Escreva a estrutura do produto principal obtido pela sulfonação de cada um dos seguintes compostos. Justifique os produtos formados em (a) e (b) e faça o mecanismo da letra (a).
orto-bromo Metoxibenzeno
orto-bromo Metoxibenzeno
Passo 1
O enunciado pede que a gente escreva o produto principal da sulfonação de orto-bromo-metoxibenzeno (ou seja, 2-bromoanisole) e, no caso (a), faça o mecanismo. A matéria aqui é Substituição Eletrofílica Aromática (EAS), mais especificamente a sulfonação. Para resolver a gente vai precisar de:
• Gerar o eletrófilo em meio de ácido sulfúrico (HSO₃⁺ ou SO₃)
• Entender o efeito direcionante dos substituintes –OCH₃ e –Br
• Desenhar o mecanismo clássico de EAS (ataque → complexo σ → rearomatização)
• Gerar o eletrófilo em meio de ácido sulfúrico (HSO₃⁺ ou SO₃)
• Entender o efeito direcionante dos substituintes –OCH₃ e –Br
• Desenhar o mecanismo clássico de EAS (ataque → complexo σ → rearomatização)
Passo 2
Teoria de EAS e direcionamento:
- Sulfonação é uma EAS em que o eletrófilo é o íon sulfônio HSO₃⁺ (ou SO₃) gerado em H₂SO₄ concentrado.
- Grupo –OCH₃ é um forte ativador e dirige preferencialmente para orto e para porque doa elétrons por ressonância.
- Grupo –Br é um desativador fraco (capta elétrons por indução), mas também dirige orto e para devido ao par lone-pair que pode participar de ressonância.
- No nosso anel, as posições orto ao –OCH₃ são 2 (ocupada pelo Br) e 6; a para é 4. Como a 2 está bloqueada e 6 fica muito apertada ao lado do Br, o ataque ocorre na posição 4.
Passo 3
Escolha do produto principal:
• O anel ataca HSO₃⁺ na posição 4 (para ao –OCH₃).
• Formamos o complexo σ, depois perdemos um próton para restaurar a aromaticidade.
Resultado: anel com –OCH₃ em C1, –Br em C2 e –SO₃H em C4.
• O anel ataca HSO₃⁺ na posição 4 (para ao –OCH₃).
• Formamos o complexo σ, depois perdemos um próton para restaurar a aromaticidade.
Resultado: anel com –OCH₃ em C1, –Br em C2 e –SO₃H em C4.
Passo 4
Mecanismo da letra (a):
-
Geração do eletrófilo
-
Ataque ao anel (posição 4)
• O par π entre C4–C5 ataca HSO₃⁺, formando o complexo σ (íon de Wheland) com carga positiva distribuída no anel. -
Rearomatização
• O íon HSO₄⁻ (ou H₂O) retira o H⁺ que está no carbono 4, restaurando o anel aromático e dando o produto sulfonado.
Resposta
O produto principal da sulfonação do orto-bromo-metoxibenzeno é o composto em que o grupo –SO₃H fica na posição 4 (para ao –OCH₃). Em nome:
2-bromo-4-metoxibenzenosulfonato (ou, mais formalmente, 2-bromo-4-metoxibenzenosulfonic acid).
Em fórmula estrutural (posições numeradas em relação ao –OCH₃):
OCH₃
|
Br–Φ–SO₃H
|
H
onde Φ é o anel benzênico, com OCH₃ em 1, Br em 2 e SO₃H em 4.