों के लिए परिणामी क्रम:** द्वितीयक (2°) > तृतीयक (3°) > प्राथमिक (1°) > अमोनिया, अर्थात **(C₂H₅)₂NH > (C₂H₅)₃N > C₂H₅NH₂ > NH₃**। (इसे 231 क्रम से याद रखा जा सकता है)।
Explanation: In water, when the smaller methyl group is replaced by the bulkier ethyl (-C₂H₅) group, the greater inductive (+I) effect of ethyl overrides the solvation effect slightly, making the tertiary amine more basic than the primary amine.
– For **ethyl-substituted amines**, the overall basicity order in water is: **Secondary (2°) > Tertiary (3°) > Primary (1°) > Ammonia**, represented as **(C₂H₅)₂NH > (C₂H₅)₃N > C₂H₅NH₂ > NH₃** (often remembered as the “231” order).
– For **ethyl-substituted amines**, the overall basicity order in water is: **Secondary (2°) > Tertiary (3°) > Primary (1°) > Ammonia**, represented as **(C₂H₅)₂NH > (C₂H₅)₃N > C₂H₅NH₂ > NH₃** (often remembered as the “231” order).
प्रश्न 5. एनीलीन (Aniline, C₆H₅NH₂) जलीय विलयन में साइक्लोहेक्सिलएमीन (C₆H₁₁NH₂) या अमोनिया की तुलना में **बहुत दुर्बल क्षार (much weaker base)** होता है। इसका मुख्य कारण क्या है?
Q5. Aniline (C₆H₅NH₂) is a much weaker base than cyclohexylamine (C₆H₁₁NH₂) or ammonia in aqueous solution. This is primarily because:
सही उत्तर: B) नाइट्रोजन परमाणु पर उपस्थित एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) बेन्जीन वलय के साथ अनुनाद (Resonance) में विस्थानीकृत हो जाता है, जिससे यह प्रोटॉन ग्रहण करने के लिए कम उपलब्ध होता है
Correct Answer: B) The lone pair of electrons on the nitrogen atom of aniline is delocalized over the benzene ring via resonance, making it less available for protonation
स्पष्टीकरण: एनीलीन की क्षारीयता कम होने का मुख्य कारण अनुनाद (Resonance) है:
– एनीलीन में, नाइट्रोजन परमाणु पर उपस्थित एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) सीधे बेन्जीन वलय के पाई (π) इलेक्ट्रॉनों के साथ संयुग्मन (conjugation) में होता है।
– अनुनाद के कारण यह एकाकी युग्म वलय में विस्थानीकृत हो जाता है, जिससे नाइट्रोजन पर इलेक्ट्रॉन घनत्व घट जाता है और यह H⁺ (प्रोटॉन) ग्रहण करने के लिए कम उपलब्ध हो पाता है।
– इसके विपरीत, साइक्लोहेक्सिलएमीन या ऐलिफैटिक एमीनों में कोई अनुनाद नहीं होता, और ऐल्किल समूह के +I प्रभाव के कारण एकाकी युग्म पूरी तरह उपलब्ध रहता है।
– एनीलीन में, नाइट्रोजन परमाणु पर उपस्थित एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म (lone pair) सीधे बेन्जीन वलय के पाई (π) इलेक्ट्रॉनों के साथ संयुग्मन (conjugation) में होता है।
– अनुनाद के कारण यह एकाकी युग्म वलय में विस्थानीकृत हो जाता है, जिससे नाइट्रोजन पर इलेक्ट्रॉन घनत्व घट जाता है और यह H⁺ (प्रोटॉन) ग्रहण करने के लिए कम उपलब्ध हो पाता है।
– इसके विपरीत, साइक्लोहेक्सिलएमीन या ऐलिफैटिक एमीनों में कोई अनुनाद नहीं होता, और ऐल्किल समूह के +I प्रभाव के कारण एकाकी युग्म पूरी तरह उपलब्ध रहता है।
Explanation: The low basicity of aniline compared to aliphatic amines is due to resonance:
– In aniline, the unshared lone pair of electrons on the nitrogen atom is in conjugation with the π-orbital system of the benzene ring.
– Through resonance, this lone pair is delocalized over the ortho and para positions of the ring, decreasing the electron density on nitrogen and making it much less available to accept a proton (H⁺).
– Cyclohexylamine has no such conjugation; its nitrogen lone pair is fully localized and enhanced by the +I effect of the cyclohexyl ring, making it a much stronger base.
– In aniline, the unshared lone pair of electrons on the nitrogen atom is in conjugation with the π-orbital system of the benzene ring.
– Through resonance, this lone pair is delocalized over the ortho and para positions of the ring, decreasing the electron density on nitrogen and making it much less available to accept a proton (H⁺).
– Cyclohexylamine has no such conjugation; its nitrogen lone pair is fully localized and enhanced by the +I effect of the cyclohexyl ring, making it a much stronger base.
प्रश्न 6. जब किसी प्राथमिक एमीन (1° amine, ऐलिफैटिक या अॉरोमैटिक) को क्लोरोफॉर्म (CHCl₃) और एथेनॉलिक पोटेशियम हाइड्रोक्साइड (KOH) के साथ गर्म किया जाता है, तो अत्यंत अरुचिकर दुर्गंध वाला एक पदार्थ बनता है। इस अभिक्रिया को क्या कहते हैं?
Q6. Heating any primary amine (1°, aliphatic or aromatic) with chloroform (CHCl₃) and ethanolic potassium hydroxide (KOH) produces an extremely foul-smelling compound. This reaction is called:
सही उत्तर: B) कार्बीलएमीन अभिक्रिया या आइसोसायनाइड परीक्षण (Carbylamine Reaction / Isocyanide Test)
Correct Answer: B) Carbylamine Reaction / Isocyanide Test
स्पष्टीकरण: इसे **कार्बीलएमीन अभिक्रिया (Carbylamine Reaction)** या **आइसोसायनाइड परीक्षण** कहते हैं।
समीकरण: R-NH₂ + CHCl₃ + 3KOH → R-NC (ऐल्किल आइसोसायनाइड) + 3KCl + 3H₂O (गर्म करने पर)
– इस अभिक्रिया में बनने वाला मुख्य उत्पाद ऐल्किल आइसोसायनाइड (कार्बीलएमीन) होता है, जिसकी गंध अत्यधिक अरुचिकर और दमघोंटू (foul-smelling) होती है।
– यह केवल प्राथमिक एमीनों (1°) द्वारा ही दिया जाता है। द्वितीयक (2°) और तृतीयक (3°) एमीन इस अभिक्रिया को नहीं दर्शाते, अतः यह प्राथमिक एमीनों की पहचान का विशिष्ट परीक्षण है।
समीकरण: R-NH₂ + CHCl₃ + 3KOH → R-NC (ऐल्किल आइसोसायनाइड) + 3KCl + 3H₂O (गर्म करने पर)
– इस अभिक्रिया में बनने वाला मुख्य उत्पाद ऐल्किल आइसोसायनाइड (कार्बीलएमीन) होता है, जिसकी गंध अत्यधिक अरुचिकर और दमघोंटू (foul-smelling) होती है।
– यह केवल प्राथमिक एमीनों (1°) द्वारा ही दिया जाता है। द्वितीयक (2°) और तृतीयक (3°) एमीन इस अभिक्रिया को नहीं दर्शाते, अतः यह प्राथमिक एमीनों की पहचान का विशिष्ट परीक्षण है।
Explanation: This is the **Carbylamine Reaction** (or **Isocyanide Test**).
Equation: R-NH₂ + CHCl₃ + 3KOH → R-NC (Alkyl isocyanide) + 3KCl + 3H₂O (on heating).
The reaction produces an **alkyl/aryl isocyanide** (carbylamine), which possesses an incredibly offensive, foul smell. This reaction is specific only to primary (1°) amines. Secondary and tertiary amines do not respond to this test, making it highly valuable for diagnostics.
Equation: R-NH₂ + CHCl₃ + 3KOH → R-NC (Alkyl isocyanide) + 3KCl + 3H₂O (on heating).
The reaction produces an **alkyl/aryl isocyanide** (carbylamine), which possesses an incredibly offensive, foul smell. This reaction is specific only to primary (1°) amines. Secondary and tertiary amines do not respond to this test, making it highly valuable for diagnostics.
प्रश्न 7. प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक एमीनों में विभेद करने के लिए प्रयुक्त होने वाला **हिन्सबर्ग अभिकर्मक (Hinsberg’s Reagent)** रासायनिक रूप से क्या होता है?
