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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO - Campus Diadema Introdução à Química Orgânica 1 2o semestre 2010 LISTA DE EXERCÍCIOS 5 Compostos aromáticos e reações de SEAr 1. Classifique os compostos abaixo em aromáticos ou não aromáticos, de acordo com a Regra de Hückel. cátion ciclopropenila N piridina radical ciclopentadienila ciclobutadieno ou [4]anuleno ciclo-octatetraenocicloeptatrieno cátion cicloeptatrienila ciclopropeno ânion ciclopropenila ciclopentadieno N quinolina indole N H N NH imidazol purina N H N N N pirimidina N N a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) m) n) o) 2. Escreva a estrutura química dos produtos que são esperados da reação do benzeno com os seguintes reagentes. Para treinar, escreva o mecanismo para todas as reações. a) HNO3/H2SO4 b) Cl2/FeCl3 c) H2SO4 fumegante c) CH3COCl/AlCl3 d) BrC(CH3)3/AlCl3 e) CH3CH2CH2Br/AlCl3 3. A reação do benzeno com propeno em meio de ácido fluorídrico líquido leva à formação do isopropilbenzeno. Explique a formação do produto através do mecanismo da reação. 4. Dê o(s) produto(s) principal(is) que seria(m) obtido(s) se cada um dos compostos abaixo fosse submetido à reação com Cl2 na presença de FeCl3. Desenhe o mecanismo, mostrando o íon arênio estabilizado por ressonância, para a reação do item (b). a) etilbenzeno b) anisol (C6H5OCH3) c) fluorobenzeno d) nitrobenzeno e) ácido benzóico f) acetofenona g) bifenila (C6H5-C6H5) h) N,N-dimetilanilina 2 2o semestre 2010 5. Partindo do benzeno, esboce uma síntese para cada um dos seguintes compostos aromáticos: a) terc-butilbenzeno b) n-propilbenzeno c) meta-dinitrobenzeno d) meta-bromonitrobenzeno e) ácido para-clorobenzenossulfônico f) 1-terc-butil-4-clorobenzeno g) 1-cloro-3-n-propilbenzeno h) para-bromoacetofenona 6. Partindo do tolueno, esboce uma síntese para cada um dos seguintes compostos aromáticos. a) para-metilacetofenona b) 2-bromo-4-nitrotolueno c) para-isopropiltolueno (p-cimeno) d) 2,4,6-trinitrotolueno (TNT) e) ácido para-toluenossulfônico 7. A reação da anilina com Br2, sem a necessidade de FeBr3, leva à formação 2,4,6-tribromoanilina como produto da reação. Já a reação da acetanilida com Br2 leva à formação preferencial da 4- bromoacetanilida como produto da reação. Explique esta observação experimental. 8. Arranje os compostos em cada conjunto abaixo em ordem decrescente de reatividade frente à reação de SEAr. a) benzeno, fenol, tolueno, nitrobenzeno b) anilina, etilbenzeno, trifluorometilbenzeno, clorobenzeno c) anisol, ácido benzóico, bromobenzeno d) acetofenona, benzeno, fenol e) tolueno, benzeno, mesitileno [1,3,5-C6H3(CH3)3], para-xileno [1,4-C6H4(CH3)2] f) acetanilida, acetofenona, anilina, benzeno 9. Escreva as estruturas químicas dos compostos representados pelas letras A-C. OH OH resorcinol H2SO4 conc. 60-65oC A (C6H6S2O8) HNO3 H2SO4 B (C6H5NS2O10) H3O +, H2O C (C6H5NO4) 3 2o semestre 2010 10. Utilize a teoria da ressonância e do efeito indutivo e explique: a) Por que o grupo hidroxila no fenol é ativante e dirigente orto/para nas reações de SEAr? Ilustre a sua explicação mostrando os íons arênio formados quando o fenol reage com um eletrófilo geral E+ nas posições orto, meta e para. b) Porque o grupo –NH2 é ativante e dirigente orto/para e o grupo –NH3 + é desativante e dirigente meta nas reações de SEAr? c) Porque o grupo –NH2 é ativante forte e o grupo –NHCOCH3 é ativante moderado nas reações de SEAr? 11. Quando o bifenila (C6H5-C6H5) sofre nitração, ele reage mais rapidamente do que o benzeno, e os produtos principais são o 1-nitro-2-fenilbenzeno e o 1-nitro-4-fenilbenzeno. Explique estes resultados com base no mecanismo da reação. 12. Dê os produtos representados pelas letras A-D. NH2 O ClH3C base 1) H2O, H +, 2) NaOH aq. H2SO4 (fumegante) HNO3 H2SO4 A B C D 13. Dê os produtos das reações abaixo. a) O O O + AlCl3 b) CH2CH2COCl AlCl3 O O NHO3 H2SO4c) 4 2o semestre 2010 14. Um aluno, ao efetuar a reação do etilbenzeno com bromo na presença de luz (reação radicalar), observou a formação do 1-bromo-1-feniletano como produto principal e apenas traços do 2-bromo-1- feniletano foram obtidos. Com base nesta observação experimental, responda: a) Proponha um mecanismo para esta reação e explique a regiosseletividade observada com base na estabilidade dos radicais intermediários obtidos. b) Planeje uma seqüência sintética que permita converter o benzeno em feniletino. Atenção: Você deverá utilizar reações que estudou em outras aulas desta disciplina. Desafio: 15. O 2-metilnaftaleno pode ser preparado através da seqüência de reações mostrada abaixo. Dê as estruturas químicas dos compostos representados pelas letras A-F. CH3 O O O + AlCl3 A (C11H12O3) Zn(Hg) HCl B (C11H14O2) SOCl2 C (C11H13ClO) AlCl3 D (C11H12O) NaBH4 CH3CH2OH CH3 OH H2SO4 E (C11H12) NBS CCl4, luz F (C11H11Br) NaOEt EtOH CH3 2-metilnaftaleno
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