QOII 2017

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José Virgílio Prata_2017 1
ALDEÍDOS E CETONAS -II 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Anelação de Robinson na síntese de esteróides. 
 Os esteróides são uma classe importante de compostos fisiologicamente activos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 OH
H H
H
OH
C C H
17αααα-etinilestradiol
 (contraceptivo oral) 
Sir Robert Robinson (1886-1975). 
Prémio Nobel da Química em 
1947, pelas investigações em 
compostos com importância 
biológica provenientes de plantas. 
 
O
OH
H H
H
CH2OH
O
O
 Cortisona
(anti-inflamatório potente) 
OH
H
H H
H
H
 Colesterol
(esteróide mais abundante de origem animal)
O
OCH3 OCH3
OH
OOCH3
O 
José Virgílio Prata_2017 2
Enolização 
 
 
Os H(s) dos carbonos adjacentes (α) ao grupo carbonilo de aldeídos e 
cetonas são acídicos 
 
 
 
 
 
Razão: quando ao composto carbonilo é removido o Hα, o anião resultante é estabilizado por ressonância (carga 
negativa deslocalizada pela estrutura) 
 
αααα
αααα
pKa = 19-20 pKa = 25 pKa = 44 pKa = 50
R1
O
H
R3
R2
H H
H
H H
H
H
H
H
H
H
H
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
José Virgílio Prata_2017 3
 
 
 
 
 
 
 
 
O H
:B-
O
C
O
 
..
:: ..
+ BH
O
δ -
δ -
 enolato
(estrutura híbrida)
estruturas de ressonância
 do anião enolato
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
José Virgílio Prata_2017 4
Equilíbrio ceto-enólico 
 
Os compostos de carbonilo apresentam uma forma de isomerismo constitucional designada por tautomerismo, sendo 
os isómeros facilmente interconvertíveis 
 
 
 
O processo de interconversão designa-se por tautomerização ceto-enólica 
 
A forma ceto é normalmente favorecida; a maior energia da ligação C=O (ca 179 kcal mol-1) comparada com a 
energia da ligação C=C (ca 142 kcal mol-1), é um factor determinante 
 
 
H
O O H
forma ceto
∆Htautomerização ~ 16 kcalmol
-1
forma enol
Tabela 
Constantes de equilíbrio ( K= [enol] / [cetona] ) # 
 
Cetona K 
acetaldeído 2.0x10-5 
dimetilcetona 1.5x10-7 
ciclo-hexanona 5.0x10-5 
 #- adaptado de Streitwieser, A. et al., loc cit.; p. 422. 
 
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
José Virgílio Prata_2017 5
 
 
A interconversão ceto-enol (enolato) é catalisada por ácidos e bases (Brönsted ou Lewis) 
 
 
Catálise ácida 
 
 
 
 
 
H
O
H
C
O
+ H
H
C
+
O H
 
O H
: :: :
..H+
p.d.v.
(lento)
H++
rápido
Química Orgânica II
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José Virgílio Prata_2017 6
 
Catálise básica 
 
 
 
 
 
H
O
O H
: : p.d.v.
(lento)
+
(rápido)
:B
:B
H B
+
C C
O
C C
O
 
:
..
H B
+
..
..
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
José Virgílio Prata_2017 7
Formação de enolatos 
 
1- Enolatos gerados com bases moderadamente fortes (OH- /H2O, RO
- /ROH) 
Nestas condições os enolatos são sempre formados de modo reversível e a sua concentração na m.r. é sempre baixa 
 
2- Enolatos gerados com bases muito fortes (NaH, NaNH2, diisopropilamida de lítio 
#) 
Nestas condições a utilização de 1 eq. molar de uma base forte converte o composto de carbonilo, de forma 
irreversível, no enolato correspondente 
 
 ⇒ vide, adiante, aplicações em síntese 
H
O O
+ + H2O- :OH..
..
..
::
pKa = 15.7
pKa ~ 20
H
O O
+
..
::
pKa = 40pKa ~ 20
N:: Li+
LDA, THF
- 78ºC
N H:
Li+
+N:: Li+
 THF
- 78ºC
N H: n-BuLi n-BuH+
#- preparação da diisopropilamida de lítio (LDA) 
Química Orgânica II
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José Virgílio Prata_2017 8
 
4- Reactividade de enóis e enolatos 
 
Os enóis e enolatos são nucleófilos ambidentados; podem reagir com electrófilos (E+) quer no C quer no O 
 
Enóis 
 
 
O H ..
-H+
O
+
E
H
E+
E+
a)
a)
b)
b)
b)E
C
O
+ H:
E
C
O O E
-H+
..
..
Química Orgânica II
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José Virgílio Prata_2017 9
 
 
Enolatos 
 
 
 
 
 
 
 
O
E+
E+
a)
a)
b)
b)
b)
:
E
C
O O E..
..
Química Orgânica II
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José Virgílio Prata_2017 10
 
