РУҚА
32

Решение: Цепочка превращений аренов

ЕГЭ · Химия · Задание 32 · Генетическая связь органических веществ
ВысокаяФИПИ655103Развёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 5 шагов
Условие

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: этилбензол → $X_1$ → стирол → $X_2$ → $X_3$ → метиловый эфир 3-нитробензойной кислоты. При написании уравнений реакций указывайте преимущественно образующиеся продукты, используйте структурные формулы органических веществ.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

5 шагов
1

При радикальном бромировании этилбензола бром замещает атом водорода у бензильного атома углерода. Образуется 1-бромэтилбензол — вещество $X_1$.

$$\mathrm{C_6H_5CH_2CH_3 + Br_2 ->[h\nu] C_6H_5CHBrCH_3 + HBr}$$
2

При нагревании со спиртовым раствором гидроксида калия происходит отщепление бромоводорода. Образуется стирол.

$$\mathrm{C_6H_5CHBrCH_3 + KOH ->[C_2H_5OH,\ t] C_6H_5CH{=}CH_2 + KBr + H_2O}$$
3

Горячий кислый раствор перманганата калия окислительно расщепляет двойную связь в стироле. Концевой атом углерода окисляется до углекислого газа, а фенильный фрагмент — до бензойной кислоты. Поэтому $X_2$ — бензойная кислота.

$$\mathrm{C_6H_5CH{=}CH_2 + 2KMnO_4 + 3H_2SO_4 ->[t] C_6H_5COOH + CO_2 + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 4H_2O}$$
4

Карбоксильная группа ориентирует электрофильное замещение в мета-положение. При нитровании бензойной кислоты образуется преимущественно 3-нитробензойная кислота — вещество $X_3$.

$$\mathrm{C_6H_5COOH + HNO_3 ->[H_2SO_4] 3{-}NO_2C_6H_4COOH + H_2O}$$

3-Нитробензойная кислота реагирует с метанолом в присутствии концентрированной серной кислоты. Происходит этерификация с образованием метилового эфира 3-нитробензойной кислоты.

$$\mathrm{3{-}NO_2C_6H_4COOH + CH_3OH ->[H_2SO_4] 3{-}NO_2C_6H_4COOCH_3 + H_2O}$$
Ответ

$X_1 = \mathrm{C_6H_5CHBrCH_3}$; $X_2 = \mathrm{C_6H_5COOH}$; $X_3 = \mathrm{3\text{-}NO_2C_6H_4COOH}$. Реакции: бромирование этилбензола, дегидрогалогенирование, окислительное расщепление стирола, нитрование бензойной кислоты и этерификация метанолом.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Бромирование бензольного кольца вместо замещения атома водорода в боковой цепи.

Использование водного раствора $\mathrm{KOH}$ вместо спиртового раствора при дегидрогалогенировании.

Запись бензальдегида или фенилуксусной кислоты вместо продуктов окислительного расщепления стирола.

Неверное направление нитрования: карбоксильная группа ориентирует заместитель в мета-положение.

Отсутствие кислотного катализатора при этерификации.

Закрепить приёмВ теме «Генетическая связь органических веществ» ещё 91 задача — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 32 ЕГЭ, химия

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Генетическая связь органических веществ»: в ней 92 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.