13- Explique, com mecanismos, como podemos obter a partir do benzeno, o composto denominado 1, 3, 5 tribromo benzeno.

Passo 1

Resumindo: queremos transformar o benzeno em 1,3,5-tribromobenzeno. O caminho clássico envolve quatro etapas principais de química orgânica de nível superior:
  1. trinitração via substituição eletrofílica aromática,
  2. redução dos grupos nitro a amina,
  3. diazotização das aminas,
  4. substituição dos diazônios por bromo (reação de Sandmeyer).

Passo 2

Primeiro fazemos a trinitração do benzeno para obter 1,3,5-trinitrobenzeno. Em meio de \mathrm{H_2SO_4} concentrada, o ácido nítrico é protonado e gera o cátion nitronium: \mathrm{HNO_3 + H_2SO_4 \to NO_2^+ + HSO_4^- + H_2O}.
Em seguida o anel aromático ataca \mathrm{NO_2^+}, formando um complexo sigma, e depois ocorre desprotonação para regenerar o anel. Na primeira nitratação obtemos nitrobenzeno, que é meta-diretor, fazendo com que as duas nitratações seguintes ocorram nos carbonos 3 e 5, fornecendo 1,3,5-trinitrobenzeno com alto rendimento.

Passo 3

Agora reduzimos os três grupos nitro a aminas, usando, por exemplo, estanho em ácido clorídrico quente \mathrm{Sn/HCl} ou catalisador \mathrm{H_2/Pd}. O mecanismo de redução dos –NO _2 passa por etapas de hidratação e remoção de oxigênios até formar -NH_2. O produto desta etapa é 1,3,5-triaminobenzeno.

Passo 4

Em seguida convertemos as aminas em grupos diazônio: tratamos a triamina com nitrito de sódio em meio ácido frio 0–5^\circ\mathrm C: \mathrm{NH_2 + HNO_2 + H^+ \to N_2^+ + 2 H_2O}.
Cada -NH_2 gera um cátion diazônio \mathrm{–N_2^+}. Esse é o reativo chave para a etapa seguinte.

Passo 5

Por fim fazemos a reação de Sandmeyer: aquecemos a tri-diazônio com brometo de cobre(I) \mathrm{CuBr}. O complexo diazônio–Cu gera radicais que se recombinam com bromo, substituindo cada \mathrm{–N_2^+} por \mathrm{–Br}. O produto final é o 1,3,5-tribromobenzeno.

Resposta

Sequência de reagentes e condições:
(a) HNO_3/H_2SO_4 em excesso \to 1,3,5-trinitrobenzeno
(b) \mathrm{Sn/HCl} ou \mathrm{H_2/Pd} \to 1,3,5-triaminobenzeno
(c) \mathrm{NaNO_2/HCl}, 0–5^\circ\mathrm C \to 1,3,5-trisdiazônios
(d) \mathrm{CuBr}, aquecimento \to 1,3,5-tribromobenzeno.

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