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
(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 (
) é fortemente desativante, porque retira densidade eletrônica do anel por efeito indutivo (
) e por efeito mesomérico (
). Isso torna o anel menos nucleofílico e reduz a taxa de reação com o eletrófilo (o íon nitronium,
).
Na etapa determinante (ataque do eletrófilo), formam-se complexos intermediários em orto, meta e para. Nos orto e para há ressonâncias que colocam carga positiva no carbono ligado ao
, o que é muito desfavorável pois esse carbono já é pobre em elétrons. No meta o carbocátion nunca fica diretamente adjacente ao
, sendo o complexo
mais estável.
Na etapa determinante (ataque do eletrófilo), formam-se complexos
Passo 3
Como resultado, o produto majoritário é a nitração na posição meta, ou seja,
Existirão quantidades muito menores de
-nitro- e
-nitro-benzonitrila, mas o para e o orto são produtos menores devido à instabilidade dos intermediários
.
Passo 4
Devido à forte desativação pelo
, 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
-nitrobenzonitrila. A reação da benzonitrila ocorre mais lentamente que a do benzeno.