Na adição de enolatos (gerados de forma irreversível) a electrófilos, o curso da adição (via C ou via O ou 
ambas) depende normalmente da natureza do electrófilo 
 
⇒ electrófilos duros (possuindo normalmente uma carga positiva ou fortemente polarizados, e.g.: H+, 
carbocatiões, R-OSO2CF3) têm tendência a adicionar-se ao O, resultado da maior interacção electrostática 
 Ex.: 
 
 
⇒ electrófilos macios (possuindo normalmente pouca carga, e.g. X2, R-X) têm tendência a adicionar-se ao C, 
resultado da maior interacção orbital 
 Ex.: 
 
: O CH3O:..
+ CH3-OSO2-CF3
δ+ δ -
enoléter
- O3S-CF3+
SN2
:O:..
+
δ+ δ -
+
SN2CH3 I
O
CH3
I -
Química Orgânica II
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José Virgílio Prata_2017 11
Reacções via enóis e enolatos 
 
1- Racemização de aldeídos e cetonas quirais 
Sempre que um aldeído /cetona quiral possua, no centro estereogénico de quiralidade, um Hα , ocorrerá racemização 
por tratamento do composto em meio básico ou ácido 
 
 
⇒ a racemização ocorre devido a que o intermediário formado (enol /enolato) é aquiral 
 
R1
R2
H
O
R3
R1
R2
O
R3
H
: :
+
R1=R2=H
a)a)
b)
b)
H+
H+
H O
+
R3
R1
R2
H
H
O
+
R3
R1
R2 Hα
α
H3O
+ ou OH -
aquiral
 racemato
(50 % R + 50 % S)
Química Orgânica II
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José Virgílio Prata_2017 12
 
Ex.: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
C2H5
O
H
CH3
C2H5
O
H
CH3
C2H5
O
CH3
H
+
H3O
+
(R)-2-metil-1-fenil-butanona-1
(R)-2-metil-1-fenil-butanona-1
(S)-2-metil-1-fenil-butanona-1
Química Orgânica II
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José Virgílio Prata_2017 13
Halogenação de cetonas 
 Os aldeídos e cetonas sofrem halogenação no Cαααα 
 A reacção pode ser catalisada por ácidos ou bases 
 1) mec. com catálise ácida 
 
 
⇒ a lei cinética é v = k [cetona] [H+] 
 (não depende da [X2] ) 
R1
R2
H
O
R3
R1
R2
H
C
O
+
R3
H
R1
R2
O
R3
H
: ::
H+
p.d.v.
(lenta)
H++
rápida
X X
(rápida)
:
..
: R1
R2
X
O
+
R3
H:
+ X -H
++
R1
R2
X
O
R3
:
(rápido)Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
José Virgílio Prata_2017 14
 
2) mec. com catálise básica 
 
 
 
 ⇒ a lei cinética é v = k [cetona] [OH-] 
 (não depende da [X2] ) 
 
⇒ utilização de 1 eq. molar de base por cada adição 
de X 
R1
R2
H
O
R3
R1
R2
O
R3
: : p.d.v.
(lento)
H2O+
X X
(rápido)
:
..
R1
R2
X
O
R3
:
+ X -
- :OH
..
..+
:
:
Química Orgânica II
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José Virgílio Prata_2017 15
 
São possíveis di e tri-halogenações em cetonas com 2 ou 3 Hαααα, prosseguindo de modo diferenciado 
consoante se use catálise ácida ou básica 
 
Com catálise ácida a halogenação é progressivamente mais lenta 
 
3ª halogenação >lenta 2ª halogenação > lenta 1º halogenação 
 
⇒ é, por isso, normalmente possível obter mono-haloderivados usando 1 eq. molar de X2 
 
Ex.: 
 
 
 
O
+ Cl2
H2O / H
+
HCl
60 %
O
Cl
+
Química Orgânica II
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José Virgílio Prata_2017 16
 
Com catálise básica a halogenação é progressivamente acelerada, devido à acidez crescente do Hα, 
provocada pelo efeito electroatractor de X nos intermediários mono e di-halogenados 
 
⇒ não é normalmente possível obter mono-haloderivados com catálise básica 
 
 
Ex.: 
 
 
 
 
 
 
 
 
O
CH3
+ 3 X2 3 OH - 3 X - 3 H2O+ ++
O
CX3
Química Orgânica II
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José Virgílio Prata_2017 17
 
Quando a halogenação é efectuada com X2 /OH
- (vide exemplo acima) ocorre uma reacção posterior 
Ex.: 
 
 
 ⇒ a transformação é designada por reacção do halofórmio 
(CHX3 = CHCl3, CHBr3, CHI3) 
⇒ a reacção tem utilidade sintética na conversão de metilcetonas em ácidos carboxílicos 
⇒ tratamento de metilcetonas com I2 /OH
- origina a formação do iodofórmio (CHI3; sólido amarelo, p.f.: 
119ºC); a sua formação era utilizada como teste à detecção de metilcetonas 
 
