Selecione o composto de cada um dos seguintes pares que reage mais rapidamente com metóxido de sódio em metanol a 50^{\circ} \mathrm{C} :
Clorobenzeno ou o-cloronitrobenzeno

Passo 1

O enunciado pede para comparar a velocidade de reação de dois aromáticos — clorobenzeno e o-cloronitrobenzeno — com metóxido de sódio em metanol a \,50^\circ\mathrm{C}. O conteúdo envolvido é a substituição nucleofílica aromática (mecanismo S_\mathrm{N}Ar), que depende da capacidade do anel de estabilizar o intermediário tipo Meisenheimer.

Passo 2

No mecanismo S_\mathrm{N}Ar há duas etapas principais: 1) ataque nucleofílico ao carbono aromático com saída posterior do grupo –\mathrm{Cl}, formando um intermediário \sigma (complexo de Meisenheimer); 2) eliminação do cloreto para regenerar o anel aromático. A etapa limitante costuma ser a formação desse complexo, cuja estabilidade aumenta se houver grupos atratores de elétrons (ex.: nitro) orto ou para ao halogênio.

Passo 3

O clorobenzeno não tem substituintes atratores fortes, então o ataque do metóxido forma um intermediário \sigma muito instável, tornando a reação muito lenta. Já o o-cloronitrobenzeno possui um grupo \mathrm{NO_2} em posição orto, que retira densidade eletrônica por efeito indutivo e por ressonância, estabilizando fortemente o complexo de Meisenheimer.

Passo 4

Como o intermediário de S_\mathrm{N}Ar em o-cloronitrobenzeno é muito mais estabilizado do que em clorobenzeno, a reação com metóxido de sódio em metanol a \,50^\circ\mathrm{C} ocorre muito mais rapidamente nesse composto.

Resposta

o-cloronitrobenzeno

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