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Alcohols,Phenols and Either

Cleavage of $\scriptsize{\mathrm{C}-\mathrm{O}}$ bond in ethers

Ethers are the least reactive of the functional groups.
The cleavage of $\scriptsize{\mathrm{C}-\mathrm{O}}$ bond in ethers takes place under drastic conditions with excess of hydrogen halides.
The reaction of dialkyl ether gives two alkyl halide molecules.

$\scriptsize{ \begin{aligned} & \mathrm{R}-\mathrm{O}-\mathrm{R}+\mathrm{HX} \longrightarrow \mathrm{RX}+\mathrm{R}-\mathrm{OH} \\ & \mathrm{R}-\mathrm{OH}+\mathrm{HX} \longrightarrow \mathrm{R}-\mathrm{X}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O} \end{aligned} }$

Ethers with two different alkyl groups are also cleaved in the same manner.

$\scriptsize{ \mathrm{R}-\mathrm{O}-\mathrm{R}^{\prime}+\mathrm{HX} \longrightarrow \mathrm{R}-\mathrm{X}+\mathrm{R}^{\prime}-\mathrm{OH} }$

कार्यात्मक समूहों में ईथर सबसे कम प्रतिक्रियाशील होते हैं।
ईथर में $\scriptsize{\mathrm{C}-\mathrm{O}}$ बंधन का दरार हाइड्रोजन हेलाइड्स की अधिकता के साथ कठोर परिस्थितियों में होता है।
डायलकाइल ईथर की प्रतिक्रिया से दो एल्काइल हैलाइड अणु बनते हैं।

$\scriptsize{ \begin{aligned} & \mathrm{R}-\mathrm{O}-\mathrm{R}+\mathrm{HX} \longrightarrow \mathrm{RX}+\mathrm{R}-\mathrm{OH} \\ & \mathrm{R}-\mathrm{OH}+\mathrm{HX} \longrightarrow \mathrm{R}-\mathrm{X}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O} \end{aligned} }$

दो अलग-अलग ऐल्किल समूहों वाले ईथर भी इसी प्रकार विच्छेदित होते हैं।

$\scriptsize{ \mathrm{R}-\mathrm{O}-\mathrm{R}^{\prime}+\mathrm{HX} \longrightarrow \mathrm{R}-\mathrm{X}+\mathrm{R}^{\prime}-\mathrm{OH} }$

Alcohols,Phenols and Either

Cleavage of $\scriptsize{\mathrm{C}-\mathrm{O}}$ bond in ethers

The order of reactivity of hydrogen halides is as follows: $\scriptsize{\mathrm{HI}>\mathrm{HBr}>\mathrm{HCl}}$ .
The cleavage of ethers takes place with concentrated $\scriptsize{\mathrm{HI}}$ or $\scriptsize{\mathrm{HBr}}$ at high temperature.

हाइड्रोजन हैलाइडों की प्रतिक्रियाशीलता का क्रम इस प्रकार है: $\scriptsize{\mathrm{HI}>\mathrm{HBr}>\mathrm{HCl}}$ ।
ईथर का विदलन उच्च तापमान पर सांद्र $\scriptsize{\mathrm{HI}}$ या $\scriptsize{\mathrm{HBr}}$ के साथ होता है।

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Mechanism of Cleavage of $\scriptsize{\mathrm{C}-\mathrm{O}}$ bond in ethers(I/III)

The reaction takes place with HBr or HI because these reagents are sufficiently acidic.
So it protonates the oxygen atom of the ether
This makes the oxygen more electrnegative and hence increase the polarity of the C-O bond to facilate the attack electrophille.

प्रतिक्रिया HBr या HI के साथ होती है क्योंकि ये अभिकर्मक पर्याप्त अम्लीय होते हैं।
तो यह ईथर के ऑक्सीजन परमाणु को प्रोटोनेट करता है
यह ऑक्सीजन को अधिक विद्युत्-ऋणात्मक बनाता है और इसलिए आक्रमण इलेक्ट्रोफिल को सुविधाजनक बनाने के लिए C-O बंधन की ध्रुवीयता को बढ़ाता है।

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Mechanism of Cleavage of $\scriptsize{\mathrm{C}-\mathrm{O}}$ bond in ethers(II/III)

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Step 2:

Iodide is a good nucleophile.
It attacks the least substituted carbon of the oxonium ion formed in step 1 and displaces an alcohol molecule by $\mathrm{S}_{\mathrm{N}} 2$ mechanism.

