Mostre como podemos sintetizar os seguintes compostos a partir do benzeno.
(c) 3,5-dinitroclorobenzeno

Passo 1

O enunciado pede a síntese de 3,5-dinitroclorobenzeno a partir do benzeno. O conteúdo principal é substituição eletrofílica aromática (SEA), usando cloração e nitratação em sequência, aproveitando o poder diretivo de cada grupo introduzido para obter seletivamente os isômeros desejados.

Passo 2

Primeiro, convertemos o benzeno em clorobenzeno por cloração eletrofílica. Empregamos \text{Cl}_2 com catalisador \text{FeCl}_3:
\text{C}_6\text{H}_6 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{FeCl}_3} \text{C}_6\text{H}_5\text{Cl} + \text{HCl}
Aqui o grupo \text{Cl} é um desativante moderado, mas orienta novos eletrófilos para as posições orto e para.

Passo 3

Em seguida, nitramos o clorobenzeno usando mistura de \text{HNO}_3/ \text{H}_2\text{SO}_4. Como \text{Cl} dirige para orto e para, e controlamos a temperatura para minimizar reações secundárias, obtém-se principalmente o p-nitrochlorobenzeno:
\text{C}_6\text{H}_5\text{Cl} + \text{HNO}_3 \xrightarrow{\text{H}_2\text{SO}_4} \text{p-}\text{O}_2\text{N–C}_6\text{H}_4\text{–Cl} + \text{H}_2\text{O}

Passo 4

Por fim, nitramos o p-nitrochlorobenzeno novamente com \text{HNO}_3/ \text{H}_2\text{SO}_4. Agora o grupo \text{NO}_2 é fortemente desativante e metadirigente; assim, o segundo nitro se instala nos dois carbonos meta ao nitro original, que correspondem às posições 3 e 5 em relação ao cloro. O produto principal é o 3,5-dinitroclorobenzeno:
\text{p-}\text{O}_2\text{N–C}_6\text{H}_4\text{–Cl} + \text{HNO}_3 \xrightarrow{\text{H}_2\text{SO}_4} 3,5\text{-}\text{(NO}_2)_2\text{C}_6\text{H}_3\text{Cl} + \text{H}_2\text{O}

Resposta

A sequência de reação é:
(a) \text{C}_6\text{H}_6 \xrightarrow{\text{Cl}_2/\text{FeCl}_3} \text{C}_6\text{H}_5\text{Cl}
(b) \text{C}_6\text{H}_5\text{Cl} \xrightarrow{\text{HNO}_3/\text{H}_2\text{SO}_4} \text{p-}\text{O}_2\text{N–C}_6\text{H}_4\text{–Cl}
(c) \text{p-}\text{O}_2\text{N–C}_6\text{H}_4\text{–Cl} \xrightarrow{\text{HNO}_3/\text{H}_2\text{SO}_4} 3,5\text{-}\text{dinitroclorobenzeno}

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