Осуществить превращение по схеме: этилен → этиленгликоль → ацетилен → бензол → метилбензол → бензойная кислота

Для осуществления превращения по схеме: этилен → этиленгликоль → ацетилен → бензол → метилбензол → бензойная кислота, необходимо пройти через несколько химических реакций, каждая из которых имеет свои особенности.

1. Этилен → Этиленгликоль:
   Этилен (C₂H₄) можно превратить в этиленгликоль (C₂H₆O₂) через гидратацию с образованием диэтиленгликоля. Процесс включает в себя взаимодействие этилена с водой в присутствии катализатора (чаще всего сульфата меди) или под действием высоких температур и давления. Этот процесс называется гидрированием:

   $$C_2H_4 + H_2O \xrightarrow{катализатор} C_2H_6O_2$$

2. Этиленгликоль → Ацетилен:
   Этиленгликоль можно дегидрировать, получая ацетилен (C₂H₂). Реакция дегидратации этиленгликоля при высокой температуре в присутствии катализаторов (например, меди или цинка) приводит к образованию ацетилена:

   $$C_2H_6O_2 \xrightarrow{катализатор, температура} C_2H_2 + H_2O$$

3. Ацетилен → Бензол:
   Ацетилен можно превратить в бензол (C₆H₆) с помощью реакции циклизации. Этот процесс обычно проходит при высоких температурах (около 800-900°C) в присутствии катализатора, например, меди или платиновых соединений. Ацетилен молекулярно соединяется, образуя бензольное кольцо:

   $$3C_2H_2 \xrightarrow{катализатор, температура} C_6H_6$$

4. Бензол → Метилбензол:
   Бензол можно метилировать с помощью реакции Фриделя-Крафтса, при которой бензол реагирует с метилхлоридом (CH₃Cl) в присутствии катализатора (например, AlCl₃):

   $$C_6H_6 + CH_3Cl \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5CH_3$$

   Этот процесс приводит к образованию метилбензола (или толуола).

5. Метилбензол → Бензойная кислота:
   Метилбензол (толуол) окисляется до бензойной кислоты (C₆H₅COOH) с использованием окислителей, таких как калий перманганат (KMnO₄) или азотная кислота (HNO₃). В данном случае обычно применяется окисление перманганатом калия:

   $$C_6H_5CH_3 + KMnO_4 \xrightarrow{T} C_6H_5COOH + MnO_2$$

   Процесс окисления метилбензола приводит к образованию бензойной кислоты.

Итак, эта схема превращений включает в себя несколько реакций, каждая из которых требует специфических условий, катализаторов и окислителей.