Proponha uma síntese para cada um dos seguintes compostos a partir do benzeno:
Butilbenzeno

Passo 1

O enunciado pede: a partir do benzeno, proponha uma síntese para o composto “butilbenzeno”.
Informações dadas (explicitamente): ponto de partida = benzeno. Objetivo = butilbenzeno (assumirei o isômero linear n‑butilbenzeno, ou seja, o anel fenil ligado a uma cadeia linear de quatro carbonos). Não há mais restrições.

Passo 2

Escolha do método (explicação curta e honesta): podemos tentar uma alquilação direta de Friedel–Crafts usando um haleto de butila ( \mathrm{CH_3CH_2CH_2CH_2Cl}) e \mathrm{AlCl_3}, mas isso costuma dar problemas importantes na prova e na prática: carbocátions podem se rearranjar e ocorre policondensação (multialquilação). Uma estratégia mais confiável é usar primeiro uma acilação de Friedel–Crafts (que gera um íon acílio estável, sem rearranjo), seguida de redução do grupo carbonila para obter o alcano. Vou seguir essa rota porque é mais controlada e é a abordagem usual em provas e laboratório para obter alcilações lineares sem rearranjo.

Passo 3

Passo 1 da síntese — Friedel–Crafts acilação para introduzir o fragmento de quatro carbonos como grupo acila:
Reagentes e transformação:
\text{benzeno }(\mathrm{C_6H_6}) + \text{butanoyl chloride }(\mathrm{CH_3CH_2CH_2COCl}) \xrightarrow{\mathrm{AlCl_3}} \text{fenilbutanona (butirophenona) }(\mathrm{C_6H_5COCH_2CH_2CH_3})
Explicação didática do que acontece (passo a passo conceitual):
  • O \mathrm{AlCl_3} atua como um ácido de Lewis: coordena ao oxigênio ou ao cloro do cloreto de acila e facilita a formação do íon acílio.
  • Forma-se o íon acílio (espécie \mathrm{RCO^+}), que é ressonante e relativamente estável; por isso NÃO sofre rearranjos (diferente de um carbocátion simples).
  • Esse íon acílio é o eletrófilo que realiza uma substituição eletrofílica aromática no benzeno, gerando a cetona aromática \mathrm{C_6H_5COCH_2CH_2CH_3}.
    Por que esse passo é bom para a prova: a acilação evita rearranjos e limita policondensação porque o produto (a cetona aromática) é menos ativante que o benzeno, então não alquila novamente com facilidade.

Passo 4

Breve observação prática sobre controle de reação:
  • Use excesso de benzeno como solvente/reagente se quiser limitar policondensação (benzeno em excesso reduz a probabilidade de outro anel aromático ser acilado).
  • Trabalhe a temperaturas controladas e faça hidrólise do complexo com cuidado no trabalho (workup) para recuperar a cetona.

Passo 5

Passo 2 da síntese — redução da função carbonila ( \mathrm{C=O}) até metileno ( \mathrm{CH_2}) para converter a cetona aromática em butilbenzeno:
Transformação proposta:
\mathrm{C_6H_5COCH_2CH_2CH_3} \xrightarrow{\text{Clemmensen }(\mathrm{Zn(Hg)/HCl})} \mathrm{C_6H_5CH_2CH_2CH_2CH_3}
ou alternativamente
\mathrm{C_6H_5COCH_2CH_2CH_3} \xrightarrow{\text{Wolff–Kishner }(\mathrm{NH_2NH_2},\\ \mathrm{KOH},\\ \Delta)} \mathrm{C_6H_5CH_2CH_2CH_2CH_3}
Explicação didática das opções:
  • Clemmensen ( \mathrm{Zn(Hg)/HCl}) é uma redução em meio ácido que substitui a carbonila por dois H (reduzindo \mathrm{C=O} a \mathrm{CH_2}). É rápida e eficiente quando o substrato tolera meio ácido. Mecanismo simplificado: a união do metal reduz a carbonila por etapas levando à eliminação do oxigênio como água.
  • Wolff–Kishner ( \mathrm{NH_2NH_2} em meio fortemente básico e aquecimento) também remove a carbonila e gera o mesmo alcano. É recomendado quando o composto é sensível a ácidos (pois Wolff–Kishner é fortemente básico e anidro).
  • Ambas as rotações convertem a cetona aromática (butirofenona) em n‑butilbenzeno sem quebrar o anel aromático.

Passo 6

Mecanismo conceitual e dicas para a prova (como justificar na resposta):
  • Justifique a escolha: “usei acilação de Friedel–Crafts para evitar rearranjos típicos de alquilações diretas e então reduzi a cetona para o alcano.” Isso é uma resposta clássica e bem aceita em provas porque demonstra conhecimento de problemas práticos (rearranjo e policondensação) e do uso de estratégias que os contornam.
  • Se a prova pedir reagentes: cite \mathrm{CH_3CH_2CH_2COCl} e \mathrm{AlCl_3} para a acilação; cite \mathrm{Zn(Hg)/HCl} (Clemmensen) ou \mathrm{NH_2NH_2}/\mathrm{KOH} (Wolff–Kishner) para a redução.
  • Se quiser mostrar a equação global simplificada:
\mathrm{C_6H_6} \xrightarrow{\mathrm{CH_3CH_2CH_2COCl,\\ AlCl_3}} \mathrm{C_6H_5COCH_2CH_2CH_3} \xrightarrow{\mathrm{Zn(Hg)/HCl \\ \text{ou}\\ NH_2NH_2/KOH}} \mathrm{C_6H_5CH_2CH_2CH_2CH_3}

Passo 7

Comentário final, encorajador e prático:
  • Na prova, escreva curto e claro: mostre os reagentes em cada etapa, explique por que usa acilação (evita rearranjo) e qual redução escolhe (Clemmensen ou Wolff–Kishner) e pronto — é a resposta que os examinadores esperam. Você consegue — só lembrar esses dois passos e justificar rapidamente a escolha.

Resposta

\mathrm{C_6H_6} \xrightarrow{\mathrm{CH_3CH_2CH_2COCl,\\ AlCl_3}} \mathrm{C_6H_5COCH_2CH_2CH_3} \xrightarrow{\mathrm{Zn(Hg)/HCl\\ \text{ou}\\ NH_2NH_2/KOH}} \mathrm{C_6H_5CH_2CH_2CH_2CH_3}

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