Identifique o produto orgânico principal de cada uma das seguintes reações. Se dois regioisômeros forem formados em quantidades apreciáveis, mostre os dois. p-Bromotolueno + amideto de sódio \xrightarrow{\text { amônia líquida, }-33^{\circ} \mathrm{C}}
Passo 1
O enunciado dá como reagentes o p-bromotolueno e o amideto de sódio (\mathrm{NaNH_2}) em amônia líquida a -33^\circ\mathrm{C}. O conteúdo aqui é uma substituição nucleofílica aromática via mecanismo de eliminação–adição (benzeno), em que o nucléofilo \mathrm{NH_2^-} gera um intermediário benzeno (benzyne) e depois se adiciona de volta, podendo atacar em dois carbonos do anel.
Passo 2
Primeiro, a base forte \mathrm{NH_2^-} retira um próton de um carbono orto ao bromo, e simultaneamente o bromo sai, formando o intermediário benzeno (benzyne). Como o p-bromotolueno é simétrico em relação ao plano que passa por Br e \mathrm{CH_3}, a desprotonação pode ocorrer em qualquer um dos dois carbonos orto, gerando o mesmo benzeno:
No segundo estágio, o anião \mathrm{NH_2^-} ataca o triplo do benzyne em um dos dois carbonos, e depois capta um próton da amônia, dando dois possíveis produtos:
Ataque em um carbono do benzyne \to substituição no mesmo átomo onde estava o bromo original \to produto 1: \mathbf{4}-toluidina (ou p-toluidina), isto é, 1-amino-4-metilbenzeno.
Ataque no outro carbono do benzyne \to substituição no carbono adjacente ao que saiu o bromo \to produto 2: \mathbf{2}-toluidina (ou o-toluidina), isto é, 2-amino-4-metilbenzeno.
Resposta
2-aminotolueno (o-toluidina) e 4-aminotolueno (p-toluidina) em quantidades comparáveis.