Q7. Hinsberg’s Reagent, used for distinguishing primary, secondary, and tertiary amines, is chemically:
सही उत्तर: B) बेन्जीनसल्फोनिल क्लोराइड (Benzenesulfonyl chloride, C₆H₅SO₂Cl)
Correct Answer: B) Benzenesulfonyl chloride (C₆H₅SO₂Cl)
स्पष्टीकरण: **बेन्जीनसल्फोनिल क्लोराइड (C₆H₅SO₂Cl)** को हिन्सबर्ग अभिकर्मक कहा जाता है।
– **प्राथमिक एमीन (1°):** इसके साथ क्रिया करके सल्फोनामाइड बनाती है जिसमें नाइट्रोजन पर अम्लीय H उपस्थित होता है, अतः यह **क्षार (NaOH) में विलेय** होता है।
– **द्वितीयक एमीन (2°):** इसके साथ क्रिया करके सल्फोनामाइड बनाती है जिसमें नाइट्रोजन पर कोई अम्लीय H नहीं होता, अतः यह **क्षार में अविलेय** होता है।
– **तृतीयक एमीन (3°):** इसके साथ कोई क्रिया नहीं करती क्योंकि नाइट्रोजन पर कोई प्रतिस्थापनीय हाइड्रोजन उपस्थित नहीं होता।
– **प्राथमिक एमीन (1°):** इसके साथ क्रिया करके सल्फोनामाइड बनाती है जिसमें नाइट्रोजन पर अम्लीय H उपस्थित होता है, अतः यह **क्षार (NaOH) में विलेय** होता है।
– **द्वितीयक एमीन (2°):** इसके साथ क्रिया करके सल्फोनामाइड बनाती है जिसमें नाइट्रोजन पर कोई अम्लीय H नहीं होता, अतः यह **क्षार में अविलेय** होता है।
– **तृतीयक एमीन (3°):** इसके साथ कोई क्रिया नहीं करती क्योंकि नाइट्रोजन पर कोई प्रतिस्थापनीय हाइड्रोजन उपस्थित नहीं होता।
Explanation: **Benzenesulfonyl chloride (C₆H₅SO₂Cl)** is known as Hinsberg’s Reagent.
– **Primary amines (1°):** React to form a sulfonamide which has an acidic hydrogen on the nitrogen atom, making the product **soluble in aqueous alkali (NaOH)**.
– **Secondary amines (2°):** React to form a sulfonamide lacking an acidic hydrogen on nitrogen, making the product **insoluble in alkali**.
– **Tertiary amines (3°):** Do not react with the reagent because they have no replaceable hydrogen on the nitrogen atom.
– **Primary amines (1°):** React to form a sulfonamide which has an acidic hydrogen on the nitrogen atom, making the product **soluble in aqueous alkali (NaOH)**.
– **Secondary amines (2°):** React to form a sulfonamide lacking an acidic hydrogen on nitrogen, making the product **insoluble in alkali**.
– **Tertiary amines (3°):** Do not react with the reagent because they have no replaceable hydrogen on the nitrogen atom.
प्रश्न 8. प्राथमिक एलीफैटिक एमीनों की ठंडी नाइट्रस अम्ल (HNO₂, जो NaNO₂ + HCl द्वारा इन-सिटू बनाया जाता है) के साथ क्रिया कराने पर अंतिम उत्पाद के रूप में क्या प्राप्त होता है?
Q8. The reaction of primary aliphatic amines with cold nitrous acid (HNO₂, generated in situ via NaNO₂ + HCl) at room temperature yields:
सही उत्तर: B) ऐल्कोहॉल (R-OH) और नाइट्रोजन गैस (N₂) का उत्सर्जन
Correct Answer: B) Alcohols (R-OH) along with quantitative evolution of nitrogen gas (N₂)
स्पष्टीकरण: जब प्राथमिक ऐलिफैटिक एमीन (R-NH₂) की क्रिया नाइट्रस अम्ल (HNO₂) के साथ कराई जाती है, तो सर्वप्रथम एक अत्यंत अस्थाई ऐलिफैटिक डायजोनियम लवण (R-N₂⁺ Cl⁻) बनता है।
– यह लवण कमरे के ताप पर तुरंत जल अपघटित हो जाता है और नाइट्रोजन गैस (N₂) की बुदबुदाहट के साथ **ऐल्कोहॉल (R-OH)** बनाता है:
R-NH₂ + HNO₂ → [R-N₂⁺ Cl⁻] &xrightarrow{H₂O} R-OH + N₂↑ + HCl.
– उत्सर्जित होने वाली नाइट्रोजन गैस का मात्रात्मक आकलन करके अमीनो अम्लों और प्रोटीनों का विश्लेषण किया जाता है। (जबकि एनीलीन से प्राप्त अॉरोमैटिक डायजोनियम लवण कम ताप पर स्थायी होता है)।
– यह लवण कमरे के ताप पर तुरंत जल अपघटित हो जाता है और नाइट्रोजन गैस (N₂) की बुदबुदाहट के साथ **ऐल्कोहॉल (R-OH)** बनाता है:
R-NH₂ + HNO₂ → [R-N₂⁺ Cl⁻] &xrightarrow{H₂O} R-OH + N₂↑ + HCl.
– उत्सर्जित होने वाली नाइट्रोजन गैस का मात्रात्मक आकलन करके अमीनो अम्लों और प्रोटीनों का विश्लेषण किया जाता है। (जबकि एनीलीन से प्राप्त अॉरोमैटिक डायजोनियम लवण कम ताप पर स्थायी होता है)।
Explanation: Primary aliphatic amines react with nitrous acid to form highly unstable aliphatic diazonium salts:
R-NH₂ + HNO₂ → [R-N₂⁺ Cl⁻] &xrightarrow{H₂O} R-OH + N₂↑ + HCl.
– These intermediates decompose rapidly even at low temperatures, evolving **nitrogen gas (N₂)** quantitatively and yielding **alcohols**. The quantitative measurement of the evolved nitrogen gas is used in the estimation of amino acids and proteins.
R-NH₂ + HNO₂ → [R-N₂⁺ Cl⁻] &xrightarrow{H₂O} R-OH + N₂↑ + HCl.
– These intermediates decompose rapidly even at low temperatures, evolving **nitrogen gas (N₂)** quantitatively and yielding **alcohols**. The quantitative measurement of the evolved nitrogen gas is used in the estimation of amino acids and proteins.
प्रश्न 9. एनीलीन का जब सीधे सांद्र नाइट्रिक अम्ल और सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल के मिश्रण द्वारा नाइट्रीकरण (Nitration) कराया जाता है, तो तीव्र अम्लीय माध्यम के कारण **47% मेटा-नाइट्रोएनीलीन (m-nitroaniline)** भी प्राप्त होता है। इसका मुख्य कारण क्या है?
Q9. Direct nitration of aniline with a mixture of concentrated HNO₃ and concentrated H₂SO₄ yields a significant amount (47%) of meta-nitroaniline because:
सही उत्तर: B) प्रबल अम्लीय माध्यम में एनीलीन प्रोटोनीकृत होकर एनीलीनियम आयन (C₆H₅NH₃⁺) बनाता है, जो एक मजबूत मेटा-निर्देशक और निष्क्रियक समूह है
Correct Answer: B) In strongly acidic medium, aniline is protonated to form the anilinium ion (C₆H₅NH₃⁺), which is strongly deactivating and meta-directing
स्पष्टीकरण: यह एक अत्यंत महत्वपूर्ण NEET वैचारिक प्रश्न है।
– एनीलीन में उपस्थित एमीनो समूह (-NH₂) एक मजबूत ऑर्थो-पैरा निर्देशक समूह है।
– परन्तु नाइट्रीकरण के दौरान प्रयुक्त होने वाला अम्ल मिश्रण (HNO₃ + H₂SO₄) अत्यधिक अम्लीय होता है। इस प्रबल अम्लीय माध्यम में एनीलीन का क्षारकीय नाइट्रोजन एक प्रोटॉन ग्रहण करके **एनीलीनियम आयन (Anilinium ion, C₆H₅NH₃⁺)** में बदल जाता है।
– एनीलीनियम आयन पर उपस्थित धनावेश के कारण यह एक मजबूत इलेक्ट्रॉन आकर्षी और **मेटा-निर्देशक (meta-directing)** समूह बन जाता है।
– इस कारण मिश्रण में 51% पैरा-उत्पाद, 2% ऑर्थो-उत्पाद के साथ-साथ **47% मेटा-उत्पाद (m-nitroaniline)** भी प्राप्त होता है।
(केवल पैरा-उत्पाद प्राप्त करने के लिए पहले एमीनो समूह को एसीटिलेशन द्वारा सुरक्षित किया जाता है)।
– एनीलीन में उपस्थित एमीनो समूह (-NH₂) एक मजबूत ऑर्थो-पैरा निर्देशक समूह है।
– परन्तु नाइट्रीकरण के दौरान प्रयुक्त होने वाला अम्ल मिश्रण (HNO₃ + H₂SO₄) अत्यधिक अम्लीय होता है। इस प्रबल अम्लीय माध्यम में एनीलीन का क्षारकीय नाइट्रोजन एक प्रोटॉन ग्रहण करके **एनीलीनियम आयन (Anilinium ion, C₆H₅NH₃⁺)** में बदल जाता है।
– एनीलीनियम आयन पर उपस्थित धनावेश के कारण यह एक मजबूत इलेक्ट्रॉन आकर्षी और **मेटा-निर्देशक (meta-directing)** समूह बन जाता है।
– इस कारण मिश्रण में 51% पैरा-उत्पाद, 2% ऑर्थो-उत्पाद के साथ-साथ **47% मेटा-उत्पाद (m-nitroaniline)** भी प्राप्त होता है।
(केवल पैरा-उत्पाद प्राप्त करने के लिए पहले एमीनो समूह को एसीटिलेशन द्वारा सुरक्षित किया जाता है)।
Explanation: Under normal conditions, the -NH₂ group in aniline is highly activating and ortho-para directing.