चरण दो:

आयोडाइड एक अच्छा न्यूक्लियोफाइल है।
यह चरण 1 में बने ऑक्सोनियम आयन के सबसे कम प्रतिस्थापित कार्बन पर हमला करता है और $\mathrm{S}_{\mathrm{N}} 2$ तंत्र द्वारा अल्कोहल अणु को विस्थापित करता है।

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Mechanism of Cleavage of $\scriptsize{\mathrm{C}-\mathrm{O}}$ bond in ethers(II/III)

Thus, in the cleavage of mixed ethers with two different alkyl groups, the alcohol and alkyl iodide formed, depend on the nature of alkyl groups.

When primary or secondary alkyl groups are present, it is the lower alkyl group that forms alkyl iodide.

When HI is in excess and the reaction is carried out at high temperature, ethanol reacts with another molecule of HI and is converted to ethyl iodide.

इस प्रकार, दो अलग-अलग एल्काइल समूहों के साथ मिश्रित ईथर के टूटने पर अल्कोहल और एल्काइल आयोडाइड बनता है, जो एल्काइल समूहों की प्रकृति पर निर्भर करता है।
जब प्राथमिक या द्वितीयक एल्काइल समूह मौजूद होते हैं, तो यह निचला एल्काइल समूह होता है जो एल्काइल आयोडाइड बनाता है।

जब HI अधिक मात्रा में होता है और प्रतिक्रिया उच्च तापमान पर की जाती है, तो इथेनॉल HI के दूसरे अणु के साथ प्रतिक्रिया करता है और एथिल आयोडाइड में परिवर्तित हो जाता है।

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Mechanism of Cleavage of $\scriptsize{\mathrm{C}-\mathrm{O}}$ bond in ethers(III/III)

In the last step alcohol is converted to alkyl halide.
The mechanism is similar to the previuos steps.
But this step is faster as we have -OH group in place of -OR which is more polar.

अंतिम चरण में अल्कोहल को एल्काइल हैलाइड में परिवर्तित किया जाता है।
तंत्र पूर्ववर्ती चरणों के समान है।
लेकिन यह कदम तेज़ है क्योंकि हमारे पास -OR के स्थान पर -OH समूह है जो अधिक ध्रुवीय है।

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Exception of tertiary group

When one of the alkyl group is a tertiary group, the halide formed is a tertiary halide.
It is because in step 2 of the reaction, the departure of leaving group $\left(\mathrm{HO}-\mathrm{CH}_3\right)$
It creates a more stable carbocation $\left[\left(\mathrm{CH}_3\right)_3 \mathrm{C}^{+}\right]$ ,
The reaction follows $\mathrm{S}_{\mathrm{N}} 1$ mechanism.

जब एल्काइल समूह में से एक तृतीयक समूह होता है, तो बनने वाला हैलाइड तृतीयक हैलाइड होता है।
ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रतिक्रिया के चरण 2 में, समूह छोड़ने का प्रस्थान $\left(\mathrm{HO}-\mathrm{CH}_3\right)$
यह अधिक स्थिर कार्बोकेशन बनाता है $\left[\left(\mathrm{CH}_3\right)_3 \mathrm{C}^{+}\right]$ ,
प्रतिक्रिया $\mathrm{S}_{\mathrm{N}} 1$ तंत्र का अनुसरण करती है।

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Anisole case

In case of anisole, methylphenyl oxonium ion,is formed by protonation of ether.
The bond between $\mathrm{O}-\mathrm{CH}_3$ is weaker than the bond between $\mathrm{O}-\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_5$ because the carbon of phenyl group is $s p^2$ hybridised and there is a partial double bond character.

एनीसोल के मामले में, मिथाइलफेनिल ऑक्सोनियम आयन, ईथर के प्रोटोनेशन द्वारा बनता है।
$\mathrm{O}-\mathrm{CH}_3$ के बीच का बंधन $\mathrm{O}-\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_5$ के बीच के बंधन से कमजोर है क्योंकि फिनाइल समूह का कार्बन $s p^2$ संकरित है और इसमें आंशिक दोहरा बंधन चरित्र है।

Alcohols,Phenols and Either

Anisole case

Therefore the attack by I' ion breaks O- $\mathrm{CH}_3$ bond to form $\mathrm{CH}_3 \mathrm{I}$ .
Phenols do not react further to give halides because the $s p^2$ hybridised carbon of phenol cannot undergo nucleophilic substitution reaction needed for conversion to the halide.

