32

Решение: Синтез производных бензола

ЕГЭ · Химия · Задание 32 · Генетическая связь органических веществ
ВысокаяФИПИB87510Развёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 5 шагов
Условие

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Бензол $→ X_1 →$ п-бромтолуол $→ X_2 →$ бензол-1,4-дикарбоновая кислота $→ X_3$.

При написании уравнений реакций 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

Сначала проводят алкилирование бензола хлорметаном в присутствии хлорида алюминия. Образуется толуол $X_1$.

$$\mathrm{C_6H_6 + CH_3Cl \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5CH_3 + HCl}$$
2

Метильная группа ориентирует электрофильное замещение в орто- и пара-положения. При бромировании толуола образуется преимущественно п-бромтолуол.

$$\mathrm{C_6H_5CH_3 + Br_2 \xrightarrow{FeBr_3} p\text{-}BrC_6H_4CH_3 + HBr}$$
3

П-бромтолуол вступает в реакцию Вюрца–Фиттига с бромметаном и натрием. Атом брома замещается на метильную группу, образуется п-ксилол $X_2$.

$$\mathrm{p\text{-}BrC_6H_4CH_3 + CH_3Br + 2Na \xrightarrow{ether} p\text{-}CH_3C_6H_4CH_3 + 2NaBr}$$
4

При окислении обеих метильных групп п-ксилола сильным окислителем образуется бензол-1,4-дикарбоновая кислота.

$$\mathrm{p\text{-}CH_3C_6H_4CH_3 + 6[O] \xrightarrow{KMnO_4,\ t,\ H^+} HOOC\text{-}C_6H_4\text{-}COOH + 2H_2O}$$

Бензол-1,4-дикарбоновая кислота реагирует с двумя эквивалентами этанола при нагревании в присутствии серной кислоты. Образуется диэтилбензол-1,4-дикарбоксилат $X_3$.

$$\mathrm{HOOC\text{-}C_6H_4\text{-}COOH + 2CH_3CH_2OH \xrightarrow{H_2SO_4,\ t} CH_3CH_2OOC\text{-}C_6H_4\text{-}COOCH_2CH_3 + 2H_2O}$$
Ответ

$X_1$ — толуол, $X_2$ — п-ксилол, $X_3$ — диэтиловый эфир бензол-1,4-дикарбоновой кислоты; уравнения реакций приведены выше.

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

Где здесь ошибаются

Не указывают катализатор $\mathrm{AlCl_3}$ при алкилировании бензола.

Неправильно выбирают направление замещения в толуоле и записывают мета-изомер вместо пара-изомера.

В реакции Вюрца–Фиттига не указывают натрий и не балансируют коэффициенты.

Окисляют только одну метильную группу п-ксилола, хотя обе боковые цепи превращаются в карбоксильные группы.

Записывают моноэтерификацию дикарбоновой кислоты вместо образования диэтилового эфира.

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.