Осуществить цепочку превращений: циклогексан - бензол -- бромбензол -- нитробензол - анилин указать...

Для осуществления цепочки превращений циклогексан → бензол → бромбензол → нитробензол → анилин, необходимо выполнить несколько последовательных химических реакций. Давайте рассмотрим каждый этап подробно:

1. Циклогексан → Бензол

Реакция: Дегидрирование

Условия: Использование катализатора, например, оксида хрома(III) (Cr2O3) при высокой температуре (около 500°C).

Уравнение реакции: [ \text{C}6\text{H}{12} \xrightarrow{Cr_2O_3, 500°C} \text{C}_6\text{H}_6 + 3\text{H}_2 ]

2. Бензол → Бромбензол

Реакция: Электрофильное замещение (реакция галогенирования)

Условия: Использование брома (Br2) в присутствии катализатора — хлорида железа(III) (FeCl3).

Уравнение реакции: [ \text{C}_6\text{H}_6 + \text{Br}_2 \xrightarrow{FeCl_3} \text{C}_6\text{H}_5\text{Br} + \text{HBr} ]

3. Бромбензол → Нитробензол

Реакция: Электрофильное замещение (реакция нитрования)

Условия: Использование смеси концентрированной азотной кислоты (HNO3) и концентрированной серной кислоты (H2SO4) (нитрующая смесь).

Уравнение реакции: [ \text{C}_6\text{H}_5\text{Br} + \text{HNO}_3 \xrightarrow{H_2SO_4} \text{C}_6\text{H}_4\text{Br}\text{NO}_2 + \text{H}_2\text{O} ]

4. Нитробензол → Анилин

Реакция: Восстановление

Условия: Использование водорода (H2) в присутствии катализатора (например, никеля Ni) или использование металлического железа и соляной кислоты (каталитическое восстановление).

Уравнение реакции: [ \text{C}_6\text{H}_4\text{Br}\text{NO}_2 + 6\text{H} \xrightarrow{Ni, H_2} \text{C}_6\text{H}_4\text{Br}\text{NH}_2 + 2\text{H}_2\text{O} ]

Или альтернативный метод: [ \text{C}_6\text{H}_4\text{Br}\text{NO}_2 + 3\text{Fe} + 6\text{HCl} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_4\text{Br}\text{NH}_2 + 3\text{FeCl}_2 + 2\text{H}_2\text{O} ]

Каждое превращение в этой цепочке требует специфических условий и катализаторов для успешного проведения химических реакций.

Циклогексан -> бензол: каталитическое дециклизация при наличии платинового катализатора при высокой температуре и давлении.

Бензол -> бромбензол: электрофильное замещение атомов водорода атомами брома в присутствии брома и катализатора (FeBr3) при комнатной температуре.

Бромбензол -> нитробензол: электрофильное замещение атома водорода атомом нитрогруппы в присутствии смеси концентрированной азотной и серной кислот при нагревании.

Нитробензол -> анилин: восстановление нитрогруппы до амина с использованием железной пудры и концентрированной соляной кислоты при нагревании.

Циклогексан может быть превращен в бензол с помощью процесса каталитического дециклизации при наличии платинового катализатора при повышенной температуре и давлении. Бензол затем может быть преобразован в бромбензол путем добавления брома в присутствии катализатора, такого как феррихлорид. Бромбензол может быть далее нитрирован, добавляя к нему нитро-группу в присутствии смеси азотной и серной кислот при низких температурах. И, наконец, нитробензол может быть преобразован в анилин путем восстановления нитрогруппы в аминогруппу с использованием металлического железа и соляной кислоты.

Типы химических реакций, которые происходят в этой цепочке превращений, включают в себя дециклизацию, аддицию брома, нитрирование и восстановление. Условия проведения этих реакций могут варьироваться в зависимости от конкретной реакции, но обычно требуются определенные температурные и давлений условия, а также наличие катализаторов для ускорения процессов.