– However, the nitrating mixture (HNO₃ / H₂SO₄) is strongly acidic. Under these conditions, the basic aniline molecule accepts a proton to form the **anilinium ion (C₆H₅NH₃⁺)**.
– The positive charge on the nitrogen atom in the anilinium ion makes it a powerful electron-withdrawing and **meta-directing** group.
– Consequently, direct nitration yields a mixture of 51% para-nitroaniline, 2% ortho-nitroaniline, and a significant **47% meta-nitroaniline**.
– However, the nitrating mixture (HNO₃ / H₂SO₄) is strongly acidic. Under these conditions, the basic aniline molecule accepts a proton to form the **anilinium ion (C₆H₅NH₃⁺)**.
– The positive charge on the nitrogen atom in the anilinium ion makes it a powerful electron-withdrawing and **meta-directing** group.
– Consequently, direct nitration yields a mixture of 51% para-nitroaniline, 2% ortho-nitroaniline, and a significant **47% meta-nitroaniline**.
प्रश्न 10. सल्फानिलिक अम्ल जलीय माध्यम में आंतरिक प्रोटॉन स्थानांतरण द्वारा एक द्विध्रुवीय आयन संरचना बनाता है जिसमें धनावेश और ऋणावेश दोनों उपस्थित होते हैं। इस विशेष आयन को क्या कहा जाता है?
Q10. Sulfanilic acid exists as a dipolar/inner salt containing both positive and negative charges in the same molecule. This species is called a:
सही उत्तर: B) ज्विटर आयन (Zwitterion, ⁺H₃N-C₆H₄-SO₃⁻)
Correct Answer: B) Zwitterion (⁺H₃N-C₆H₄-SO₃⁻)
स्पष्टीकरण: एनीलीन का सल्फोनीकरण करने पर सल्फानिलिक अम्ल (H₂N-C₆H₄-SO₃H) प्राप्त होता है।
– इस अणु में एक क्षारीय समूह एमीनो (-NH₂) और एक अम्लीय समूह सल्फोनिक (-SO₃H) दोनों एक साथ उपस्थित होते हैं।
– अम्लीय समूह अपना प्रोटॉन (H⁺) त्याग देता है जिसे क्षारीय एमीनो समूह ग्रहण कर लेता है।
– इसके फलस्वरूप एक आंतरिक द्विध्रुवीय उदासीन संरचना बनती है जिसे **ज्विटर आयन (Zwitterion, ⁺H₃N-C₆H₄-SO₃⁻)** कहा जाता है। (अमीनो अम्ल भी जलीय माध्यम में ज्विटर आयन बनाते हैं)।
– इस अणु में एक क्षारीय समूह एमीनो (-NH₂) और एक अम्लीय समूह सल्फोनिक (-SO₃H) दोनों एक साथ उपस्थित होते हैं।
– अम्लीय समूह अपना प्रोटॉन (H⁺) त्याग देता है जिसे क्षारीय एमीनो समूह ग्रहण कर लेता है।
– इसके फलस्वरूप एक आंतरिक द्विध्रुवीय उदासीन संरचना बनती है जिसे **ज्विटर आयन (Zwitterion, ⁺H₃N-C₆H₄-SO₃⁻)** कहा जाता है। (अमीनो अम्ल भी जलीय माध्यम में ज्विटर आयन बनाते हैं)।
Explanation: Sulfanilic acid (H₂N-C₆H₄-SO₃H) contains both an acidic group (-SO₃H) and a basic group (-NH₂) within the same molecule.
– An internal acid-base reaction occurs where the acidic sulfonic group transfers a proton to the basic amino group.
– This generates a dipolar, overall neutral ion called a **Zwitterion** (⁺H₃N-C₆H₄-SO₃⁻).
– An internal acid-base reaction occurs where the acidic sulfonic group transfers a proton to the basic amino group.
– This generates a dipolar, overall neutral ion called a **Zwitterion** (⁺H₃N-C₆H₄-SO₃⁻).
प्रश्न 11. बेन्जीन डायजोनियम क्लोराइड की क्यूप्रस क्लोराइड और हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (CuCl / HCl) के साथ गर्म करने पर होने वाली इस प्रतिस्थापन अभिक्रिया को क्या कहते हैं, जिससे क्लोरोबेन्जीन प्राप्त होता है?
Q11. The reaction of benzene diazonium chloride with cuprous chloride and hydrochloric acid (CuCl / HCl) to yield chlorobenzene is known as:
सही उत्तर: B) सैंडमेयर अभिक्रिया (Sandmeyer Reaction)
Correct Answer: B) Sandmeyer Reaction
स्पष्टीकरण: बेन्जीन डायजोनियम क्लोराइड (C₆H₅N₂⁺ Cl⁻) से क्लोरोबेन्जीन या ब्रोमोबेन्जीन बनाने की दो संबंधित अभिक्रियाएँ निम्न हैं:
– **सैंडमेयर अभिक्रिया (Sandmeyer Reaction):** इसमें **क्यूप्रस हैलाइडों** का उपयोग किया जाता है (CuCl/HCl या CuBr/HBr)। यह अधिक प्रभावी विधि है।
– **गटरमैन अभिक्रिया (Gattermann Reaction):** इसमें क्यूप्रस हैलाइड के स्थान पर **तांबे के बारीक चूर्ण (Copper powder)** और हैलोजन अम्ल का उपयोग किया जाता है (Cu/HCl)।
– **बाल्ज-शीमान अभिक्रिया:** फ्लोरोबोरीक अम्ल (HBF₄) द्वारा फ्लोरोबेन्जीन बनाने की विधि है।
– **सैंडमेयर अभिक्रिया (Sandmeyer Reaction):** इसमें **क्यूप्रस हैलाइडों** का उपयोग किया जाता है (CuCl/HCl या CuBr/HBr)। यह अधिक प्रभावी विधि है।
– **गटरमैन अभिक्रिया (Gattermann Reaction):** इसमें क्यूप्रस हैलाइड के स्थान पर **तांबे के बारीक चूर्ण (Copper powder)** और हैलोजन अम्ल का उपयोग किया जाता है (Cu/HCl)।
– **बाल्ज-शीमान अभिक्रिया:** फ्लोरोबोरीक अम्ल (HBF₄) द्वारा फ्लोरोबेन्जीन बनाने की विधि है।
Explanation: The replacement of the diazonium group in benzene diazonium chloride by halogen is carried out using copper catalysts:
– **Sandmeyer Reaction:** Utilizes **cuprous halides** (CuCl/HCl for chlorobenzene or CuBr/HBr for bromobenzene). This method usually gives better yields.
– **Gattermann Reaction:** Uses **copper powder** and halogen acid (Cu/HCl or Cu/HBr) instead of cuprous salt.
– **Sandmeyer Reaction:** Utilizes **cuprous halides** (CuCl/HCl for chlorobenzene or CuBr/HBr for bromobenzene). This method usually gives better yields.
– **Gattermann Reaction:** Uses **copper powder** and halogen acid (Cu/HCl or Cu/HBr) instead of cuprous salt.
प्रश्न 12. बेन्जीन डायजोनियम क्लोराइड की मंद क्षारीय माध्यम (pH 9-10) में **फिनॉल** के साथ होने वाली युग्मन (Coupling) अभिक्रिया से किस रंग का अज़ो रंजक (Azo Dye) प्राप्त होता है?