इसलिए I' आयन का हमला O- $\mathrm{CH}_3$ बंधन को तोड़कर $\mathrm{CH}_3 \mathrm{I}$ बनाता है।
फिनोल हैलाइड देने के लिए आगे प्रतिक्रिया नहीं करते हैं क्योंकि फिनोल का $s p^2$ संकरित कार्बन हैलाइड में रूपांतरण के लिए आवश्यक न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया से नहीं गुजर सकता है।

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Methanol

Methanol, $\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}$ , also known as 'wood spirit', was produced by destructive distillation of wood. Today, most of the methanol is produced by catalytic hydrogenation of carbon monoxide at high pressure and temperature and in the presence of $\mathrm{ZnO}-\mathrm{Cr}_2 \mathrm{O}_3$ catalyst.

$\mathrm{CO}+2 \mathrm{H}_2 \xrightarrow[\substack{200-300 \mathrm{~atm} \ 573-673 \mathrm{K}}]{\mathrm{ZnO}-\mathrm{Cr}_2 \mathrm{O}_3} \mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}$

मेथनॉल, $\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}$ , जिसे 'वुड स्पिरिट' भी कहा जाता है, लकड़ी के विनाशकारी आसवन द्वारा उत्पादित किया गया था। आज, अधिकांश मेथनॉल का उत्पादन उच्च दबाव और तापमान पर और $\mathrm{ZnO}-\mathrm{Cr}_2 \mathrm{O}_3$ उत्प्रेरक की उपस्थिति में कार्बन मोनोऑक्साइड के उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण द्वारा किया जाता है।

$\mathrm{CO}+2 \mathrm{H}_2 \xrightarrow[\substack{200-300 \mathrm{~atm} \ 573-673 \mathrm{K}}]{\mathrm{ZnO}-\mathrm{ Cr}_2 \mathrm{O}_3} \mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}$

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Methanol

Methanol is a colourless liquid and boils at $337 \mathrm{~K}$ . It is highly poisonous in nature. Ingestion of even small quantities of methanol can cause blindness and large quantities causes even death. Methanol is used as a solvent in paints, varnishes and chiefly for making formaldehyde.

मेथनॉल एक रंगहीन तरल है और $337 \mathrm{~K}$ पर उबलता है। यह प्रकृति में अत्यधिक जहरीला होता है। मेथनॉल की थोड़ी मात्रा के सेवन से भी अंधापन हो सकता है और अधिक मात्रा में सेवन से मृत्यु भी हो सकती है। मेथनॉल का उपयोग पेंट, वार्निश और मुख्य रूप से फॉर्मेल्डिहाइड बनाने में विलायक के रूप में किया जाता है।

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Ethanol

Ethanol, is obtained commercially by fermentation, the oldest method is from sugars. The sugar in molasses, sugarcane or fruits such as grapes is converted to glucose and fructose, (both of which have the formula C6H12O6, in the presence of an enzyme, invertase. Glucose and fructose undergo fermentation in the presence of another enzyme, zymase, which is found in yeast.

$\begin{aligned} & \mathrm{C}_{12} \mathrm{H}_{22} \mathrm{O}_{11}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O} \xrightarrow{\text { Invertase }} \underset{\text { Glucose }}{\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6}+\underset{\text { Fructose }}{\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6} \\ & \mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6 \xrightarrow{\text { Zymase }} 2 \mathrm{C}_2 \mathrm{H}_5 \mathrm{OH}+2 \mathrm{CO}_2 \\ & \end{aligned}$

इथेनॉल, व्यावसायिक रूप से किण्वन द्वारा प्राप्त किया जाता है, सबसे पुरानी विधि शर्करा से है। गुड़, गन्ना या अंगूर जैसे फलों में चीनी ग्लूकोज और फ्रुक्टोज में परिवर्तित हो जाती है, (इन दोनों का सूत्र C6H12O6 होता है, एक एंजाइम, इनवर्टेज की उपस्थिति में। ग्लूकोज और फ्रुक्टोज एक अन्य एंजाइम, ज़ाइमेज़ की उपस्थिति में किण्वन से गुजरते हैं। जो यीस्ट में पाया जाता है.

$\begin{aligned} & \mathrm{C}_{12} \mathrm{H}_{22} \mathrm{O}_{11}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O} \xrightarrow{\text { Invertase }} \underset{\text { Glucose }}{\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6}+\underset{\text { Fructose }}{\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6} \\ & \mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6 \xrightarrow{\text { Zymase }} 2 \mathrm{C}_2 \mathrm{H}_5 \mathrm{OH}+2 \mathrm{CO}_2 \\ & \end{aligned}$

Alcohols,Phenols and Either

Ethanol

In wine making, grapes are the source of sugars and yeast.
As grapes ripen, the quantity of sugar increases and yeast grows on the outer skin.
When grapes are crushed, sugar and the enzyme come in contact and fermentation starts.
Fermentation takes place in anaerobic conditions i.e. in absence of air.

