Indique os produtos majoritários das seguintes reações:
monossulfonação do tolueno;
monossulfonação do tolueno;
Passo 1
Beleza, vamos recapitular: a questão pede para indicar o produto majoritário da monossulfonação do tolueno.
Isso cai em “Eletrofílica Aromática de Sulfonação” – uma reação onde o anel aromático é atacado por um eletrófilo (no caso, o SO₃ gerado em meio ácido).
Pra resolver, você precisa saber:
Isso cai em “Eletrofílica Aromática de Sulfonação” – uma reação onde o anel aromático é atacado por um eletrófilo (no caso, o SO₃ gerado em meio ácido).
Pra resolver, você precisa saber:
- Como se forma o eletrófilo em sulfonação (SO₃ ou HSO₃⁺)
- Mecanismo geral de substituição eletrofílica em aromáticos
- Efeito de direcionamento do grupo metil (CH₃) no tolueno
Passo 2
Primeiro, a gente gera o eletrófilo sulfonante. Em meio de ácido sulfúrico concentrado ou “óleo de vitriol” temos:
E o HSO₃⁺ (ou o SO₃) é quem vai atacar o anel.
Passo 3
Agora, o tolueno (C₆H₅–CH₃) sofre ataque eletrofílico: o anel liga-se ao HSO₃⁺, formando o complexo σ (íon arenônio). Depois, ocorre desprotonação e restaura a aromáticos, dando o produto sulfonado.
Mecanismo simplificado:
- Ataque do anel no HSO₃⁺ → íon arenônio
- Saída de H⁺ → volta do sistema aromático
Passo 4
O ponto crucial é onde no anel o eletrófilo ataca. O grupo metil (–CH₃) é ativador e orto/para-direcionador, porque estabiliza o carbocátion intercalar por efeito indutivo do doador de elétrons e por hiperconjugação. Então os ataques mais fáceis ocorrem nos carbonos orto (posições 2 e 6) e para (posição 4).
Passo 5
Entre orto e para, o produto para costuma predominar por dois motivos principais:
- Menor impedimento estérico: o –SO₃H é grande, fica mais confortável na posição 4 do que grudado no CH₃.
- Fatores estatísticos e termodinâmicos: a formação do íon arenônio para é bem estabilizada.
Logo, o produto majoritário é o p-tolueno-sulfonato, também chamado ácido p-toluenossulfônico.
Resposta
O produto majoritário é o ácido p-toluenossulfônico, cuja fórmula é: