Дана двухстадийная схема: X -3H₂→ [Бензольное кольцо] --CH₃Cl, AlCl₃→ Y. Определите вещества Х и У, запишите их структурные формулы.

Решение:

• 1) Структурная формула Х:
• Данная реакция представляет собой дегидрирование бензола. Бензол теряет три молекулы водорода, что приводит к образованию более ненасыщенной структуры, такой как циклогексатриен. Однако, в контексте классической органической химии, исходным веществом для таких реакций часто является бензол, а потеря водорода указывает на ароматизацию или образование ароматической системы. Учитывая, что следующим этапом идет алкилирование по Фриделю-Крафтсу, вероятно, что X является предшественником бензола, или же сама реакция дегидрирования является частью получения бензола из алифатических соединений. Но если исходить из обратной логики, что бензольное кольцо уже имеется, то X должен быть циклогексадиеном или циклогексеном, которые ароматизуются при нагревании или с катализатором. Однако, наиболее распространенная реакция, ведущая к образованию бензольного кольца из неуказанного X с отщеплением 3H₂, это тримеризация ацетилена, но это не рисуется как X. Если же X уже является производным, то отщепление 3H₂ от X приводит к бензольному кольцу. Стандартный способ получения бензола - дегидрирование циклогексана. Поэтому, если X - циклогексан, то после отщепления 3H₂ образуется бензол.
• Структурная формула Х: Циклогексан (C₆H₁₂).
• 2) Структурная формула Y:
• Реакция бензольного кольца с метилхлоридом (CH₃Cl) в присутствии хлорида алюминия (AlCl₃) является классической реакцией алкилирования по Фриделю-Крафтсу. В этой реакции метильная группа (CH₃) присоединяется к бензольному кольцу, а атом водорода отщепляется.
• Структурная формула Y: Толуол (метилбензол, C₆H₅CH₃).

Ответ:

• 1) Структурная формула Х: Циклогексан (C₆H₁₂).
• 2) Структурная формула Y: Толуол (C₆H₅CH₃).