Q12. The coupling reaction of benzene diazonium chloride with phenol in a weakly alkaline medium (pH 9-10) yields an azo dye of which characteristic color?
सही उत्तर: B) नारंगी (Orange) – (p-hydroxyazobenzene)
Correct Answer: B) Orange
स्पष्टीकरण: डायजोनियम लवणों की अॉरोमैटिक वलयों (जैसे फिनॉल या एनीलीन) के साथ होने वाली इलेक्ट्रॉनरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया को **युग्मन अभिक्रिया (Coupling Reaction)** कहते हैं।
– **फिनॉल के साथ:** मंद क्षारीय माध्यम में क्रिया कराने पर पैरा स्थिति पर युग्मन होता है और **नारंगी रंग का रंजक (Orange dye – पैरा-हाइड्रॉक्सीएज़ोबेन्जीन)** प्राप्त होता है:
C₆H₅-N₂⁺ Cl⁻ + C₆H₅OH → p-HO-C₆H₄-N=N-C₆H₅ (नारंगी रंजक) + HCl.
– **एनीलीन के साथ:** मंद अम्लीय माध्यम (pH 4-5) में क्रिया कराने पर **पीले रंग का रंजक (Yellow dye – पैरा-एमीनोएज़ोबेन्जीन)** प्राप्त होता है।
– **फिनॉल के साथ:** मंद क्षारीय माध्यम में क्रिया कराने पर पैरा स्थिति पर युग्मन होता है और **नारंगी रंग का रंजक (Orange dye – पैरा-हाइड्रॉक्सीएज़ोबेन्जीन)** प्राप्त होता है:
C₆H₅-N₂⁺ Cl⁻ + C₆H₅OH → p-HO-C₆H₄-N=N-C₆H₅ (नारंगी रंजक) + HCl.
– **एनीलीन के साथ:** मंद अम्लीय माध्यम (pH 4-5) में क्रिया कराने पर **पीले रंग का रंजक (Yellow dye – पैरा-एमीनोएज़ोबेन्जीन)** प्राप्त होता है।
Explanation: Arenediazonium salts undergo coupling reactions with highly activated aromatic systems:
– **With Phenol (alkaline medium, pH 9-10):** The diazonium cation attacks the para position of phenol, yielding **p-hydroxyazobenzene**, which is a bright **orange-colored dye**.
– **With Aniline (acidic medium, pH 4-5):** The attack yields **p-aminoazobenzene**, which is a **yellow-colored dye**.
– **With Phenol (alkaline medium, pH 9-10):** The diazonium cation attacks the para position of phenol, yielding **p-hydroxyazobenzene**, which is a bright **orange-colored dye**.
– **With Aniline (acidic medium, pH 4-5):** The attack yields **p-aminoazobenzene**, which is a **yellow-colored dye**.
प्रश्न 13. औद्योगिक स्तर पर नाइट्रोबेन्जीन का एनीलीन में अपचयन करने के लिए कबाड़ लोहे और हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (**Fe / HCl**) का उपयोग टिन और हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (Sn / HCl) की तुलना में अधिक प्राथमिकता से क्यों किया जाता है?
Q13. For reducing nitrobenzene to aniline, the use of iron scrap and hydrochloric acid (**Fe / HCl**) is highly preferred over tin and hydrochloric acid (Sn / HCl) because:
सही उत्तर: B) अभिक्रिया में बनने वाला FeCl₂ जल अपघटित होकर पुनः HCl मुक्त करता है, जिससे अभिक्रिया शुरू करने के लिए केवल बहुत कम HCl की आवश्यकता होती है
Correct Answer: B) FeCl₂ formed during the reaction gets hydrolyzed to release HCl, requiring only a small initiator amount of hydrochloric acid
स्पष्टीकरण: यह व्यावसायिक स्तर पर एनीलीन उत्पादन की एक महत्वपूर्ण और किफायती विधि है।
– जब स्क्रैप लोहे (Fe) और पानी की उपस्थिति में HCl मिलाया जाता है, तो अभिक्रिया से FeCl₂ बनता है।
– यह FeCl₂ पानी द्वारा तुरंत जल अपघटित (hydrolyzed) हो जाता है, जिससे हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl) पुनः उत्पन्न हो जाता है:
FeCl₂ + 2H₂O → Fe(OH)₂ + 2HCl
– इस पुनः चक्रण के कारण, अभिक्रिया को जारी रखने के लिए अतिरिक्त एसिड की आवश्यकता नहीं होती, केवल प्रारंभ करने के लिए बहुत कम मात्रा में HCl डालना पड़ता है। इसलिए यह विधि अत्यंत सस्ती और औद्योगिक रूप से पसंदीदा है।
– जब स्क्रैप लोहे (Fe) और पानी की उपस्थिति में HCl मिलाया जाता है, तो अभिक्रिया से FeCl₂ बनता है।
– यह FeCl₂ पानी द्वारा तुरंत जल अपघटित (hydrolyzed) हो जाता है, जिससे हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl) पुनः उत्पन्न हो जाता है:
FeCl₂ + 2H₂O → Fe(OH)₂ + 2HCl
– इस पुनः चक्रण के कारण, अभिक्रिया को जारी रखने के लिए अतिरिक्त एसिड की आवश्यकता नहीं होती, केवल प्रारंभ करने के लिए बहुत कम मात्रा में HCl डालना पड़ता है। इसलिए यह विधि अत्यंत सस्ती और औद्योगिक रूप से पसंदीदा है।
Explanation: In the industrial reduction of nitrobenzene to aniline using iron scrap and water in the presence of a little HCl, the byproduct FeCl₂ is formed.
– This FeCl₂ undergoes in-situ hydrolysis with water to regenerate hydrochloric acid (HCl): FeCl₂ + 2H₂O → Fe(OH)₂ + 2HCl.
– Because of this acid regeneration, only a very small, catalytic initiator amount of HCl is required to carry out the entire reaction, making Fe/HCl highly economical compared to Sn/HCl.
– This FeCl₂ undergoes in-situ hydrolysis with water to regenerate hydrochloric acid (HCl): FeCl₂ + 2H₂O → Fe(OH)₂ + 2HCl.
– Because of this acid regeneration, only a very small, catalytic initiator amount of HCl is required to carry out the entire reaction, making Fe/HCl highly economical compared to Sn/HCl.
प्रश्न 14. प्राथमिक एमीनों की कार्बन डाइसल्फाइड (CS₂) और मरक्युरिक क्लोराइड (HgCl₂) के साथ होने वाली वह कौन सी अभिक्रिया है, जिसमें सरसों के तेल जैसी तीखी गंध (mustard oil-like smell) वाला उत्पाद प्राप्त होता है?
Q14. Heating primary amines with carbon disulfide (CS₂) followed by mercuric chloride (HgCl₂) yields alkyl isothiocyanates with a characteristic mustard oil-like smell. This reaction is:
सही उत्तर: B) हॉफमान मस्टर्ड ऑयल अभिक्रिया (Hoffmann’s Mustard Oil Reaction)
Correct Answer: B) Hoffmann’s Mustard Oil Reaction
स्पष्टीकरण: इस अभिक्रिया को **हॉफमान मस्टर्ड ऑयल अभिक्रिया (Hoffmann’s Mustard Oil Reaction)** कहते हैं।
– प्राथमिक एमीन पहले CS₂ के साथ क्रिया करके डाइथायोकार्बामिक अम्ल बनाती है।
– इसके बाद HgCl₂ के साथ गर्म करने पर यह अपघटित हो जाती है और **ऐल्किल आइसोथायोसायनेट (R-N=C=S)** का निर्माण होता है।
– इस उत्पाद की गंध सरसों के तेल (mustard oil) जैसी बहुत तीखी होती है, अतः यह प्राथमिक एमीन की पहचान की एक नामी अभिक्रिया है।
– प्राथमिक एमीन पहले CS₂ के साथ क्रिया करके डाइथायोकार्बामिक अम्ल बनाती है।
– इसके बाद HgCl₂ के साथ गर्म करने पर यह अपघटित हो जाती है और **ऐल्किल आइसोथायोसायनेट (R-N=C=S)** का निर्माण होता है।
– इस उत्पाद की गंध सरसों के तेल (mustard oil) जैसी बहुत तीखी होती है, अतः यह प्राथमिक एमीन की पहचान की एक नामी अभिक्रिया है।
Explanation: This is **Hoffmann’s Mustard Oil Reaction**.
– Primary amines react with carbon disulfide (CS₂) to form dithiocarbamic acids as intermediates.
– Subsequent reaction/decomposition with mercuric chloride (HgCl₂) yields **alkyl isothiocyanates (R-N=C=S)**.