वाइन बनाने में अंगूर शर्करा और खमीर का स्रोत होते हैं।
जैसे-जैसे अंगूर पकते हैं, चीनी की मात्रा बढ़ती है और बाहरी छिलके पर खमीर उगता है।
जब अंगूर को कुचला जाता है, तो चीनी और एंजाइम संपर्क में आते हैं और किण्वन शुरू हो जाता है।
किण्वन अवायवीय स्थितियों अर्थात वायु की अनुपस्थिति में होता है।

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Ethanol

Carbon dioxide is released during fermentation.
The action of zymase is inhibited once the percentage of alcohol formed exceeds 14 percent.
If air gets into fermentation mixture, the oxygen of air oxidises ethanol to ethanoic acid which in turn destroys the taste of alcoholic drinks.
Nowadays, large quantities of ethanol are obtained by hydration of ethene

किण्वन के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड निकलता है।
जब अल्कोहल का प्रतिशत 14 प्रतिशत से अधिक हो जाता है तो ज़ाइमेज़ की क्रिया बाधित हो जाती है।
यदि हवा किण्वन मिश्रण में मिल जाती है, तो हवा की ऑक्सीजन इथेनॉल को एथेनोइक एसिड में ऑक्सीकृत कर देती है जो बदले में अल्कोहलिक पेय का स्वाद नष्ट कर देती है।
आजकल, एथीन के जलयोजन द्वारा बड़ी मात्रा में इथेनॉल प्राप्त किया जाता है

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Intext Question

Question:

Write the reactions of Williamson synthesis of 2-ethoxy-3-methylpentane starting from ethanol and 3-methylpentan-2-ol.

सवाल:

इथेनॉल और 3-मिथाइलपेंटन-2-ओएल से शुरू होकर 2-एथोक्सी-3-मिथाइलपेंटेन के विलियमसन संश्लेषण की प्रतिक्रियाएं लिखें।

Alcohols,Phenols and Either

Intext Question

Answer :

In Williamson synthesis, an alkyl halide reacts with an alkoxide ion. Also, it is an $\mathrm{S}_{\mathrm{N}} 2$ reaction. In the reaction, alkyl halides should be primary having the least steric hindrance. Hence, an alkyl halide is obtained from ethanol and alkoxide ion from 3-methylpentan-2-ol.

उत्तर :

विलियमसन संश्लेषण में, एक एल्काइल हैलाइड एक एल्कोऑक्साइड आयन के साथ प्रतिक्रिया करता है। साथ ही, यह एक $\mathrm{S}_{\mathrm{N}} 2$ प्रतिक्रिया है। प्रतिक्रिया में, एल्काइल हेलाइड्स प्राथमिक होना चाहिए जिसमें कम से कम स्थैतिक बाधा हो। इसलिए, इथेनॉल से एक एल्काइल हैलाइड और 3-मिथाइलपेंटन-2-ओएल से एल्कोक्साइड आयन प्राप्त होता है।

Alcohols,Phenols and Either

Intext Question

Question:

Which of the following is an appropriate set of reactants for the preparation of 1-methoxy-4-nitrobenzene and why?

सवाल:

1-मेथॉक्सी-4-नाइट्रोबेंजीन की तैयारी के लिए निम्नलिखित में से कौन सा अभिकारकों का उपयुक्त सेट है और क्यों?

Alcohols,Phenols and Either

Intext Question

Answer:

Set (ii) is an appropriate set of reactants for the preparation of 1-methoxy-4-nitrobenzene.

In set (i), sodium methoxide $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{ONa}\right)$ is a strong nucleophile as well as a strong base. Hence, an elimination reaction predominates over a substitution reaction.

उत्तर:

सेट (ii) 1-मेथॉक्सी-4-नाइट्रोबेंजीन की तैयारी के लिए अभिकारकों का एक उपयुक्त सेट है।

सेट (i) में, सोडियम मेथॉक्साइड $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{ONa}\right)$ एक मजबूत न्यूक्लियोफाइल के साथ-साथ एक मजबूत आधार भी है। इसलिए, एक उन्मूलन प्रतिक्रिया एक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया पर हावी होती है।

Alcohols,Phenols and Either

Intext Question

Question: Predict the products of the following reactions:

प्रश्न: निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं के उत्पादों की भविष्यवाणी करें:

Alcohols,Phenols and Either

Intext Question

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