3 :OH - 3 X - 3 H2O+ ++
O
CX3
O
CX3
OH
::
..
..
..
O
OH
H-CX3
O
O
- :CX3++
Química Orgânica II
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José Virgílio Prata_2017 18
Adição de enolatos a compostos de carbonilo 
 
1- Adição de enolatos gerados com bases moderadamente fortes (OH- /H2O, RO
- /ROH) 
 
Genericamente, a adição de um enolato (derivado de aldeído /cetona) a outra molécula de aldeído /cetona 
designa-se por adição aldólica # 
 
Mec. (com acetaldeído) 
1) formação do enolato 
H
H
H
O
H
H
C
H
C
O
H
H
C
H
C
O
H
 
:
: : ..
..
..
:B -
:B -
:B - : HO -, RO -
+ H-B
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
José Virgílio Prata_2017 19
 
2) adição ao carbonilo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
⇒ processo muito importante de formação de nova ligação C-C 
 
______________ 
#- Historicamente a designação "aldol" provém do nome dado a um aldeído contendo um álcool na posição β, obtido quando o acetaldeído é tratado 
com OH- /H2O (cf. reacção acima). 
H
H
H
C
O
H
H
C
H
C
O
H
:
H
H
H
C
O
C
H
HH O
H
H
H
H
C
OH
C
H
HH O
H
: :
..
+
: :
..
aldolato
H-B
:
..
aldol
α
β+B: -
p.d.v.
..
Química Orgânica II
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José Virgílio Prata_2017 20
Formação de compostos αααα,ββββ-insaturados 
 
Em condições vigorosas (>[:B-], temperatura elevada) ocorre a eliminação do grupo OH- 
 
Mec. 
 
 
 
 
⇒ dado ocorrer a eliminação de uma molécula de água (desidratação) o processo global designa-se por 
condensação aldólica 
⇒ a driving-force para a formação do composto α,β-insaturado é o aumento da conjugação (vide adiante) 
 
H
H
H
C
OH
C
H
HH O
H C C
H
H
O
H
CH3
+H-B
:
αβ
+
B: -
..
B: - ..
..
HO: -
aldeído α,β-insaturado
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
José Virgílio Prata_2017 21
Na prática, a reacção só é útil quando puder ser quimiosselectiva 
 
 
Ex.1 reacção não quimiosselectiva 
R1 C
H2
O
H
R1 C
H2
C
H
C
H
O
H
R1OH
R2 C
H2
O
H
R1 C
H2
C
H
C
H
O
H
R2OH
R2 C
H2
C
H
C
H
O
H
R1OH
R2 C
H2
C
H
C
H
O
H
R2OH
+
(A) (B)
R1=R2
(2A)
(A+B)
(B+A)
(2B)
NaOH
H2O
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
José Virgílio Prata_2017 22
 
Ex.2 reacção quimiosselectiva 
 
 
Quando a reacção decorre entre cetonas, a K é desfavorável à formação do produto de adição; consegue-
se, eventualmente, a transformação completa dos materiais de partida por remoção do produto formado 
 Ex.: 
 
CH3 CH2
O
H
O
H
O
H
H
CH3NaOH
H2O, ∆
não tem H
enolizáveis
tem apenas 1 tipo
 de H enolizável
O O OH
BaO
4-hidróxi-4-metilpentanona-2
 80 %
(removido à medida
 que se forma)
Química Orgânica II
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José Virgílio Prata_2017 23
 
A condensação aldólica intramolecular é um método sinteticamente útil na formação de anéis de 5 a 7 
membros 
 
 Ex.: 
 
 
 
 
 
Exercício: Escreva o mecanismo para a reacção; indique o nome do reagente e produto. 
O
O
O
NaOH
H2O, 100 ºC
Química Orgânica II
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José Virgílio Prata_2017 24
 
Devido à reactividade diferenciada do grupo carbonilo de aldeídos e cetonas é possível realizar a reacção 
aldólica de forma inequívoca entre aldeídos não enolizáveis e cetonas; designa-se por adição aldólica cruzada 
 Ex.: 
⇒ não ocorre auto-condensação da cetona 
⇒ quando um dos componentes é um aldeído aromático, o aldol resultante desidrata facilmente, obtendo-se o 
composto α,β-insaturado conjugado com o anel aromático (extensão da conjugação ⇔ maior estabilidade) 
⇒ a condensação aldólica cruzada (entre aldeído e cetona) designa-se por condensação de Claisen-Schmidt 
 
O CHO
O OH
O+
100 %
76 %
NaOH, H2O
25 ºC, 4h
NaOH, H2O
25 ºC, 10 dias
Química Orgânica II
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José Virgílio Prata_2017 25
 
