Синтез п-хлорбензойной кислоты из бензола можно осуществить через несколько этапов. Давайте разберем этот процесс пошагово.

1. Хлорирование бензола:
   • Первым шагом является хлорирование бензола. Для этого мы используем хлор (Cl2) в присутствии катализатора, такого как железо (Fe).
   • Реакция происходит по механизму электрофильного замещения, в результате чего образуется хлорбензол.
2. Нитрование хлорбензола:
   • Следующим этапом является нитрование полученного хлорбензола. Для этого мы используем смесь азотной (HNO3) и серной (H2SO4) кислот.
   • В результате реакции образуется п-нитрохлорбензол, поскольку хлор (как электронодефицитная группа) активирует положение 4 относительно нитрогруппы.
3. Восстановление нитрогруппы:
   • Теперь необходимо восстановить нитрогруппу до аминогруппы. Это можно сделать с помощью водорода (H2) в присутствии катализатора, например, никеля (Ni).
   • В результате этой реакции мы получаем п-хлоранилин.
4. Карбооксилирование:
   • Последний этап — карбооксилирование п-хлоранилина. Для этого мы можем использовать диоксид углерода (CO2) под давлением в присутствии щелочи, такой как натрий гидроксид (NaOH).
   • В результате этого процесса мы получаем п-хлорбензойную кислоту.

Таким образом, схема синтеза п-хлорбензойной кислоты из бензола включает следующие основные этапы: хлорирование, нитрование, восстановление и карбооксилирование. Каждый из этих процессов требует определенных условий и реагентов, что важно учитывать при проведении экспериментов в лаборатории.