Для синтеза 4-бром-3-сульфобензойной кислоты из толуола можно использовать несколько реакций. Давайте рассмотрим шаги этого процесса:

1. Бромирование толуола:
   • Первым шагом является бромирование толуола (C7H8) для получения 4-бромтолуа (C7H7Br). Это можно сделать с помощью брома (Br2) в присутствии света или инициирующих веществ.
   • Так как в толуоле есть метильная группа (-CH3), она будет активировать орто- и пара-позиции по отношению к бромированию, что приведет к образованию смеси 2-бромтолуа и 4-бромтолуа. Однако, мы будем стремиться к получению 4-бромтолуа.
2. Сульфирование:
   • На следующем этапе нужно провести сульфирование 4-бромтолуа. Для этого можно использовать концентрированную серную кислоту (H2SO4), которая введет сульфогруппу (-SO3H) в 3-позицию относительно бромной группы.
   • В результате данной реакции получится 4-бром-3-сульфотолуол.
3. Окисление:
   • Теперь необходимо окислить 4-бром-3-сульфотолуол до 4-бром-3-сульфобензойной кислоты. Для этого можно использовать перманганат калия (KMnO4) или другой окислитель, который будет способен окислить метильную группу до карбоксильной (-COOH).
   • В результате данной реакции получится 4-бром-3-сульфобензойная кислота.

Таким образом, схема синтеза 4-бром-3-сульфобензойной кислоты из толуола включает в себя три основных шага: бромирование, сульфирование и окисление. Каждый из этих шагов требует внимательного контроля условий реакции для получения целевого продукта.