Все превращения начинаются с одного вещества X1 — это циклопропан. Подсказка в двух его реакциях: с HBr он даёт один-единственный монобромид (раскрытие цикла), а с Br2 — сразу дибромид с бромами на концах цепи; продукт последней стадии HOOC−CH2−COOH содержит три атома углерода, значит и в X1 их три.
Раскрытие цикла бромоводородом даёт X2 — 1-бромпропан:
CH2(CH2CH2)+HBr→CH3−CH2−CH2−Br
Дальше 1-бромпропан с аммиаком даёт соль по условию:
CH3−CH2−CH2−Br+NH3→CH3−CH2−CH2−NH3Br
С бромом при нагревании цикл раскрывается по концам — X3 это 1,3-дибромпропан:
CH2(CH2CH2)+Br2→tBrCH2−CH2−CH2Br
Водный раствор щёлочи заменяет оба брома на гидроксогруппы, X4 — пропан-1,3-диол:
BrCH2−CH2−CH2Br+2KOH(водн.)→HOCH2−CH2−CH2OH+2KBr
Обе первичные спиртовые группы окисляются перманганатом в кислой среде до карбоксильных:
5HOCH2−CH2−CH2OH+8KMnO4+12H2SO4→t5HOOC−CH2−COOH+8MnSO4+4K2SO4+22H2O
Ответ: X1 — циклопропан, X2 — CH3−CH2−CH2−Br.