– Because alkyl isothiocyanates have a very sharp, pungent odor resembling mustard oil, the reaction is commonly used to qualitatively test for primary amines.
– Primary amines react with carbon disulfide (CS₂) to form dithiocarbamic acids as intermediates.
– Subsequent reaction/decomposition with mercuric chloride (HgCl₂) yields **alkyl isothiocyanates (R-N=C=S)**.
– Because alkyl isothiocyanates have a very sharp, pungent odor resembling mustard oil, the reaction is commonly used to qualitatively test for primary amines.
प्रश्न 15. तनु सोडियम हाइड्रोक्साइड की उपस्थिति में एनीलीन (C₆H₅NH₂) की बेंजॉयल क्लोराइड (C₆H₅COCl) के साथ होने वाली बेंजोइलेशन (Benzoylation) अभिक्रिया को क्या कहा जाता है?
Q15. The benzoylation of aniline or primary aliphatic amines with benzoyl chloride (C₆H₅COCl) in the presence of dilute NaOH is formally called:
सही उत्तर: B) शोटेन-बामन अभिक्रिया (Schotten-Baumann Reaction)
Correct Answer: B) Schotten-Baumann Reaction
स्पष्टीकरण: प्राथमिक एमीनों या एनीलीन की जब क्षारीय माध्यम (तनु NaOH) में बेंजॉयल क्लोराइड (C₆H₅COCl) के साथ क्रिया कराई जाती है, तो नाइट्रोजन परमाणु बेंजॉयल समूह से जुड़कर बेंजैनीलाइड (एमाइड संकुल) बनाता है। इस विशिष्ट बेंजॉयलीकरण प्रक्रम को **शोटेन-बामन अभिक्रिया (Schotten-Baumann Reaction)** कहते हैं।
समीकरण: C₆H₅NH₂ + C₆H₅COCl → C₆H₅NHCOC₆H₅ (बेंजैनीलाइड) + HCl (NaOH की उपस्थिति में)।
समीकरण: C₆H₅NH₂ + C₆H₅COCl → C₆H₅NHCOC₆H₅ (बेंजैनीलाइड) + HCl (NaOH की उपस्थिति में)।
Explanation: The introduction of a benzoyl group (C₆H₅CO-) into primary amines or aniline by reacting them with benzoyl chloride (C₆H₅COCl) in the presence of dilute aqueous base (like NaOH) to form benzanilides is known as the **Schotten-Baumann Reaction**:
C₆H₅NH₂ + C₆H₅COCl → C₆H₅NHCOC₆H₅ (Benzanilide) + HCl.
C₆H₅NH₂ + C₆H₅COCl → C₆H₅NHCOC₆H₅ (Benzanilide) + HCl.
प्रश्न 16. बेन्जीन डायजोनियम क्लोराइड की फ्लूओरोबोरिक अम्ल (HBF₄) के साथ क्रिया कराने पर डायजोनियम फ्लूओरोबोरेट अवक्षेपित होता है, जिसे गर्म करने पर फ्लोरोबेन्जीन प्राप्त होता है। इस अभिक्रिया को क्या कहते हैं?
Q16. Reaction of benzene diazonium chloride with fluoroboric acid (HBF₄) yields diazonium fluoroborate, which on thermal decomposition produces fluorobenzene. This is:
सही उत्तर: B) बाल्ज-शीमान अभिक्रिया (Balz-Schiemann Reaction)
Correct Answer: B) Balz-Schiemann Reaction
स्पष्टीकरण: बेन्जीन वलय पर सीधे फ्लोरीन जोड़ना असंभव होता है। इसके लिए डायजोनियम लवणों का उपयोग किया जाता है।
– डायजोनियम क्लोराइड की HBF₄ के साथ क्रिया कराने पर अविलेय डायजोनियम टेट्राफ्लूओरोबोरेट संकुल बनता है।
– इसे छानकर सुखाने के बाद जब सीधे शुष्क गर्म (thermal decomposition) किया जाता है, तो नाइट्रोजन और बोरॉन ट्राइफ्लोराइड गैसें उड़ जाती हैं और शुद्ध **फ्लोरोबेन्जीन** प्राप्त होता है।
– इस विशिष्ट अभिक्रिया को **बाल्ज-शीमान अभिक्रिया (Balz-Schiemann Reaction)** कहते हैं।
– डायजोनियम क्लोराइड की HBF₄ के साथ क्रिया कराने पर अविलेय डायजोनियम टेट्राफ्लूओरोबोरेट संकुल बनता है।
– इसे छानकर सुखाने के बाद जब सीधे शुष्क गर्म (thermal decomposition) किया जाता है, तो नाइट्रोजन और बोरॉन ट्राइफ्लोराइड गैसें उड़ जाती हैं और शुद्ध **फ्लोरोबेन्जीन** प्राप्त होता है।
– इस विशिष्ट अभिक्रिया को **बाल्ज-शीमान अभिक्रिया (Balz-Schiemann Reaction)** कहते हैं।
Explanation: Due to high reactivity, direct fluorination of benzene is not possible. Fluorobenzene is prepared via diazonium salts using the **Balz-Schiemann Reaction**:
– Diazonium chloride reacts with fluoroboric acid (HBF₄) to precipitate insoluble diazonium fluoroborate (C₆H₅N₂⁺ BF₄⁻).
– Upon dry heating, this salt decomposes cleanly to produce **fluorobenzene**, nitrogen gas (N₂), and boron trifluoride (BF₃): C₆H₅N₂⁺ BF₄⁻ &xrightarrow{Δ} C₆H₅-F + N₂↑ + BF₃↑.
– Diazonium chloride reacts with fluoroboric acid (HBF₄) to precipitate insoluble diazonium fluoroborate (C₆H₅N₂⁺ BF₄⁻).
– Upon dry heating, this salt decomposes cleanly to produce **fluorobenzene**, nitrogen gas (N₂), and boron trifluoride (BF₃): C₆H₅N₂⁺ BF₄⁻ &xrightarrow{Δ} C₆H₅-F + N₂↑ + BF₃↑.
प्रश्न 17. अमोनिया की ऐल्किल हैलाइड (R-X) के साथ होने वाली अमोनियामय अपघटन (Ammonolysis) अभिक्रिया में, यदि **अमोनिया अत्यधिक आधिक्य (excess NH₃)** में उपस्थित हो, तो मुख्य उत्पाद क्या प्राप्त होगा?
Q17. During the ammonolysis of alkyl halides (R-X) with ammonia, if **ammonia is used in large excess**, the major product formed is:
सही उत्तर: B) प्राथमिक एमीन (Primary amine, 1° amine)
Correct Answer: B) Primary amine (1° amine)
स्पष्टीकरण: अमोनिया अपघटन (Ammonolysis) एक नाभिकरागी प्रतिस्थापन अभिक्रिया है।
– यदि ऐल्किल हैलाइड आधिक्य में हो, तो बनने वाली प्राथमिक एमीन पुनः हैलाइड पर आक्रमण करती है, जिससे प्राथमिक, द्वितीयक, तृतीयक एमीनों और अंततः चतुर्थक अमोनियम लवण का एक जटिल अवांछित मिश्रण प्राप्त होता है।
– परन्तु यदि **अमोनिया बहुत अधिक मात्रा (excess) में** उपस्थित हो, तो ऐल्किल हैलाइड के अणुओं को केवल अमोनिया के अणु ही टक्कर मार पाते हैं, जिससे आगे प्रतिस्थापन नहीं हो पाता और मुख्य उत्पाद केवल **प्राथमिक एमीन (1° amine)** प्राप्त होता है।
– यदि ऐल्किल हैलाइड आधिक्य में हो, तो बनने वाली प्राथमिक एमीन पुनः हैलाइड पर आक्रमण करती है, जिससे प्राथमिक, द्वितीयक, तृतीयक एमीनों और अंततः चतुर्थक अमोनियम लवण का एक जटिल अवांछित मिश्रण प्राप्त होता है।
– परन्तु यदि **अमोनिया बहुत अधिक मात्रा (excess) में** उपस्थित हो, तो ऐल्किल हैलाइड के अणुओं को केवल अमोनिया के अणु ही टक्कर मार पाते हैं, जिससे आगे प्रतिस्थापन नहीं हो पाता और मुख्य उत्पाद केवल **प्राथमिक एमीन (1° amine)** प्राप्त होता है।
Explanation: Ammonolysis of alkyl halides is a nucleophilic substitution reaction.
– If the alkyl halide is in excess, the reaction continues to alkylate the amine, yielding a mixture of primary, secondary, and tertiary amines alongside quaternary ammonium salts.
