Mostre um caminho sintético eficiente para a preparação de cada um dos compostos abaixo, utilizando-se sais de diazônio e grupos de proteção removíveis quando for necessário. Use como material de partida o benzeno e reagentes inorgânicos e haletos de alquil e acila necessários, evitando a necessidade de separação de isômeros orto e para.
c) 3-bromo-4-fluorotolueno;

Passo 1

Precisamos converter o benzeno em 3-bromo-4-fluorotolueno. A estratégia é usar inicialmente nitração para instalar um grupo –NO₂ (meta-diretor forte), em seguida bromar regioseletivamente em meta, depois transformar –NO₂ em –N₂⁺ e aplicar a reação de Sandmeyer (Balz–Schiemann) para introduzir o flúor, e por fim fazer uma alquilação de Friedel–Crafts para colocar o metil na posição desejada (controlada pelos halogênios já presentes).

Passo 2

Nitração de benzeno para obter nitrobenzeno. O grupo nitro é meta-diretor e bloqueia orto/para.
\mathrm{C_6H_6} \xrightarrow{\mathrm{HNO_3/H_2SO_4\,(0–5\,°C)}} \mathrm{C_6H_5NO_2}

Passo 3

Bromação de nitrobenzeno em presença de FeBr₃: o –NO₂ dirige exclusivamente para meta, formando 3-bromonitrobenzeno sem necessidade de separar isômeros.
\mathrm{C_6H_5NO_2} \xrightarrow{\mathrm{Br_2/FeBr_3}} 3\text{-}\mathrm{BrC_6H_4NO_2}

Passo 4

Redução do nitro a amino e diazotização seguida de fluorinação (Balz–Schiemann). Primeiro:
3\text{-}\mathrm{BrC_6H_4NO_2} \xrightarrow{\mathrm{H_2/Pd\,(ou\,Fe/HCl)}} 3\text{-}\mathrm{BrC_6H_4NH_2}
Depois diazotiza-se com NaNO₂/HCl a 0 °C e, em seguida, adiciona-se HBF₄, isola-se o tetrafluoroborato de diazônio e aquece-se para dar a substituição por F:
3\text{-}\mathrm{BrC_6H_4NH_2} \xrightarrow[\Delta]{\mathrm{NaNO_2/HCl;\\ HBF_4}} 3\text{-}\mathrm{BrC_6H_4F}

Passo 5

Alquilação de Friedel–Crafts de 3-bromofluorobenzeno com cloreto de metila/AlCl₃. Apesar do anel estar levemente desativado, F e Br dirigem orto/para; o carbono em comum (posição 4 em relação a F e orto a Br) é menos congestionado que a posição 2, garantindo seleção quase exclusiva para o metil nessa posição.
3\text{-}\mathrm{BrC_6H_4F} \xrightarrow{\mathrm{CH_3Cl/AlCl_3}} 3\text{-}\mathrm{Br\text{-}4\text{-}F\text{-}C_6H_4CH_3}

Resposta

\mathrm{C_6H_6} \xrightarrow{\mathrm{HNO_3/H_2SO_4}} \mathrm{C_6H_5NO_2}
\mathrm{C_6H_5NO_2} \xrightarrow{\mathrm{Br_2/FeBr_3}} 3\text{-}\mathrm{BrC_6H_4NO_2}
3\text{-}\mathrm{BrC_6H_4NO_2} \xrightarrow{\mathrm{H_2/Pd}} 3\text{-}\mathrm{BrC_6H_4NH_2}
3\text{-}\mathrm{BrC_6H_4NH_2} \xrightarrow[\Delta]{\mathrm{NaNO_2/HCl};\\ \mathrm{HBF_4}} 3\text{-}\mathrm{BrC_6H_4F}
3\text{-}\mathrm{BrC_6H_4F} \xrightarrow{\mathrm{CH_3Cl/AlCl_3}} 3\text{-}\mathrm{Br\text{-}4\text{-}F\text{-}C_6H_4CH_3}

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