Укажите метод синтеза и необходимые реагенты для получения из бензола следующих...

Для получения указанных соединений из бензола необходимо последовательно применять реакции электрофильного замещения, учитывая ориентацию заместителей. Решаем каждую задачу по отдельности.

а) п-бромбензойной кислоты: Сначала проводят бромирование бензола, затем нитрование, восстанавливают нитрогруппу до аминогруппы, проводят диазотирование и реакцию Зандмейера для получения хлорбензола, а затем окисляют метильную группу в толуоле. Однако для пара-изомера более прямой путь: нитрование бензола, разделение изомеров, восстановление п-нитрохлорбензола до п-хлоранилина, диазотирование и реакция Зандмейера для замены на Br, затем окисление. Но для п-бромбензойной кислоты проще: 1. Бромирование бензола в присутствии FeBr₃ дает бромбензол. 2. Алкилирование бромбензола метилхлоридом по Фриделю-Крафтсу дает п-бромтолуол (бром - ориентант II рода, метил - ориентант I рода, поэтому будет смесь изомеров, нужен пара-). 3. Окисление п-бромтолуола перманганатом калия дает п-бромбензойную кислоту. Однако, чтобы гарантировать пара-положение, лучше сначала получить толуол, затем нитровать (метил - орто-пара-ориентант, получается смесь о- и п-нитротолуолов, разделяют), затем окисляют п-нитротолуол до п-нитробензойной кислоты, затем восстанавливают нитрогруппу до аминогруппы, затем проводят реакцию Зандмейера для замены NH₂ на Br. Но это долго. Стандартный путь для п-замещенной бензойной кислоты: 1. Ацилирование бензола по Фриделю-Крафтсу (например, ацетилхлоридом, AlCl₃) дает ацетофенон. 2. Окисление ацетофенона (например, гипохлоритом) дает бензойную кислоту. 3. Нитрование бензойной кислоты (карбоксильная группа - мета-ориентант) дает м-нитробензойную кислоту, а не пара-. Поэтому этот путь не подходит. Правильный путь для п-бромбензойной кислоты: 1. Ацилирование бензола хлорангидридом п-толуиловой кислоты? Нет. Лучше: 1. Бромирование бензола (FeBr₃) → бромбензол. 2. Нитрование бромбензола (HNO₃/H₂SO₄) → смесь о- и п-нитробромбензолов (бром - ориентант II рода, орто-пара-ориентант, но пара-преобладает). 3. Разделение изомеров. 4. Восстановление п-нитробромбензола (Sn/HCl) → п-броманилин. 5. Диазотирование п-броманилина (NaNO₂/HCl) → соль диазония. 6. Реакция Зандмейера (CuCN) → п-бромбензонитрил. 7. Гидролиз нитрила (H₃O⁺) → п-бромбензойная кислота. Или проще: окислить п-бромтолуол, но его получение требует разделения изомеров. В промышленности часто используют прямой синтез. Для ответа укажем: 1. Бромирование бензола (Br₂, FeBr₃) → бромбензол. 2. Нитрование бромбензола (HNO₃, H₂SO₄) → смесь о- и п-нитробромбензолов, разделение. 3. Окисление п-нитробромбензола (KMnO₄, OH⁻, затем подкисление) → п-бромбензойная кислота. Но нитрогруппа мешает? Нет, окисление боковой цепи не идет, если нет алкила. Ошибочно. У п-нитробромбензола нет боковой цепи для окисления. Поэтому путь неверен. Правильный путь: 1. Нитрование бензола (HNO₃/H₂SO₄) → нитробензол. 2. Восстановление нитробензола (Sn/HCl) → анилин. 3. Ацетилирование анилина (уксусный ангидрид) → ацетанилид (для защиты аминогруппы). 4. Бромирование ацетанилида (Br₂, уксусная кислота) → п-бромацетанилид (ориентация за счет защиты). 5. Гидролиз п-бромацетанилида (H₃O⁺) → п-броманилин. 6. Диазотирование п-броманилина (NaNO₂/HCl) → соль диазония. 7. Замена диазогруппы на CN (CuCN) → п-бромбензонитрил. 8. Гидролиз нитрила (H₃O⁺) → п-бромбензойная кислота. Это стандартный путь. Или можно заменить диазогруппу на COOH напрямую (гидролиз соли диазония), но выход низкий. Лучше через нитрил.