Adição de enolatos gerados com bases muito fortes 
 
 1) Geral 
H
H
H
O
CH3
H
C
H
C
O
CH3
:
N H
CH3CH2
O
H
CH3
O O
CH3CH3
O OH
CH3
: : ..
..LDA, THF
- 78ºC
+
Li+
pKa ~ 20 pKa = 40
Li+
H2O
w-up
4-hidróxi-hexanona-2
 85 %
Química Orgânica II
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José Virgílio Prata_2017 26
2) Regioselectividade na formação de enolatos e subsequente adiçãoa espécies eletrófilas (E+) 
Com cetonas assimétricas possuindo Hα e Hα' surge o problema da regioselectividade, i.e., qual dos H (α ou α') será 
removido? 
 
⇒ com bases muito fortes (e não nucleófilas) o protão é removido da posição menos impedida (via b) 
originando o enolato (B), formado por controlo cinético 
⇒ o enolato formado nestas condições adiciona-se a E+ de forma selectiva, dado que a adição é mais rápida 
que o equilíbrio que poderia ocorrer entre os enolatos (B) e (A) 
⇒ LDA é a base normalmente utilizada 
O
H
H
H
O O
E
O O
E
α
α '
α '
:B -
:B -
b)
b)
a)
a)
k1
k2
lenta
k1 >> k2
rápida
E+
E+
(A)
(B)
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
José Virgílio Prata_2017 27
3) Exemplos de adições de enolatos de cetonas assimétricas a vários electrófilos 
 
i) a aldeídos e cetonas (E+ ≡ C=O) 
 
 
 
ii) a halogenetos de alquilo (alquilação de enolatos) 
 
 
O OO OOH
H
O
CH3
, THF
- 78 ºC
Li+ H2O
Li+ Li+
H3O
+
t.a.
+ +
O O
CH3-I , THF
- 78 ºC
LiI
Li+
t.a. +
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
José Virgílio Prata_2017 28
 
iii) a clorotrimetilsilano 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
⇒ a adição do enolato ocorre via O e não via C 
Razão: formação de uma ligação muito forte, Si-O (ca 125 kcal mol-1); 
 mais forte que uma ligação Si-C (ca 90 kcal mol-1) 
 ⇒ enolsililéteres são intermediários úteis em síntese 
 
O O
Si(CH3)3
Cl-Si(CH3)3 , THF
- 78 ºC
LiCl
Li+
t.a. +
enolsililéter
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
José Virgílio Prata_2017 29
iv) a compostos de carbonilo α,β-insaturados 
 
O
O
OO
OO
H OH2
THF
- 78 ºC
Li+
t.a.
+
::
..
+
Li+
H2O Li
++
::
..
+
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
José Virgílio Prata_2017 30
 
Tópico especial: Reactividade de compostos de carbonilo α,β-insaturados 
 
 
Os compostos de carbonilo α,β-insaturados são reagentes electrodeficientes 
 
 
O
R
O
R
+δ
+
δ -
centros electrófilos
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
José Virgílio Prata_2017 31
Os compostos de carbonilo αααα,ββββ-insaturados podem reagir com nucleófilos de duas formas 
 
 1) adição ao carbonilo 
 
 2) adição conjugada 
 
 
A adição decorre via 1,2 ou 1,4 consoante a natureza do nucleófilo (de forma geral) 
O
R
1
2
Nü
adição 1,2
O
R
1 2
Nü
 adição 1,4
(adição de Michael)
3
4
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
José Virgílio Prata_2017 32
Exemplos de alguns tipos de adição 
 
1) alquillítios preferem adição 1,2 
2) organomagnesianos dão origem maioritariamente a produtos de adição 1,2 
 
 
O
R
OH
R
n-Bu
n-BuLi +
O
R2
OH
R2
R1
O
R2
R1
R1-Mg-X +
adição 1,2
adição 1,4
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
José Virgílio Prata_2017 33
 
 
3) enolatos de lítio (gerados cineticamente) adicionam-se selectivamente de modo 1,4 
 
 
O
R2
O
R2
O
R1
O
R1
+
Li+
..
::
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
José Virgílio Prata_2017 34
Caso para Estudo: a anelação de Robinson # 
 
 
⇒ providencia um método para a formação de um anel carbonado de 6 membros 
______________ 
#- Sequência usada por Robert Robinson na síntese total do colesterol.
O O
O
OO O
O
O
O
O
OH
O
:B - :B -
produto de adição 1,4
 (aduto de Michael) enolato
(gerado cineticamente)
H+
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Rapson, W. S.; Robinson, R. J. Chem. Soc. 1935, 1285.
José Virgílio Prata_2017 35
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Reacções envolvendo o Cαααα de compostos de acilo 
 
Geral 
 
Os H(s) dos carbonos adjacentes (α) dos grupos acilo são moderadamente acídicos 
 
 
 