– However, if **ammonia is used in large excess**, the probability of alkyl halide reacting with ammonia molecules is much higher than with the formed amine. Thus, alkylation stops at the first stage, selectively yielding **primary amine (1°)** as the major product.
– If the alkyl halide is in excess, the reaction continues to alkylate the amine, yielding a mixture of primary, secondary, and tertiary amines alongside quaternary ammonium salts.
– However, if **ammonia is used in large excess**, the probability of alkyl halide reacting with ammonia molecules is much higher than with the formed amine. Thus, alkylation stops at the first stage, selectively yielding **primary amine (1°)** as the major product.
प्रश्न 18. एथिल एमीन (C₂H₅NH₂) और एनीलीन (C₆H₅NH₂) में रासायनिक रूप से विभेद करने के लिए निम्नलिखित में से किस परीक्षण का उपयोग किया जा सकता है?
Q18. To chemically distinguish between ethylamine (C₂H₅NH₂) and aniline (C₆H₅NH₂), which of the following tests can be successfully employed?
सही उत्तर: B) अज़ो रंजक परीक्षण / डायजोनियम युग्मन परीक्षण (Azo-dye test / Diazotization coupling)
Correct Answer: B) Azo-dye test / Diazotization coupling test
स्पष्टीकरण: एथिल एमीन और एनीलीन दोनों ही प्राथमिक एमीन (1°) हैं:
– दोनों ही कार्बीलएमीन परीक्षण (आइसोसायनाइड की दुर्गंध) और हिन्सबर्ग परीक्षण (क्षार में विलेय सल्फोनामाइड) धनात्मक देते हैं, अतः इनसे विभेद नहीं किया जा सकता।
– **अज़ो रंजक परीक्षण (Azo-dye test):** एनीलीन (अॉरोमैटिक एमीन) कम ताप पर स्थाई बेंजीन डायजोनियम क्लोराइड बनाती है, जो फिनॉल के साथ क्रिया करके नारंगी रंग का रंजक (Azo dye) बनाता है। ऐलिफैटिक एमीन (एथिल एमीन) का डायजोनियम लवण अस्थाई होता है और तुरंत अपघटित होकर ऐल्कोहॉल बना लेता है, अतः यह अज़ो रंजक परीक्षण नहीं देता। इस प्रकार दोनों में स्पष्ट विभेद किया जा सकता है।
– दोनों ही कार्बीलएमीन परीक्षण (आइसोसायनाइड की दुर्गंध) और हिन्सबर्ग परीक्षण (क्षार में विलेय सल्फोनामाइड) धनात्मक देते हैं, अतः इनसे विभेद नहीं किया जा सकता।
– **अज़ो रंजक परीक्षण (Azo-dye test):** एनीलीन (अॉरोमैटिक एमीन) कम ताप पर स्थाई बेंजीन डायजोनियम क्लोराइड बनाती है, जो फिनॉल के साथ क्रिया करके नारंगी रंग का रंजक (Azo dye) बनाता है। ऐलिफैटिक एमीन (एथिल एमीन) का डायजोनियम लवण अस्थाई होता है और तुरंत अपघटित होकर ऐल्कोहॉल बना लेता है, अतः यह अज़ो रंजक परीक्षण नहीं देता। इस प्रकार दोनों में स्पष्ट विभेद किया जा सकता है।
Explanation: Both ethylamine (aliphatic 1°) and aniline (aromatic 1°) respond positively to the carbylamine test (isocyanide smell) and the Hinsberg test, so these cannot distinguish them.
– **Azo-dye test:** Aniline undergoes diazotization at 0-5 °C to form a stable diazonium salt, which couples with alkaline phenol to yield a bright orange azo dye. Ethylamine forms an unstable diazonium salt that decomposes instantly to evolve nitrogen gas and form ethanol, failing the azo-dye test. Thus, the azo-dye test successfully distinguishes them.
– **Azo-dye test:** Aniline undergoes diazotization at 0-5 °C to form a stable diazonium salt, which couples with alkaline phenol to yield a bright orange azo dye. Ethylamine forms an unstable diazonium salt that decomposes instantly to evolve nitrogen gas and form ethanol, failing the azo-dye test. Thus, the azo-dye test successfully distinguishes them.
प्रश्न 19. एनीलीन का जब सीधे ब्रोमीनीकरण (Bromination) कराया जाता है, तो अत्यधिक सक्रियता के कारण 2,4,6-ट्राइब्रोमोएनीलीन का सफेद अवक्षेप मिलता है। एनीलीन से केवल **पैरा-ब्रोमोएनीलीन (p-bromoaniline)** प्राप्त करने के लिए एनीलीन के -NH₂ समूह को सुरक्षित करने के लिए पहले किस विलायक से उपचारित किया जाता है?
Q19. To prepare p-bromoaniline as the major product from aniline, the highly activating amino group (-NH₂) must first be protected/controlled by:
सही उत्तर: B) ऐसीटिक ऐनहाइड्राइड के साथ ऐसीटिलीकरण कराकर ऐसीटेनिलाइड बनाना (Acetylation with acetic anhydride)
Correct Answer: B) Acetylation with acetic anhydride in pyridine to form acetanilide
स्पष्टीकरण: एनीलीन का एमीनो समूह (-NH₂) अत्यंत शक्तिशाली सक्रियक (activating) समूह है जो बहु-प्रतिस्थापन (poly-substitution) को बढ़ावा देता है।
– केवल एक स्थिति (पैरा) पर प्रतिस्थापन प्राप्त करने के लिए, एनीलीन की क्रिया पहले ऐसीटिक ऐनहाइड्राइड ((CH₃CO)₂O) से कराकर **ऐसीटेनिलाइड** बनाया जाता है।
– ऐसीटेनिलाइड में उपस्थित नाइट्रोजन का एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म समीपवर्ती एसिटिल समूह के कार्बोनिल ऑक्सीजन के साथ अनुनाद (resonance) प्रदर्शित करता है: C₆H₅-N⁺H=C(O⁻)-CH₃, जिससे वलय में इलेक्ट्रॉनों का दान कम हो जाता है (वलय की सक्रियता नियंत्रित हो जाती है)।
– अब ब्रोमीनीकरण करने पर केवल ऑर्थो और पैरा (मुख्य) उत्पाद प्राप्त होते हैं। अंत में अम्लीय जल अपघटन द्वारा एसिटिल समूह को हटाकर शुद्ध **पैरा-ब्रोमोएनीलीन** प्राप्त कर लिया जाता है।
– केवल एक स्थिति (पैरा) पर प्रतिस्थापन प्राप्त करने के लिए, एनीलीन की क्रिया पहले ऐसीटिक ऐनहाइड्राइड ((CH₃CO)₂O) से कराकर **ऐसीटेनिलाइड** बनाया जाता है।
– ऐसीटेनिलाइड में उपस्थित नाइट्रोजन का एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म समीपवर्ती एसिटिल समूह के कार्बोनिल ऑक्सीजन के साथ अनुनाद (resonance) प्रदर्शित करता है: C₆H₅-N⁺H=C(O⁻)-CH₃, जिससे वलय में इलेक्ट्रॉनों का दान कम हो जाता है (वलय की सक्रियता नियंत्रित हो जाती है)।
– अब ब्रोमीनीकरण करने पर केवल ऑर्थो और पैरा (मुख्य) उत्पाद प्राप्त होते हैं। अंत में अम्लीय जल अपघटन द्वारा एसिटिल समूह को हटाकर शुद्ध **पैरा-ब्रोमोएनीलीन** प्राप्त कर लिया जाता है।
Explanation: The amino group (-NH₂) of aniline is extremely activating, causing rapid tribromination. To obtain monobrominated p-bromoaniline, the activation power of -NH₂ must be temporarily protected:
– Aniline is reacted with **acetic anhydride** in pyridine to perform **acetylation**, forming **acetanilide** (C₆H₅NHCOCH₃).
– In acetanilide, the nitrogen lone pair is delocalized through resonance with the adjacent carbonyl oxygen of the acetyl group: -N⁺H=C(O⁻)-CH₃. This decreases the availability of electrons to the benzene ring, moderating its activating power.
– Bromination followed by acidic/alkaline hydrolysis deprotects the acetyl group, yielding pure **p-bromoaniline**.
– Aniline is reacted with **acetic anhydride** in pyridine to perform **acetylation**, forming **acetanilide** (C₆H₅NHCOCH₃).
– In acetanilide, the nitrogen lone pair is delocalized through resonance with the adjacent carbonyl oxygen of the acetyl group: -N⁺H=C(O⁻)-CH₃. This decreases the availability of electrons to the benzene ring, moderating its activating power.
– Bromination followed by acidic/alkaline hydrolysis deprotects the acetyl group, yielding pure **p-bromoaniline**.
