Considerando os passos abaixo, qual das sequências pode ser considerada correta sobre uma SEAr?
(1) Formação do intermediário com carbono sp3
(2) Retirada do H+ para recuperar a aromaticidade
(3) Ataque do anel aromático
(4) Formação do eletrófilo
\bigcirc 1234
\bigcirc 4321
\bigcirc 2143
\bigcirc 4312
\bigcirc 2314

Passo 1

O enunciado pede: identificar qual das sequências listadas corresponde à ordem correta dos eventos em uma SEAr (substituição eletrofílica aromática). As quatro etapas dadas são:
(1)\\ \text{Formação do intermediário com carbono }sp^3çãá
(2)\\ \text{Retirada do }H^+\text{ para recuperar a aromaticidade}
(3)\\ \text{Ataque do anel aromático}á
(4)\\ \text{Formação do eletrófilo}çãó
As alternativas oferecidas são as sequências: \,1234,\;4321,\;2143,\;4312,\;2314. Nosso objetivo é decidir qual sequência (ordem dos números) está correta para o mecanismo de SEAr.

Passo 2

Conceito básico (passo importante antes de montar a ordem): numa SEAr há três momentos fundamentais, em linguagem simples:
  • primeiro aparece o eletrófilo (algo que vai receber elétrons);
  • depois o anel, com seus elétrons π, ataca esse eletrófilo, formando um complexo σ (Wheland), no qual um carbono do anel fica com hibridização sp^3 e a aromaticidade é temporariamente perdida;
  • por fim, um agente básico remove um próton H^+ daquele carbono, os elétrons voltam a formar a ligação π e a aromaticidade é restaurada.
    Perceba que essas três frases já sugerem uma ordem: formação do eletrófilo → ataque → intermediário sp^3 → retirada de H^+.

Passo 3

Explicando cada etapa dada no enunciado com detalhes didáticos:
  • (4) Formação do eletrófilo: muitas reações eletrofílicas exigem que o reagente gerador do eletrófilo seja ativado (por exemplo, pela presença de um ácido). Exemplo clássico: na nitração do benzeno, o eletrófilo é o íon nitronium \mathrm{NO_2^+}. Uma forma simplificada da geração é
\mathrm{HNO_3 + H_2SO_4 \longrightarrow NO_2^+ + HSO_4^- + H_2O.}
Sem esse eletrófilo fortemente eletrofílico disponível, o anel não consegue iniciar a substituição.
  • (3) Ataque do anel aromático: o anel benzênico atua como nucleófilo através do seu sistema π. Um par de elétrons π ataca o eletrófilo, formando uma nova ligação entre o carbono do anel e o eletrófilo. Esse ato é o passo de ligação que gera o complexo σ.
  • (1) Formação do intermediário com carbono sp^3: o resultado do ataque é o chamado intermediário de Wheland (ou íon arenio), em que o carbono que fez a nova ligação passa de sp^2 para sp^3. A consequência é a perda local da aromaticidade, mas o intermediário é estabilizado por ressonância em outras posições do anel.
  • (2) Retirada do H^+ para recuperar a aromaticidade: finalmente, uma base (pode ser o contra-íon do ácido ou outra base presente) remove o próton ligado ao carbono sp^3. Quando esse H é removido, os elétrons da ligação C–H retornam para formar a ligação π, reestabelecendo o sistema aromático. Esse passo é o que “fecha” a substituição, regenerando a aromaticidade tão valiosa.

Passo 4

Organizando a ordem com base nas explicações: primeiro precisamos do eletrófilo livre para que o anel possa atacá-lo → (4) vem antes de (3). O ataque (3) leva diretamente à formação do intermediário (1) (são consequência e descrição do mesmo evento em sequência). E por fim, para restabelecer aromaticidade vem a retirada do próton (2). Portanto a ordem correta é
(4)\\ \to\\ (3)\\ \to\\ (1)\\ \to\\ (2).

Passo 5

Verificação rápida das alternativas: a sequência que representa (4)\to(3)\to(1)\to(2) é a sequência numérica \,4312. As outras alternativas colocam, por exemplo, a desprotonação antes do ataque ou o intermediário aparecendo antes do ataque — coisas que não fazem sentido mecanisticamente porque não há como perder o próton e recuperar aromaticidade antes de formar o intermediário, nem há como formar o intermediário sem que primeiro o anel tenha atacado o eletrófilo.

Resposta

4312

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