Y pKa 
Cl ≈ 16 
OCH3 25 
N(CH3)2 ≈ 30 
R1
C
H
O
Y
H
R1
C
H
O
R2
H
R1 = H, alquilo ou arilo R1 = H, alquilo ou arilo
 R2 = alquilo, arilo
pKa ~ 20
José Virgílio Prata_2017 36
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Razão: quando ao composto de acilo é removido o Hα, o anião resultante é estabilizado por ressonância (carga 
negativa deslocalizada pela estrutura; cf. formação de enolatos de aldeídos e cetonas) 
 
⇒ a estabilização do carbanião é menos eficaz do que em aldeídos e cetonas devido à participação 
da forma contributora (III) que "impõe" a "fixação" da carga no carbono 
R
H H
O
Y
R
C
H
O
Y
R
H
O
Y
R
C
H
O
Y
+
 
:B -
:B -
:B - = RO -, LDA
..
- ..
ba,b
b)
a)
: :
..
: :
..
..
-
(III)
(II)(I)
> peso
a
+ BH
>> HOMO 
José Virgílio Prata_2017 37
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
 
 O carbanião formado pode adicionar-se a vários electrófilos 
 
 
 
 
 
⇒ normalmente os m.p. são ésteres ou anidridos 
 
R
H E
O
Y
R
H
O
Y
: :
..
E+
E+
José Virgílio Prata_2017 38
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Adição a halogenetos de alquilo- alquilação de ésteres na posição αααα 
 
Geral 
 
Ex.: 
 
O
OR2R1CH2
R1
H R3
O
OR2
i) :B -
ii) R3X
+ +HB X -
O
O-CH3
O
O-CH3
N
H
O
O-CH3
CH3
LDA /THF
- 78 ºC
+
..
:: Li+
pKa ~ 40
pKa ~ 25
CH3-
(SN2)
hexanoato de metilo
+ LiI
83 %
José Virgílio Prata_2017 39
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Adição a aldeídos e cetonas- formação de ββββ-hidróxi-ésteres e ésteres αααα,ββββ-insaturados 
 
 
Geral 
 
 
 
O
OR2R1CH2
R1
H C
O
OR2
R3
R4
OH
R3
O
R4
i) :B -
ii) 
+ +HB H2O
iii) H3O+
José Virgílio Prata_2017 40
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Ex.: 
 
O
CH3 O-C(CH3)3
O
O-C(CH3)3
N-H
O
O-C(CH3)3
O
O
O
O-CH3
HO
LDA /THF
- 78 ºC +
..
:: Li+
93 %
Li+
H3O
+
Li+++H2O :..
..
José Virgílio Prata_2017 41
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Adição a ésteres- formação de ββββ-ceto-ésteres 
 
Geral 
 
 
⇒a adição é designada por condensação de Claisen 
 
⇒ pode ocorrer pela adição do carbanião derivado do éster a outra molécula do mesmo éster- 
condensação de Claisen simples- ou a uma molécula de outro éster- condensação de Claisen 
cruzada 
O
OR2R1CH2
R1
H
O
OR2
O
CH2R1
i) :B -
ii) H3O
+
+ +HB R2OH2
Claisen, R. L.; Lowman, O. Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1887, 20, 651.
José Virgílio Prata_2017 42
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Ex.: (condensação de Claisen simples) 
 
 
 
O
CH3 O-C2H5
O
O-C2H5
O
CH3 O-C2H5
O
O-C2H5
O CH3
C2H5O
-Na+ /EtOH
..
:: Na+
i)
ii) H3O
+
 3-oxo-butanoato de etilo
(nome trivial:acetoacetato de etilo)
José Virgílio Prata_2017 43
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
A condensação Claisen cruzada só tem interesse sintético quando um dos ésteres não possui Hα; caso 
contrário obtêm-se 4 produtos (cf. condensação aldólica cruzada) 
 
Ex.: 
O
CH3 O-C2H5
O
O-C2H5
O
O-C2H5
O
O-C2H5
O
C2H5O
-Na+ /EtOH
..
:: Na+
i)
ii) H3O
+
60 %
José Virgílio Prata_2017 44
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Mec. 
O
CH2 O-C2H5
H
O
O-C2H5
O
O-C2H5 O
O-C2H5
O
C2H5O
C2H5O
O
O
O-C2H5
O
H
H
O
O-C2H5
O
H
C2H5O
-Na+ /EtOH
..
:: Na+
C2H5O 
-:..
..
Na+
: :..
-C2H5O 
-
: :
..
C2H5O 
-
C2H5O 
-:..
..
1
2
3
+C2H5OH
pKa ~ 16 pKa ~ 11
José Virgílio Prata_2017 45
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
 
 
 
