Preveja o(s) produto(s) majoritário(s) da nitração das seguintes substâncias. Quais reagem mais rapidamente e quais reagem mais lentamente que o benzeno?
(b) Benzonitrila

Passo 1

O enunciado pede para prever o(s) produto(s) majoritário(s) da nitração da benzonitrila e comparar a rapidez dessa reação com a do benzeno. O conteúdo é substituição eletrofílica aromática, em que usamos efeitos de ativação/desativação e direcionamento de grupos substituintes no anel.

Passo 2

O grupo ciano ( \ce{CN}) é fortemente desativante, porque retira densidade eletrônica do anel por efeito indutivo ( -I) e por efeito mesomérico ( -M). Isso torna o anel menos nucleofílico e reduz a taxa de reação com o eletrófilo (o íon nitronium, \ce{NO2+}).
Na etapa determinante (ataque do eletrófilo), formam-se complexos \sigma intermediários em orto, meta e para. Nos orto e para há ressonâncias que colocam carga positiva no carbono ligado ao \ce{CN}, o que é muito desfavorável pois esse carbono já é pobre em elétrons. No meta o carbocátion nunca fica diretamente adjacente ao \ce{CN}, sendo o complexo \sigma mais estável.

Passo 3

Como resultado, o produto majoritário é a nitração na posição meta, ou seja,
\text{3-nitrobenzonitrila}
Existirão quantidades muito menores de 2-nitro- e 4-nitro-benzonitrila, mas o para e o orto são produtos menores devido à instabilidade dos intermediários \sigma.

Passo 4

Devido à forte desativação pelo \ce{CN}, a nitração da benzonitrila ocorre mais lentamente do que a nitração do benzeno, que não tem esse efeito desativante.

Resposta

O produto majoritário é a 3-nitrobenzonitrila. A reação da benzonitrila ocorre mais lentamente que a do benzeno.

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