Começando com o benzeno, esboce uma síntese para cada um dos seguintes compostos:
ácido
-bromobenzóico
ácido
Passo 1
Então, o enunciado pede: “Começando com benzeno, esboce uma síntese para ácido p-bromobenzóico.”
Estamos vendo Reações de Substituição Eletrofílica Aromática (SEAr), Friedel-Crafts e oxidação de cadeia alifática. Vamos precisar de:
Estamos vendo Reações de Substituição Eletrofílica Aromática (SEAr), Friedel-Crafts e oxidação de cadeia alifática. Vamos precisar de:
- Friedel-Crafts para por um grupo metil (–CH₃) no anel;
- Bromação do tolueno para introduzir Br preferencialmente na posição para;
- Oxidação do benzylic‐CH₃ a –COOH com permanganato.
Passo 2
Primeiro, a gente faz uma Friedel-Crafts de metilação para virar tolueno.
Reagente: CH₃Cl + AlCl₃ (catalisador).
Mecanismo resumido:
Reagente: CH₃Cl + AlCl₃ (catalisador).
Mecanismo resumido:
- AlCl₃ abstrai Cl de CH₃Cl → gera CH₃⁺ (carbocátion).
- O anel do benzeno, que é rico em elétrons, ataca CH₃⁺ → forma o intermediário sigma.
- Perde H⁺ e reforma a aromaticidade → tolueno.
Equação:
C₆H₆ + CH₃Cl →(AlCl₃)→ C₆H₅CH₃ + HCl
C₆H₆ + CH₃Cl →(AlCl₃)→ C₆H₅CH₃ + HCl
Passo 3
Agora, bromamos o tolueno. O radical ou eletrofilo é Br⁺, gerado de Br₂/FeBr₃.
Como o –CH₃ é ativante e orto/para-diretor, a gente vai obter principalmente o‐ e p‐bromotoluenos, com o para em maior quantidade.
Reagente: Br₂ + FeBr₃ → Br⁺ + FeBr₄⁻
Ataque do anel → intermediário sigma → perde H⁺ → p-bromotolueno (maior fração).
Como o –CH₃ é ativante e orto/para-diretor, a gente vai obter principalmente o‐ e p‐bromotoluenos, com o para em maior quantidade.
Reagente: Br₂ + FeBr₃ → Br⁺ + FeBr₄⁻
Ataque do anel → intermediário sigma → perde H⁺ → p-bromotolueno (maior fração).
Esquema simplificado:
C₆H₅CH₃ + Br₂ →(FeBr₃)→ p-Br–C₆H₄–CH₃ + HBr
C₆H₅CH₃ + Br₂ →(FeBr₃)→ p-Br–C₆H₄–CH₃ + HBr
Passo 4
Por fim, a oxidação do grupo metil ligado ao anel: benzylic oxidation.
Reagente: KMnO₄ em meio aquoso alcalino, depois acidificação.
O KMnO₄ oxida completamente o –CH₃ unido ao anel em –COOH, independente de ser orto, meta ou para.
Aplicando ao nosso p-bromotolueno gera direto o ácido p-bromobenzóico:
Reagente: KMnO₄ em meio aquoso alcalino, depois acidificação.
O KMnO₄ oxida completamente o –CH₃ unido ao anel em –COOH, independente de ser orto, meta ou para.
Aplicando ao nosso p-bromotolueno gera direto o ácido p-bromobenzóico:
p-Br–C₆H₄–CH₃ + [O] (KMnO₄) → p-Br–C₆H₄–COOH
Resposta
Rota completa (3 etapas):
- Friedel-Crafts: C₆H₆ → C₆H₅CH₃
- Bromação: C₆H₅CH₃ → p-Br–C₆H₄–CH₃
- Oxidação: p-Br–C₆H₄–CH₃ → p-Br–C₆H₄–COOH
Produto final: ácido p-bromobenzóico.