प्रश्न 20. ऐल्किल हैलाइडों की तुलना में ऐरोमैटिक एमीन एनीलीन का क्वथनांक (Boiling Point) अधिक होता है, परन्तु समान अणु भार वाले ऐल्कोहॉलों (जैसे हेक्सेनॉल या फिनॉल) से काफी कम होता है, क्यों?
Q20. The boiling points of primary amines are higher than those of comparable hydrocarbons but lower than those of isomeric/comparable alcohols because:
सही उत्तर: B) नाइट्रोजन की विद्युतऋणात्मकता ऑक्सीजन से कम होती है, जिससे एमीनो में बनने वाला अंतर-अणुक हाइड्रोजन आबंध (N-H…N), ऐल्कोहॉलों के हाइड्रोजन आबंध (O-H…O) की तुलना में कमजोर होता है
Correct Answer: B) Nitrogen is less electronegative than oxygen, making the intermolecular hydrogen bonding in amines (N-H…N) weaker than that in alcohols (O-H…O)
स्पष्टीकरण: प्राथमिक एमीनों में नाइट्रोजन पर आबंधित हाइड्रोजन परमाणुओं की उपस्थिति के कारण अंतर-अणुक (intermolecular) हाइड्रोजन आबंध बनते हैं, जिससे इनका क्वथनांक हाइड्रोकार्बनों से अधिक होता है।
– परन्तु, नाइट्रोजन की विद्युतऋणात्मकता (3.0) ऑक्सीजन (3.5) से कम होती है।
– इसके कारण N-H आबंध की ध्रुवीयता O-H आबंध की तुलना में कम होती है, जिससे एमीनो में बनने वाले हाइड्रोजन आबंध ऐल्कोहॉलों की तुलना में काफी कमजोर होते हैं।
– अतः एमीनों के क्वथनांक समान अणु भार वाले ऐल्कोहॉलों से कम होते हैं।
– परन्तु, नाइट्रोजन की विद्युतऋणात्मकता (3.0) ऑक्सीजन (3.5) से कम होती है।
– इसके कारण N-H आबंध की ध्रुवीयता O-H आबंध की तुलना में कम होती है, जिससे एमीनो में बनने वाले हाइड्रोजन आबंध ऐल्कोहॉलों की तुलना में काफी कमजोर होते हैं।
– अतः एमीनों के क्वथनांक समान अणु भार वाले ऐल्कोहॉलों से कम होते हैं।
Explanation: Primary and secondary amines can form intermolecular hydrogen bonds due to the presence of polar N-H bonds.
– However, nitrogen (electronegativity 3.0) is less electronegative than oxygen (electronegativity 3.5).
– Consequently, the N-H bond is less polar than the O-H bond, making the intermolecular hydrogen bonding in amines significantly weaker than that in alcohols.
– Thus, the boiling points of amines are lower than those of comparable alcohols (though still higher than those of non-polar hydrocarbons).
– However, nitrogen (electronegativity 3.0) is less electronegative than oxygen (electronegativity 3.5).
– Consequently, the N-H bond is less polar than the O-H bond, making the intermolecular hydrogen bonding in amines significantly weaker than that in alcohols.
– Thus, the boiling points of amines are lower than those of comparable alcohols (though still higher than those of non-polar hydrocarbons).
प्रश्न 21. बेन्जीन डायजोनियम क्लोराइड की जलीय पोटेशियम आयोडाइड (KI) के साथ कमरे के ताप पर केवल हिलाने मात्र से होने वाली अभिक्रिया का मुख्य उत्पाद क्या प्राप्त होता है?
Q21. Reaction of benzene diazonium chloride with aqueous potassium iodide (KI) solution simply on warming/shaking yields:
सही उत्तर: B) आयोडोबेन्जीन (Iodobenzene, C₆H₅I)
Correct Answer: B) Iodobenzene (Iodobenzene, C₆H₅I)
स्पष्टीकरण: बेन्जीन वलय पर सीधे आयोडीन जोड़ना अत्यंत कठिन होता है। इसके लिए डायजोनियम लवणों का उपयोग किया जाता है।
– आयोडोबेन्जीन बनाने के लिए किसी क्यूप्रस हैलाइड उत्प्रेरक (सैंडमेयर जैसी) की आवश्यकता नहीं होती है।
– जब बेन्जीन डायजोनियम क्लोराइड के जलीय विलयन को केवल **पोटेशियम आयोडाइड (KI)** के साथ मिलाकर हिलाया या गुनगुना किया जाता है, तो डायजोनियम समूह तुरंत आयोडीन द्वारा प्रतिस्थापित हो जाता है और **आयोडोबेन्जीन** प्राप्त होता है:
C₆H₅N₂⁺ Cl⁻ + KI → C₆H₅I + N₂↑ + KCl.
– आयोडोबेन्जीन बनाने के लिए किसी क्यूप्रस हैलाइड उत्प्रेरक (सैंडमेयर जैसी) की आवश्यकता नहीं होती है।
– जब बेन्जीन डायजोनियम क्लोराइड के जलीय विलयन को केवल **पोटेशियम आयोडाइड (KI)** के साथ मिलाकर हिलाया या गुनगुना किया जाता है, तो डायजोनियम समूह तुरंत आयोडीन द्वारा प्रतिस्थापित हो जाता है और **आयोडोबेन्जीन** प्राप्त होता है:
C₆H₅N₂⁺ Cl⁻ + KI → C₆H₅I + N₂↑ + KCl.
Explanation: Direct iodination of benzene is highly difficult because the reaction is reversible. Iodobenzene is synthesized efficiently from diazonium salts.
– Unlike chlorination or bromination, the introduction of iodine does not require a cuprous halide catalyst.
– Simply shaking/warming the aqueous solution of benzene diazonium chloride with **potassium iodide (KI)** is sufficient to displace the diazonium group and yield **iodobenzene**:
C₆H₅N₂⁺ Cl⁻ + KI → C₆H₅I + N₂↑ + KCl.
– Unlike chlorination or bromination, the introduction of iodine does not require a cuprous halide catalyst.
– Simply shaking/warming the aqueous solution of benzene diazonium chloride with **potassium iodide (KI)** is sufficient to displace the diazonium group and yield **iodobenzene**:
C₆H₅N₂⁺ Cl⁻ + KI → C₆H₅I + N₂↑ + KCl.
प्रश्न 22. गैब्रिएल थैलिमाइड संश्लेषण (Gabriel phthalimide synthesis) का उपयोग करके निम्नलिखित में से किस प्राथमिक एमीन का निर्माण किया जा सकता है?
Q22. Which of the following amines can be prepared using Gabriel phthalimide synthesis?
सही उत्तर: B) एथिल एमीन (Ethylamine, C₂H₅NH₂)
Correct Answer: B) Ethylamine (C₂H₅NH₂)
स्पष्टीकरण: गैब्रिएल थैलिमाइड संश्लेषण केवल और केवल **शुद्ध प्राथमिक ऐलिफैटिक एमीनों (primary aliphatic amines)** के निर्माण के लिए विशिष्ट है।
– **एथिल एमीन (C₂H₅NH₂):** एक प्राथमिक ऐलिफैटिक एमीन है, अतः इसे एथिल ब्रोमाइड की पोटेशियम थैलिमाइड के साथ क्रिया कराकर आसानी से बनाया जा सकता है।
– एनीलीन अॉरोमैटिक होने के कारण नहीं बन सकता। डाइएथिल एमीन द्वितीयक (2°) होने के कारण इस विधि से नहीं बनाया जा सकता।
– **एथिल एमीन (C₂H₅NH₂):** एक प्राथमिक ऐलिफैटिक एमीन है, अतः इसे एथिल ब्रोमाइड की पोटेशियम थैलिमाइड के साथ क्रिया कराकर आसानी से बनाया जा सकता है।
– एनीलीन अॉरोमैटिक होने के कारण नहीं बन सकता। डाइएथिल एमीन द्वितीयक (2°) होने के कारण इस विधि से नहीं बनाया जा सकता।
Explanation: Gabriel phthalimide synthesis is highly specific and restricted to the synthesis of **pure primary aliphatic amines**.
– **Ethylamine (C₂H₅NH₂)** is a primary aliphatic amine, hence it can be prepared successfully.
– Aniline (primary aromatic) and diethylamine (secondary aliphatic) cannot be prepared using this method.
– **Ethylamine (C₂H₅NH₂)** is a primary aliphatic amine, hence it can be prepared successfully.
– Aniline (primary aromatic) and diethylamine (secondary aliphatic) cannot be prepared using this method.