⇒ nos compostos 1,3-dicarbonílicos, o H do C2 é bastante mais acídico (pKa ≈ 11) do que em 
compostos de carbonilo normais (pKa ≈ 20) 
⇒ por esse facto, o equilíbrio do último passo está fortemente deslocado para produtos, tornando a 
reacção praticamente irreversível 
 ⇒ procedimento sintético muito útil 
 
 
 
 
Exercício: Explique a maior acidez encontrada em compostos 1,3-dicarbonílicos. 
José Virgílio Prata_2017 46
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Ciclização de Dieckmann 
 
 
 
 
 
 
 
 
⇒ é uma variante da condensação de Claisen, na versão intramolecular 
⇒ ocorre quando há a possibilidade de formação de anéis de 5 e 6 membros 
 
 
Exercício: Escreva o mecanismo para a reacção 
O
OC2H5
O
OC2H5
O O
OC2H5
NaOC2H5 /EtOH
Dieckmann, W. Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1894, 27, 102.
José Virgílio Prata_2017 47
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
COMPOSTOS AROMÁTICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Síntese industrial (Monsanto) da L-DOPA (S-3,4-di-hidróxifenilalanina) utilizando 
um catalisador quiral. 
A L-DOPA é um dos poucos fármacos activos contra a doença de Parkinson. 
Geoffrey Wilkinson 
(1921-1996). 
Prémio Nobel da Química em 
1973, pelo trabalho pioneiro na 
química dos compostos 
organometálicos 
OH
OH
COOH
NH2
AcO
CH3O
H
COOH
NHCOCH3
AcO
CH3O
COOH
NHCOCH3
H2, cat.
 95 % e.e.
L- DOPA cat. = 
O
Rh
PP
O
CH3
CH3
H
José Virgílio Prata_2017 48
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Nomenclatura de compostos formalmente derivados do benzeno 
Designações IUPAC e triviais 
 
 
regra 1: os nomes são atribuídos combinando o prefixo do substituinte com a palavra benzeno 
 
NO2 C(CH3)3 Cl
nitrobenzeno t-butilbenzeno clorobenzeno
José Virgílio Prata_2017 49
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
regra 2: alguns derivados são normalmente designados pelos nomes triviais (sancionados pela IUPAC) 
 
CH3 OH OMe CH=CH2
NH2 CHO CO2H O
CH3
tolueno fenol anisol estireno
anilina benzaldeído ác. benzóico acetofenona
José Virgílio Prata_2017 50
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
regra 3: a) quando existem 2 ou mais substituintes, a posição de substituição é indicada por números 
 
b) para benzenos disubstituídos, os três possíveis isómeros são designados por orto, meta e para (o, m, p) 
 
Br
BrBr
NO2
NO2
NO2
sistema de numeração 1,3,5-tribromobenzeno 1,2,4-trinitrobenzeno
1
2
3
4
5
6
X
Y
X
Y
X
Y
orto meta para
José Virgílio Prata_2017 51
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Ex.: 
 
c) para benzenos substituídos, em que à estrutura base corresponda um nome trivial, o nome do composto é 
dado como um derivado do nome da estrutura base 
 
Cl
Cl
Br
NO2
o-diclorobenzeno m-bromonitrobenzeno
(ordenação alfabética dos substituintes)
CH3
NO2
OH
Cl
CO2
Br
p-nitrotolueno o-clorofenol ác. m-bromobenzóico
José Virgílio Prata_2017 52
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Os hidrocarbonetos aromáticos designam-se genericamente por arenos; como substituintes, 
tomam o nome genérico de arilo (R = Ar) 
 
regra 4: em compostos contendo substituintes arilo, a designação do composto é dada tomando o resíduo 
aromático como substituinte 
 
CH2
fenil benzilR = Ar =
José Virgílio Prata_2017 53
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Ex.: 
 
O
H
OH
Cl
OH
O
trans-2-fenilciclo-hexanol 3-fenilpropanal
ác. fenilacético cloreto de benzilo
José Virgílio Prata_2017 54
Química Orgânica II
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Reactividade de compostos aromáticos 
O benzeno é bastante mais inerte (cineticamente mais estável) que outros compostos contendo ligações 
múltiplas C-C (eg. alcenos simples, alcenos conjugados e alcinos), face a vários reagentes 
 
Br2
CCl4, t.a.
não ocorre reacção
H2SO4 conc., t.a.
ou HNO3 conc., t.a.
não ocorre reacção
KMnO4 /H2O
t.a.
não ocorre reacção
José Virgílio Prata_2017 55
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
⇒ recorde-se que alcenos, alcinos, dienos e polienos conjugados reagem vigorosamente com 
todos os reagentes acima mencionados, à t. ambiente 
 
⇒ a menor reactividade do benzeno, comparativamente a alcenos, pode ser ultrapassada, 
sob o ponto de vista sintético, criando as condições reaccionais adequadas 
 
⇒ uma forma de o conseguir consiste na activação do reagente atacante 
(normalmente pela utilização de um catalisador) 
 
