Proponha a síntese dos seguintes compostos a partir do benzeno:
2,4-Dimetilanilina

Passo 1

O objetivo é partir de benzeno e chegar à 2,4-dimetilanilina. O conteúdo envolvido é substituição eletrofílica em aromáticos, proteção de amina e reação de Friedel–Crafts. Para isso, precisaremos:
  1. Fazer uma nitratação seletiva do benzeno para obter nitrobenzeno.
  2. Reduzir a nitro a amina, gerando anilina.
  3. Proteger a amina por acetilação, formando acetanilida, que direciona substituintes aos orto e para.
  4. Realizar duas metilações de Friedel–Crafts na acetanilida para introduzir os grupos metil em 2- e 4-.
  5. Desproteger a amina para regenerar a anilina com os dois grupos metil.

Passo 2

Nitratação do benzeno: em meio ácido misto com \mathrm{HNO_{3}} e \mathrm{H_{2}SO_{4}}, gera-se nitrobenzeno por substituição eletrofílica.
Benzeno + \mathrm{HNO_{3}/H_{2}SO_{4}} → nitrobenzeno.

Passo 3

Redução do nitrobenzeno a anilina: usar \mathrm{Fe/HCl} ou \mathrm{H_{2}}/ \mathrm{Pd} para obter anilina.
Nitrobenzeno + reagente redutor → anilina.

Passo 4

Proteção da amina: acetilar a anilina com anidrido acético ou cloreto de acetila, formando acetanilida. Isso torna o grupo \text{–NHCOCH}_{3} moderadamente ativante e direciona orto/para.
Anilina + \mathrm{(CH_{3}CO)_{2}O} → acetanilida.

Passo 5

Metilação de Friedel–Crafts na acetanilida: reagir com excesso de cloreto de metila e \mathrm{AlCl_{3}}. A acetanilida dirige a metilação preferencialmente nas posições 2 e 4, formando 2,4-dimetilacetanilida.
Acetanilida +2 \mathrm{CH_{3}Cl}/ \mathrm{AlCl_{3}} \to 2,4-dimetilacetanilida.

Passo 6

Desproteção: hidrolisar a 2,4-dimetilacetanilida em meio ácido ou básico para remover o grupo acetila e regenerar a amina, obtendo 2,4-dimetilanilina.
2,4-Dimetilacetanilida + \mathrm{H_{3}O^{+}} (ou \mathrm{OH^{-}}) \to 2,4-dimetilanilina.

Resposta

  1. Benzeno → \mathrm{HNO_{3}/H_{2}SO_{4}}→ nitrobenzeno
  2. Nitrobenzeno → \mathrm{Fe/HCl}→ anilina
  3. Anilina → \mathrm{(CH_{3}CO)_{2}O}→ acetanilida
  4. Acetanilida →( excess \mathrm{CH_{3}Cl}/\mathrm{AlCl_{3}} ) \to 2,4-dimetilacetanilida
  5. 2,4-Dimetilacetanilida → \mathrm{H_{3}O^{+}} \to 2,4-dimetilanilina

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