प्रश्न 23. बेन्जीन डायजोनियम क्लोराइड की हाइपोफॉस्फोरस अम्ल (Hypophosphorous acid, H₃PO₂) या एथेनॉल के साथ क्रिया कराने पर डायजोनियम समूह का अपचयन हो जाता है। इस अभिक्रिया से मुख्य उत्पाद क्या प्राप्त होता है?
Q23. Reaction of benzene diazonium chloride with hypophosphorous acid (H₃PO₂) or ethanol reduces the diazonium group, yielding:
सही उत्तर: B) बेन्जीन (Benzene, C₆H₆)
Correct Answer: B) Benzene (C₆H₆)
स्पष्टीकरण: यह डायजोनियम समूह को हाइड्रोजन परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित करने (वि-अमीनीकरण / deamination) की अत्यंत महत्वपूर्ण अभिक्रिया है।
– जब बेन्जीन डायजोनियम क्लोराइड की क्रिया माइल्ड अपचायक जैसे **हाइपोफॉस्फोरस अम्ल (H₃PO₂)** या **एथेनॉल (C₂H₅OH)** के साथ जल की उपस्थिति में कराई जाती है, तो डायजोनियम समूह हट जाता है और मुख्य उत्पाद **बेन्जीन** प्राप्त होता है:
C₆H₅N₂⁺ Cl⁻ + H₃PO₂ + H₂O → C₆H₆ + N₂↑ + H₃PO₃ + HCl
– इस अभिक्रिया में H₃PO₂ ऑक्सीकृत होकर फॉस्फोरस अम्ल (H₃PO₃) बनाता है और एथेनॉल ऑक्सीकृत होकर एथेनल (CH₃CHO) बनाता है।
– जब बेन्जीन डायजोनियम क्लोराइड की क्रिया माइल्ड अपचायक जैसे **हाइपोफॉस्फोरस अम्ल (H₃PO₂)** या **एथेनॉल (C₂H₅OH)** के साथ जल की उपस्थिति में कराई जाती है, तो डायजोनियम समूह हट जाता है और मुख्य उत्पाद **बेन्जीन** प्राप्त होता है:
C₆H₅N₂⁺ Cl⁻ + H₃PO₂ + H₂O → C₆H₆ + N₂↑ + H₃PO₃ + HCl
– इस अभिक्रिया में H₃PO₂ ऑक्सीकृत होकर फॉस्फोरस अम्ल (H₃PO₃) बनाता है और एथेनॉल ऑक्सीकृत होकर एथेनल (CH₃CHO) बनाता है।
Explanation: Mild reducing agents like **hypophosphorous acid (H₃PO₂)** or **ethanol (C₂H₅OH)** reduce arenediazonium salts cleanly to arenes, effectively replacing the diazonium group with a hydrogen atom (deamination):
C₆H₅N₂⁺ Cl⁻ + H₃PO₂ + H₂O → C₆H₆ (Benzene) + N₂↑ + H₃PO₃ + HCl.
During the reaction, H₃PO₂ is oxidized to phosphorous acid (H₃PO₃) and ethanol is oxidized to acetaldehyde (CH₃CHO).
C₆H₅N₂⁺ Cl⁻ + H₃PO₂ + H₂O → C₆H₆ (Benzene) + N₂↑ + H₃PO₃ + HCl.
During the reaction, H₃PO₂ is oxidized to phosphorous acid (H₃PO₃) and ethanol is oxidized to acetaldehyde (CH₃CHO).
प्रश्न 24. ऐल्किल नाइट्राइलों (R-CN) का लिथियम ऐलुमिनियम हाइड्राइड (LiAlH₄) या सोडियम और एथेनॉल (Na / C₂H₅OH – मेंडियस अभिक्रिया) द्वारा अपचयन करने पर किस वर्ग की एमीन प्राप्त होती है?
Q24. Reduction of alkyl nitriles (R-CN) with lithium aluminium hydride (LiAlH₄) or sodium in alcohol (Mendius reaction) yields:
सही उत्तर: A) प्राथमिक एमीन (Primary amine, R-CH₂NH₂)
Correct Answer: A) Primary amine (R-CH₂NH₂)
स्पष्टीकरण: ऐल्किल नाइट्राइलों (सायनाइडों) का जब अपचयन कराया जाता है, तो आबंध का हाइड्रोजनीकरण होता है और नाइट्राइल समूह (-C≡N) सीधे **प्राथमिक एमीन (-CH₂-NH₂)** में परिवर्तित हो जाता है।
समीकरण: R-C≡N + 4[H] → R-CH₂-NH₂ (DIBAL-H या LiAlH₄ या Na/C₂H₅OH की उपस्थिति में)।
यह कार्बन श्रृंखला को एक कार्बन बढ़ाने (step-up) की एक उत्तम विधि है।
समीकरण: R-C≡N + 4[H] → R-CH₂-NH₂ (DIBAL-H या LiAlH₄ या Na/C₂H₅OH की उपस्थिति में)।
यह कार्बन श्रृंखला को एक कार्बन बढ़ाने (step-up) की एक उत्तम विधि है।
Explanation: Reduction of alkyl nitriles (cyanides) with hydrogenating agents like LiAlH₄ or sodium and alcohol (Mendius reaction) adds hydrogen atoms across the triple bond:
R-C≡N + 4[H] → R-CH₂-NH₂.
This quantitatively yields **primary amines** with one additional carbon atom relative to the starting alkyl halide used to make the nitrile.
R-C≡N + 4[H] → R-CH₂-NH₂.
This quantitatively yields **primary amines** with one additional carbon atom relative to the starting alkyl halide used to make the nitrile.
प्रश्न 25. एमाइडों का लिथियम ऐलुमिनियम हाइड्राइड (LiAlH₄) द्वारा अपचयन करने पर क्या प्राप्त होता है, जो हॉफमान निम्नीकरण से भिन्न व्यवहार दर्शाता है?
Q25. Reduction of amides (R-CONH₂) with lithium aluminium hydride (LiAlH₄) in dry ether yields:
सही उत्तर: A) समान कार्बन संख्या वाली प्राथमिक एमीन (Primary amine with same number of carbon atoms, R-CH₂NH₂)
Correct Answer: A) Primary amine with the same number of carbon atoms (R-CH₂NH₂)
स्पष्टीकरण: यह हॉफमान ब्रोमामाइड निम्नीकरण (Hofmann degradation) से अलग प्रतिक्रिया है:
– **हॉफमान निम्नीकरण (Br₂/KOH):** एमाइड समूह का कार्बोनिल ग्रुप हटा देता है जिससे **एक कार्बन कम** वाली एमीन बनती है।
– **LiAlH₄ द्वारा अपचयन:** एमाइड के कार्बोनिल समूह (-CO-) को मेथिलीन समूह (-CH₂-) में अपचयित कर देता है। इसमें कार्बन संख्या में कोई कमी नहीं होती।
समीकरण: R-CONH₂ &xrightarrow{1. LiAlH₄, 2. H₂O} R-CH₂NH₂ (समान कार्बन वाली प्राथमिक एमीन)।
– **हॉफमान निम्नीकरण (Br₂/KOH):** एमाइड समूह का कार्बोनिल ग्रुप हटा देता है जिससे **एक कार्बन कम** वाली एमीन बनती है।
– **LiAlH₄ द्वारा अपचयन:** एमाइड के कार्बोनिल समूह (-CO-) को मेथिलीन समूह (-CH₂-) में अपचयित कर देता है। इसमें कार्बन संख्या में कोई कमी नहीं होती।
समीकरण: R-CONH₂ &xrightarrow{1. LiAlH₄, 2. H₂O} R-CH₂NH₂ (समान कार्बन वाली प्राथमिक एमीन)।
Explanation: This is chemically distinct from Hoffmann degradation:
– **Hoffmann degradation (Br₂/KOH):** Eliminates the carbonyl carbon as carbonate, yielding an amine with **one less carbon**.
– **Reduction with LiAlH₄:** Reduces the carbonyl group (-CO-) of the amide to a methylene group (-CH₂-) without losing any carbon atoms, yielding a **primary amine with the same number of carbon atoms**:
R-CONH₂ &xrightarrow{1. LiAlH₄, 2. H₂O} R-CH₂NH₂.
– **Hoffmann degradation (Br₂/KOH):** Eliminates the carbonyl carbon as carbonate, yielding an amine with **one less carbon**.
– **Reduction with LiAlH₄:** Reduces the carbonyl group (-CO-) of the amide to a methylene group (-CH₂-) without losing any carbon atoms, yielding a **primary amine with the same number of carbon atoms**:
R-CONH₂ &xrightarrow{1. LiAlH₄, 2. H₂O} R-CH₂NH₂.