José Virgílio Prata_2017 56
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Ex.: Adição de Br2 ao benzeno, catalisada por FeBr3 
 
 
 
 
 
⇒ o produto obtido resulta da substituição (formal) de H por Br 
Br
Br2, FeBr3
∆
HBr+
José Virgílio Prata_2017 57Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Da reacção de Br2 /CCl4 com um alceno resulta a formação de um produto de adição (composto 
dibromado vicinal) 
 
Br
+
Br
Br
+ Br-Br
+ Br -
CCl4
t.a.
José Virgílio Prata_2017 58
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Fazendo a analogia para o benzeno, da adição inicial de Br2 formar-se-ia um ião bromónio cíclico (I) ou 
um carbocatião (II); a formação de (II) é mais favorável energeticamente, por poder deslocalizar a carga 
positiva pelo anel 
 
Br
+
H
H
Br H
H
Br H
H
Br H
H
 
"Br+" ou
+
+
+
(I)
(II)
José Virgílio Prata_2017 59
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
O intermediário assim formado poderia ter dois destinos 
 1) sofrer o ataque nucleófilo de Br-, originando um produto de adição 
 
 
2) o Br- (ou o seu complexo com FeBr3) actuar como base, abstraindo o protão e originando, 
globalmente, um produto de substituição 
 
 
⇒ verifica-se, experimentalmente, que é esta última sequência (2) que toma lugar 
Br H
H
Br
Br
H
H
"Br -"+
Br -::
..
..
H Br
H
Br
HBr+"Br 
-"+
Br -:.. :
José Virgílio Prata_2017 60
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Os perfis energéticos para os diferentes percursos reaccionais, atrás indicados, serão do tipo 
Figura 1 
Perfis energéticos comparativos para a bromação de um alceno e benzeno 
Br
Br
Br
H
H
Br
+
Br
Br
Br H
H
HBr+
coordenada reaccional
∆G
+ Br-Br
+ Br -
+
+ Br2
E.T.2
E.T.2
E.T.2
E.T.1
E.T.1
José Virgílio Prata_2017 61
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Em resumo, 
 
⇒ o benzeno possui uma grande energia de estabilização, devido à aromaticidade, que está ausente 
no alceno (justificando assim, em parte, a inferior energia potencial para o benzeno) 
 
⇒ o electrófilo "Br+" adiciona-se a ambos (alceno e benzeno) por interacção com os electrões do 
sistema π; a adição ao núcleo benzénico implica a perda de aromaticidade 
 
⇒ o intermediário formado, no caso do alceno, sofre um ataque nucleófilo de Br- 
 
⇒ o intermediário formado, no caso do benzeno, sofre uma abtracção de H+ por parte de Br- 
(comportando-se como base), devido à possibilidade de restabelecimento da aromaticidade do 
sistema 
José Virgílio Prata_2017 62
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Substituição electrófila aromática 
 
Mec. geral da substituição electrófila aromática (SEA) 
 
1º passo- ataque ao E+; formação do intermediário catiónico ciclo-hexadienilo (ião arénio) 
 
⇒ a elevada densidade electrónica do anel determina o comportamento nucleófilo 
⇒ na formação do ião arénio ocorre perda da aromaticidade do sistema 
H EH E H E H E
 
+ E+ ++
+
+
 ião arénio
(complexo σ ou intermediário de Wheland)
E+ = "X+", "NO2
+",
 SO3, "RC(O)
+", "R+"
José Virgílio Prata_2017 63
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
2º passo- eliminação de H+; formação do produto de substituição 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
⇒ regeneração do sistema aromático 
⇒ a adição de qualquer nucleófilo (presente no meio) ao ião arénio não ocorre; nesse caso obter-se-
iam produtos de adição, resultando na perda (definitiva) da aromaticidade 
H E E
+
+ H+
José Virgílio Prata_2017 64
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Perfil energético da SEA 
 
Figura 2 
Perfil energético geral da substituição electrófila aromática 
H E
E
H+
E +
E.T.1
E.T.2
ião arénio
∆H
coordenada reaccional
+
+
+
José Virgílio Prata_2017 65
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Assim, 
 
 
⇒ o E.T.1 possui maior energia que o E.T.2; como resultado, o 1º passo, fortemente endotérmico, é 
normalmente o p.d.v. da SEA; 
(razão: perda da aromaticidade) 
 
⇒ os E.T.1 e E.T.2 são semelhantes (energética e estruturalmente) com o ião arénio (postulado de 
Hammond) 
 
⇒ o 2º passo é fortemente exotérmico 
(razão: regeneração da aromaticidade) 
José Virgílio Prata_2017 66
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Halogenação 
 
