Forneça as estruturas dos compostos monossubstituídos obtidos a partir da reação do benzeno com os seguintes compostos:
Passo 1
O enunciado pede: "Forneça as estruturas dos compostos monossubstituídos obtidos a partir da reação do benzeno com
".
Informações dadas:
Informações dadas:
- Reagentes: benzeno (anel aromático simples) e
(cloreto de acetila), com como catalisador de Lewis.
O que se deve entregar: a(s) estrutura(s) do(s) composto(s) monossubstituído(s) formados nessa reação.
Passo 2
Que tipo de reação ocorre (breve explicação conceitual): a reação é uma acilação de Friedel–Crafts (uma substituição eletrofílica aromática). Vou explicar passo a passo o que acontece, porque assim você consegue repetir a ideia na prova.
Formação do eletrófilo: o catalisador de Lewis
complexa o cloro do cloreto de acila e facilita a saída do íon cloreto. O passo chave é a geração do íon acilio (íon acílio), que é o eletrófilo que atacará o anel:
Explicação didática:
aceita um par de elétrons do cloro, tornando o carbono carbonílico mais eletrofílico e permitindo que
saia. O íon formado
é estabilizado por ressonância. Duas representações-resonância úteis do íon acílio são:
Saber isso é importante: o eletrófilo é relativamente estável (não ocorre rearranjo como em alkilação), e isso explica por que obteremos a cetona acilada.
Passo 3
Ataque ao anel aromático (mecanismo da substituição eletrofílica aromática):
- O anel benzênico funciona como nucleófilo — um dos seus pares π ataca o íon acílio
, formando um complexo σ (complexo de arenio, também chamado de intermediário de Wheland). Esquematicamente:
- Em seguida ocorre desprotonação do carbono que foi atacado; um íon base (por exemplo
ou outra base presente) remove o próton e a aromaticidade do anel é restaurada, formando a cetona aromática acilada:
Explicação detalhada: a primeira etapa quebra temporariamente a aromaticidade do anel tornando o intermediário menos estável; a perda de um próton restaura a aromaticidade — esse restauro é o que “empurra” a reação para a formação do produto estável. O catalisador
é regenerado no final (ele forma
, que ao aceitar H+ devolve
e libera
).
Passo 4
Identificação do produto monossubstituído: o produto da acilação do benzeno com
é a cetona aromática chamada acetofenona (em inglês, acetophenone). A fórmula condensada do produto é
Como representar isso na prova: desenhe o anel benzênico e ligue ao carbono carbonílico
que por sua vez está ligado ao grupo metila
. Em notação condensada:
(sendo
).
Passo 5
Por que obtemos basicamente um produto monossubstituído (pouco policondensação)?
- Antes da primeira substituição todos os seis carbonos do benzeno são equivalentes, então não há mistura de isômeros possivelmente distinguíveis no produto monoacilado (todos resultam no mesmo produto estrutural).
- O grupo acila
é um grupo desativante e direciona a substituição subsequente para a posição meta, além de tornar o anel menos reativo. Na prática, depois que se forma a acetofenona o anel fica muito menos reativo para novas acilações; isso reduz fortemente a formação de produtos poliacilados. Portanto o principal produto isolado é o monossubstituído .
Passo 6
Resumo prático para a prova (como responder rápido):
- Diga que a reação é uma acilação de Friedel–Crafts; o eletrófilo gerado é
. - Escreva o produto simples:
(acetofenona). - Opcionalmente acrescente uma linha sobre regeneração do catalisador:
reage com o próton liberado formando e .
Força aí — essa reação cai muito em prova e, sabendo gerar o íon acílio e mostrar o ataque eletrofílico seguido de desprotonação, você resolve tranquilo.