Escreva os mecanismos das reações de substituição eletrofílica aromática abaixo listadas e diga quem é o eletrófilo em cada reação.
Benzeno
conc.
ácido benzenosulfônico
Benzeno
Passo 1
O enunciado pede o mecanismo de sulfonação do benzeno, que é uma reação de substituição eletrofílica aromática. Aqui vamos mostrar: (
) como se gera o eletrófilo a partir de ácido sulfúrico concentrado; (
) ataque do anel ao eletrófilo e formação do complexo de Wheland; (
) rearomatização por desprotonação, gerando ácido benzenossulfônico.
Passo 2
Geração do eletrófilo. Em meio de ácido sulfúrico concentrado ocorre o seguinte equilíbrio:
Em seguida, o trióxido de enxofre é protonado por outra molécula de
:
Assim o verdadeiro eletrófilo que atacará o anel aromático é o íon
.
Passo 3
Ataque do anel aromático ao eletrófilo. Dois elétrons do sistema
do benzeno atacam o enxofre de
, formando o intermediário de Wheland (complexo
), em que apenas cinco carbonos permanecem aromáticos:
Nesse passo perde-se momentaneamente a aromaticidade em um carbono, dando um carbocátion estabilizado por ressonância.
Passo 4
Rearomatização por desprotonação. O ânion
retira o próton ligado ao carbono do complexo
, restaurando o caráter aromático e liberando ácido sulfúrico:
O produto final é o ácido benzenossulfônico,
.
Resposta
O eletrófilo nesta reação é o íon
(derivado de
).