Substituio eletroflica aromtica Aromticos no se compostam como

Substituição eletrofílica aromática

Aromáticos não se compostam como alcenos ! Substituição eletrofílica aromática Exemplo: Adição de HX em alcenos: Reação não ocorre com benzeno e aromáticos ! Para bromar o benzeno, deve-se usar junto com o Br 2 um catalisador, no caso Fe. Br 3 ou Al. Br 3 eletrófilo MECANISMO: + + aromático Perde a aromaticidade Volta a ser aromático

Substituição eletrofílica aromática

Por que não ocorre adição do Br 2 ? Substituição eletrofílica aromática Perda da aromaticidade Aromaticidade reestabelecida

Cloração do benzeno: Substituição eletrofílica aromática Iodação do benzeno: 65 %

Substituição eletrofílica aromática A Iodação do benzeno ocorre na formação da Tiroxina, um hormônio da tireóide Tirosina (áminoácido) Tiroxina

Nitração do benzeno (nitração aromática) Substituição eletrofílica aromática nitrobenzeno O primeiro passo é gerar o eletrófilo NO 2+ (íon nitrônio): Após nitrar o anel aromático, o grupo nitro pode ser reduzido ao grupo amino de diversas maneiras:

Sulfonação do benzeno (sulfonação aromática) Substituição eletrofílica aromática Ácido benzenosulfônico O primeiro passo é gerar o eletrófilo SO 3 H+ A Sulfonação do benzeno é usada para preparar a sulfanilamida, um dos primeiros antibióticos a serem usados clinicamente: Sulfanilamida

Alquilação e Acilação do anel aromático: A reação de Friedel-Crafts Substituição eletrofílica aromática Primeiro passo: Gerar o eletrófilo: Apesar de útil, a alquilação de Friedl-Crafts possui inúmeras limitações: 1. Apenas haletos de alquila podem ser usados, o que exclui haletos de vinila ou haleto de arila: Haleto de vinila Formam carbocátions de energia muito alta Haleto de arila 2. Aromáticos que contenham substituintes retiradores de elétrons ou grupos amino não reagem via Friedel-Crafts

Substituição eletrofílica aromática 3. É difícil parar a alquilação, uma vez que o produto monoalquilado se forma, ele segue sendo alquilado: majoritário minoritário

Substituição eletrofílica aromática 4. Quando se usa um haleto de alquila primário, o carbocátion primário gerado sofre rearranjo para um carbocátion mais estável, resultando numa mistura de produtos 65 % 35 % Rearranjo de carbocátion por migração de hidreto Rearranjo de carbocátion por migração de alquil

Acilação Friedel-Crafts Primeiro passo: Geração do eletrófilo: Em seguida o anel aromatico ataca o eletrófilo: Substituição eletrofílica aromática Ao contrário da alquilação, a acilação de Friedel-Crafts não fornece produto de múltiplas substituição, pois o produto monoacilado é menos reativo que o anel aromático inicial.

Substituição eletrofílica aromática Exemplo: A reação entre o benzeno e o 2 -cloro-3 -metilpropano ocorre com rearranjo de carbocátion. Qual é o produto da reação? Solução: Na formação do carbocátion secundário, ocorre rearranjo para carbocátion terciário:

Substituição eletrofílica aromática Exercício 1: Quais dos compostos abaixo você espera que reaja por alquilação de Friedl-Crafts sem sofrer rearranjo? Exercício 2: Identifique nos produtos abaixo qual o cloreto ácido que foi usado para acilar o benzeno via Friedel-Crafts

Efeito dos Substituintes sobre os anéis aromáticos Substituição eletrofílica aromática Velocidade relativa de nitração: 1. Substituntes afetam a Reatividade do anel aromático 2. Substituintes afetam a Orientação no anel aromático

Tabela 1. Orientação da orientação na nitração do benzeno substituído.

Substituição eletrofílica aromática O efeito indutivo na desativação/ativação do anel aromático Grupos desativadores (retiradores de elétrons) por efeito indutivo Grupo Ativador (doador de elétron) por efeito indutivo

Substituição eletrofílica aromática O efeito mesomérico (ressonante) na desativação/ativação do anel aromático Grupos desativadores (retiradores de elétrons) por efeito ressonante

Substituição eletrofílica aromática Grupos ativadores (doadores de elétrons) por efeito ressonante Exemplo: Prevendo o produto de substituição eletrofílica aromática: Qual é o produto da reação abaixo?

Uma explicação para o efeito do substituinte Y é retirador de elétrons, desestabilizando o carbocátion formado, e deixando o anel aromático menos reativo Substituição eletrofílica aromática Y é doador de elétrons, estabilizando o carbocátion formado, e deixando o anel aromático mais reativo

Substituição eletrofílica aromática Mapa de potencial eletrostático:

Substituição eletrofílica aromática Exemplo: quem você espera que seja mais reativo frente à uma substituição eletrofílica aromática, tolueno ou trifluormetilbenzeno ? trifluormetilbenzeno tolueno Exercício: Coloque em ordem de reatividade os seguintes compostos frente à substituição eletrofílica aromática: a) b) c)

Ativadores orto e para dirigentes: Grupos alquil Substituição eletrofílica aromática

Ativadores orto e para dirigentes: OH e NH 2 Substituição eletrofílica aromática Exemplo: Por que a acetanilida é menos reativa frente à substituição eletofílica aromática em comparação à anilina?

Desativadores orto e para dirigentes: Halogênios Substituição eletrofílica aromática

Desativadores meta dirigentes Substituição eletrofílica aromática

Substituição eletrofílica aromática Resumo: Tabela 2. Efeito do substituinte na substituição eletrofílica aromática Substituinte Reatividade Orientação Efeito indutivo Efeito ressonante -CH 3 Ativador Orto, para Doador fraco - -OH, -NH 2, -OR Ativador Orto, para Retirador fraco Doador forte -F, -Cl, -Br, -I Desativador Orto, para Retirador forte Doador fraco -NO 2, -CN, -CHO, -CO 2 R, -CO 2 H Desativador Meta Retirador forte

Benzenos trisubstituídos: Adição de efeitos Substituição eletrofílica aromática

Substituição eletrofílica aromática Exemplo: Que produto você espera ao bromar o ácido p-metilbenzóico?

Substituição eletrofílica aromática Exercício: Em que posição você espera que ocorra substituição eletrofílica aromática nas seguintes moléculas ? Substituinte Reatividade Orientação Efeito indutivo Efeito ressonante -CH 3 Ativador Orto, para Doador fraco - -OH, -NH 2, -OR Ativador Orto, para Retirador fraco Doador forte -F, -Cl, -Br, -I Desativador Orto, para Retirador forte Doador fraco -NO 2, -CN, -CHO, -CO 2 R, -CO 2 H Desativador Meta Retirador forte

Sintetizando um benzeno trisubstituído: Estratégia Substituição eletrofílica aromática Molécula desejada: Dica: Olhar a reação ao contrário (Retrosíntese) Vai resultar em mistura de isômeros Anel muito desativado Vai resultar apenas no produto alvo

Sintetizando um benzeno trisubstituído: Estratégia Dessa forma: Substituição eletrofílica aromática