Dê o produto da reação do benzeno em excesso com cada um dos reagentes a seguir:
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra gente ver o que acontece quando misturamos excesso de benzeno com cinco sistemas diferentes:
- Br₂ + FeBr₃
- HNO₃ + H₂SO₄
- CH₃COCl + AlCl₃
- CH₃CH₂COCl + AlCl₃
- CH₃CH₂CH₂Cl + AlCl₃
Conteúdo: Reações de substituição eletrofílica aromática (SEAr). Vamos precisar entender como cada reagente gera um eletrófilo (espécie carente de elétrons) que “ataca” o anel do benzeno.
Passo 2
Reação 1 – Bromação do benzeno
- O FeBr₃ é um ácido de Lewis, ele “puxa” um par de elétrons do Br₂ formando o complexo Br–FeBr₃ e liberando o eletrófilo Br⁺.
- Esse Br⁺ ataca o anel aromático, formando um complexo sigma intercalar (carbocátion ativado).
- Depois, o Br–FeBr₃ retira um próton (H⁺) desse complexo, restaurando a aromaticidade e liberando bromobenzene.
Teoria: em SEAr, a etapa limitante é a geração do eletrófilo e o ataque ao anel; o segundo passo restaura o anel aromático.
Passo 3
Reação 2 – Nitração do benzeno
- O H₂SO₄ protona o HNO₃, formando o íon nitronium NO₂⁺ (eletrófilo) e HSO₄⁻.
H₂SO₄ + HNO₃ → HSO₄⁻ + H₂NO₃⁺ → HSO₄⁻ + NO₂⁺ + H₂O - O NO₂⁺ ataca o anel, criando um carbocátion intercalar.
- Um íon HSO₄⁻ remove H⁺ desse intercalar, regenerando o anel e dando nitrobenzene.
Teoria: a nitração também é SEAr, só que o eletrófilo vem de HNO₃/H₂SO₄.
Passo 4
Reação 3 – Acilação de Friedel–Crafts com CH₃COCl
- O AlCl₃ coordena no Cl de CH₃COCl, gerando o acílio
e AlCl₄⁻. - O íon
ataca o benzeno, formando um carbocátion acilado. - O AlCl₄⁻ retira um H⁺ desse intercalar, restaurando o anel e formando acetofenona (
).
Teoria: em acilação, não rolam rearranjos porque o grupo acila já é estável e ainda ajuda a recuperar a aromaticidade.
Passo 5
Reação 4 – Acilação com CH₃CH₂COCl
Mesma lógica do Passo 4, só que o acílio agora é .
No final, você forma a propiofenona, que é .
Mesma lógica do Passo 4, só que o acílio agora é
No final, você forma a propiofenona, que é
Passo 6
Reação 5 – Alquilação de Friedel–Crafts com CH₃CH₂CH₂Cl
- O AlCl₃ gera o cátion n-propil (
). - Esse cátion ataca o anel, formando um carbocátion intercalar.
- O AlCl₄⁻ remove H⁺ e você recupera o anel, gerando o n-propilbenzeno (
).
Teoria: em alquilação pode acontecer rearranjo do carbocátion, mas no caso do n-propil é razoavelmente estável e normalmente não rearranja muito.
Resposta
- Bromobenzene:
- Nitrobenzene:
- Acetofenona:
- Propiofenona:
- n-Propilbenzeno: