Propriedades Químicas dos HC aromáticos

Question 1

Liste as reações dos HC aromáticos.

Answer 1

• Hidrogenação. - Halogenação. - Nitração. - Sulfonação. - Oxidações. - Reações do naftaleno.

Question 2

Explique a hidrogenação.

Answer 2

A hidrogenação enérgica do benzeno produz o ciclohexano. É necessário condições bem mais enérgicas que na hidrogenação de alcenos ou alcinos. Necessita também um dos catalisadores (Ni, Pd, Pt).

Question 3

O que há de especial na halogenação de HC aromáticos.

Answer 3

A substituição pode ser no núcleo benzênico ou na cadeia lateral.

Question 4

Quando a halogenação ocorre no núcleo e quando ocorre na cadeia?

Answer 4

No anel: escuro, frio e com catalisador (Fe, FeX3, AlX3). Na cadeia: luz, calor, ou até mesmo em meio peróxido. CCC: calor, claridade, cadeia. NNN: noite, neve, núcleo.

Question 5

Por que a halogenação pode ser no núcleo benzênico ou na cadeia lateral?

Answer 5

Devido ao mecanismo de reação. Na cadeia: por radicais livres. No núcleo: substituição eletrófila.

Question 6

Descreva o mecanismo da halogenação no núcleo benzênico.

Answer 6

Seja a reação do Cl2, com FeCl3 como reagente. - Cl2 reage com o FeCl3, produzindo Cl+ e FeCl4-. - Ataque eletrófilo do Cl+. - Regeneração da dupla com a saída de H+. - O H+ é atraído pelo ânion do catalisador, produzindo HFeCl4. - O HFeCl4 desfaz-se, produzindo HCl e FeCl3, regenerando o catalisador.

Question 7

Qual é um caso especial da cloração a saber?

Answer 7

A cloração do benzeno diante de luz ultravioleta. Rompem-se as ligações pi resultando o benzeno-hexa-clorado, conhecido como BHC. O BHC é usado como inseticida.

Question 8

No que consiste a nitração?

Answer 8

É a reação com HNO3 e deve ser realizada na presença de H2SO4 concentrado. Na realidade o reagente eletrófilo é o íon nitrônio (NO2+).

Question 9

Descreva a formação do íon nitrônio.

Answer 9

H – O – NO2 + H – O – SO3H –> H – O – NO2+ + HSO4- | O H – O – NO2+ –> H2O + NO2+ | O O HNO3 funciona como uma base de Lewis, aceitando o próton do ácido sulfúrico. Forma-se um cátion instável que perde uma molécula de água e liberta-se o íon nitrônio.

Question 10

Descreva o mecanismo da nitração.

Answer 10

• Adição eletrófila do íon nitrônio. - Regeneração da dupla com a saída de H+. - O H+ regenera, com o HSO4-, o H2SO4.

Question 11

O que é H2SO4 fumegante?

Answer 11

Uma solução de SO3 em H2SO4.

Question 12

No que consiste a sulfonação?

Answer 12

É realizada com H2SO4 fumegante. O próprio SO3 será o reagente (eletrófilo). Não há catalisador.

Question 13

Descreva o mecanismo da sulfonação.

Answer 13

• No SO3, tem-se duas dativas do S para o O e uma dupla entre o O e o S. Um par de elétrons da dupla ligação vai para o O, deixando-o negativo e o S positivo. - O S ao ficar positivo passa a aceitar elétrons, trata-se de um reagente eletrofílico. - Ataque eletrófilo. - Saída do H+. - O H+ associa-se ao O negativo do SO3, formando HSO3 ligado ao benzeno.

Question 14

Fale sobre as dificuldades das oxidações no núcleo benzênico e na cadeia lateral.

Answer 14

É muito difícil oxidar carbonos no núcleo benzênico. Isso só ocorre em condições muito enérgicas, produz uma ruptura e consequentemente o desaparecimento desse anel benzênico. A oxidação menos difícil é a do radical lateral e dá-se com a ruptura da cadeia.

Question 15

No que consiste a oxidação da cadeia lateral?

Answer 15

É a reação com o oxigênio (meio é permanganato de potássio com ácido sulfúrico), causando ruptura na cadeia lateral, se este radical tiver mais de um átomo de carbono. Resulta sempre ácido benzoico para os aromáticos com apenas 1 radical.

Question 16

O que se deve cuidar na oxidação da cadeia lateral de um aromático?

Answer 16

Essa cadeia é rompida e é oxidada as suas duas pontas. Se uma das pontas for um metil, esse se oxidará duas vezes e irá se decompor, formando gás carbônico e água.

Question 17

Fale sobre a combustão dos aromáticos.

Answer 17

Produz gás carbônico e água, como todos os hidrocarbonetos.

Question 18

Diga que reações o naftaleno faz.

Answer 18

As reações para o benzeno também são possíveis para o naftaleno (hidrogenação, halogenação, nitração, etc).

Question 19

Discorra sobre o H substituído no naftaleno em suas reações.

Answer 19

O hidrogênio alfa é mais fácil de ser subtituído. A posição beta exige na substituição condições mais enérgicas.

Question 20

Apresente as oxidações do naftaleno.

Answer 20

• Se o meio for o pentóxido de vanádio, produzir-se-á o anidrido ftálico. - Se o meio for óxido de cromo e ácido acético, teremos o 1, 4-naftoquinona.

Question 21

Quanto à capacidade diretora dos radicas, temos dois tipos. Quais?

Answer 21

Orto-para dirigentes e meta dirigentes.

Question 22

Dos tipos de radicais quanto a sua capacidade diretora, quais são ativantes e quais são desativantes.

Answer 22

-Orto-para: ativantes. -Meta: desativantes. - Exceção: os halogênio são orto-para dirigentes e são desativantes.

Question 23

O que se pode reparar nos radicais orto-para dirigentes e nos meta dirigentes?

Answer 23

• Orto-para: só possuem simples ligações. - Meta: possuem ligações duplas, triplas ou dativas.

Question 24

Quem são os radicais de primeira classe e de segunda classe?

Answer 24

• Primeira classe: orto-para dirigentes. - Segunda classe: meta dirigentes.

Question 25

Nos composto com um radical orto-para dirigente, a entrada de um novo radical é preferencial em qual das duas posições?

Answer 25

Na para.

Question 26

Do que dependerá o mecanismo da orientação?

Answer 26

Do átomo ligado diretamente ao anel benzênico. Se o átomo soltar os elétrons, será orto-para dirigente. Se o átomo atrair elétrons, será meta dirigente.

Question 27

Descreva o mecanismo da orientação quando se têm o radical nitro ligado ao anel benzênico.

Answer 27

• No grupo NO2, existe uma ligação dativa e o N cede um par de elétrons para o O. O N fica positivo e o O fica negativo. - Um par de elétrons da dupla ligação poderá se alojar apenas no oxigênio. Daí o N fica ++ e cada O fica -. - O N começa a atrair mais os elétrons do carbono, podendo formar uma dupla ligação entre o C e o N (desloca um par de elétrons da dupla ligação em que o C está para formar uma dupla entre o N e o C). - Esse deslocamento de elétrons faz diminuir a carga positiva do N e faz aparecer uma carga positiva na posição orto. - O C positivo pode atrair o par de elétrons do C vizinho, deixando a posição para positiva. - Idem para o novo C positivo, agora a outra posição orto ficará positiva. - Temos então, no nitrobenzeno, 4 estruturas possíveis.

Question 28

Conclua sobre a posição do ataque, baseado no mecanismo da orientação, quando se tem um radical nitro ligado ao benzeno.

Answer 28

O núcleo benzênico é susceptível a ataques eletrófilos. Então quanto maior for a densidade eletônica no C, mais facilmente esse C será atacado. As posições orto e para possuem baixas densidades. Logo o composto pode sofrer ataques nas posições meta. Reparar que um par de elétrons subiu para o lado do N. Isso vem a diminuir a densidade eletrônica do anel, isso justifica o efeito desativante dos radicais meta dirigentes.

Question 29

Quais são os dois radicais orto-para dirigentes muito poderosos?

Answer 29

-NH2 e -OH.

Question 30

Descreva o mecanismo da orientação no fenol.

Answer 30

• O oxigênio do OH tem pares de elétrons que não estão em ligação alguma. Temos que um desses pares de elétrons do O salta para formar a dupla ligação entre o O e o C. Simultaneamente o par de elétrons pi desloca-se para o carbono orto, deixando-o negativo. - O carbono orto está com carga negativa. Aí ele força que o par de elétrons volte a formar a dupla, porém com o outro carbono (meta). Simultaneamente o outra dupla já existente se desfaz e o par de elétrons aloja-se no carbono para, o qual ficará negativo. - Idem para o carbono para, ele irá formar uma dupla ligação e deixará o outro C orto negativo. - Temos então, para o fenol, 4 estruturas possíveis.

Question 31

Conclua sobre a posição do ataque, baseado no mecanismo da orientação, quando se tem um radical OH ligado ao benzeno.

Answer 31

As posições orto e para ficam com elevada densidade eletônica, logo ali é que ocorrerá o ataque de um outro radical. A densidade eletrônica do anel aumenta, isso justifica o fato dos radicais orto-para dirigentes serem ativantes.

Question 32

Dados radicais que apresentem somente efeito indutivo, como saber qual será orto-para dirigente e qual será meta dirigente?

Answer 32

• Orto-para: +Is. - Meta: -Is.

Question 33

Dados radicais com efeito mesômero, como saber qual será orto-para dirigente e qual será meta dirigente?

Answer 33

• Orto-para: +M. - Meta: -M. Dependerá de como se formará a dupla ligação entre o o radical e o núcleo benzênico. Se o radical soltar o par de elétrons, orto-para. Se o radical exigir um par de elétrons, meta.

Question 34

Dados os radicais, quais são orto-para e quais são meta dirigentes? -C(CH3)3 -NH2 -OCH3 -CCl4 -Br -C(O)CH3

Answer 34

• o-p. - o-p. - o-p. - m. - o-p. - m.

Question 35

Por que C(CH3)3 é orto-para dirigente e CCl4 é meta dirigente?

Answer 35

Devido ao efeito indutivo. Não há como fazer efeito mesômero pois não há como se formar duplas entre os atomos sem desrespeitar a regra do octeto ou quebrando uma ligação simples e soltando um dos átomos do radical.

Question 36

Qual é o nome do composto?

Answer 36

1, 4-naftoquinona.

Question 37

Qual é o nome do composto?

Answer 37

Anidrido ftálico.