A halogenação do benzeno (com Br2 ou Cl2) 
# ocorre rapidamente quando catalisada com ácidos de Lewis 
(e.g. FeBr3, FeCl3) 
O objectivo do catalisador é activar o electrófilo, i.e., aumentar a sua electrofilia 
Mec. 
1) activação do electrófilo 
 
 
 
______________ 
#- com F2 a reacção é muito rápida e pouco selectiva (polifluoração); 
 com I2 é muito lenta; a activação de I2 (⇒ I
+) pode ser feita por oxidantes (e.g. HNO3). 
:X-X: + FeX3 :X ........ X-FeX3
..
.. ..
..
..
..
..
.. -+
:
José Virgílio Prata_2017 67
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
2) adição 
 
 
 
 
 
 
 
3) eliminação de H+ 
 
H X X
+
+ HXX3Fe-X:..
..- rápida
FeX3++
H X H X H X
 
+ +
+
+
:X ........ X-FeX3..
..
..
.. -+
: lento + FeX4
-
José Virgílio Prata_2017 68
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Ex.: 
Cl
Br
+ Cl2 FeCl3
25 ºC
FeBr3
∆
+ HCl
90 %
+ Br2 + HBr
75 %
José Virgílio Prata_2017 69
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Nitração 
 
A nitração do benzeno ocorre na presença de HNO3 (lenta) ou numa mistura de H2SO4/HNO3 (mais 
rápida) 
 
Em ambos os casos, o electrófilo atacante é a espécie NO2
+ -ião nitrónio 
 
Formação de NO2
+ 
 
 Apenas com HNO3 
HO-NO2 H-NO3 O
+
H
H
NO2
O
+
H
H
NO2
+
..
.. .. + NO3 -
.. + HNO3 H3O+ + NO2+ + NO3 -
José Virgílio Prata_2017 70
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
 Com uma mistura de H2SO4/HNO3 
 
 
 
 
 
 
 
⇒ quando o agente nitrante é, apenas, HNO3, a conc. de ião nitrónio na m.r. é baixa (ca 3-4 %); o 
p.d.v. da nitração pode, neste caso, ser a formação do electrófilo 
⇒ quando o agente nitrante é H2SO4/HNO3 a conc. de ião nitrónio na m.r. é bastante mais elevada; o 
p.d.v. é a adição do electrófilo ao anel 
 
 O ião nitrónio (ou catião nitroílo) tem uma estrutura planar 
O N
+
O..
..
..
..
HO-NO2 H-O-SO3H O
+
H
H
NO2
O
+
H
H
NO2
+
..
.. .. + HSO4 -
.. + H2SO4 H3O+ + NO2+ + HSO4 -
..
..
José Virgílio Prata_2017 71
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Mec. 
 
1) formação de NO2
+ (e.g. com H2SO4) 
 
 
2) adição 
+ 2 H2SO4 H3O+ + NO2+ + 2 HSO4 -HNO3
H N
+
O
O H N+
O
O H N
+
O
O
 
N
+
O
O
+ +
+
+lento
::
::
José Virgílio Prata_2017 72
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
3) eliminação de H+ 
 
 
 
 ⇒ reacção muito importante em síntese 
⇒ permite a obtenção de outros derivados do benzeno (e.g. aminas aromáticas, por redução) 
H N
+
O
O NO2
OH S
O
O
O
+
+ H2SO4..
.. rápida
: +
José Virgílio Prata_2017 73
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Ex.: 
 
NO2
+ HNO3
H2SO4
50 ºC
+ H2O
85 %
José Virgílio Prata_2017 74
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________ 
Sulfonação 
 
O tratamento do benzeno com H2SO4 conc. (≈ 97 % m/m) ou com H2SO4 fumante 
# (contendo 8-25 % de 
SO3), origina a formação de ác. benzenosulfónico 
 
O electrófilo atacante, em qualquer dos casos, é o SO3 (trióxido de enxofre) 
 
Com H2SO4 conc., o SO3 existente é o que resulta da concentração de equilíbrio 
 
 
 
______________ 
#- preparado por adição de SO3 a H2SO4 conc.; conc. variáveis. 
OH S
O
O
OH H-O S
O
O
O
H
H
OS
O
O
OH S
O
O O
+
+-..
..
: .. + +H3O+ HSO4 -2
José Virgílio Prata_2017 75
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Mec. 
 
1) adição 
 
2) eliminação de H+ 
H S
O
O
O
H S
O
O
O
H S
O
O
O
 
S
O
OO
+
+
+
+k1
k-1
SO3
OH S
O
O
O
H S
O
O
O
SO3H
+
+ H2SO4..
..
: k2+ + HSO4 -
-
José Virgílio Prata_2017 76
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Notar que, 
⇒ o p.d.v. é o 2º passo, dado que foi determinado experimentalmente que k2 < k -1 
 ⇒ reacções reversíveis em todos os passos 
⇒ a baixa temperatura, a reacção de sulfonação é praticamente irreversível (reacção inversa muito 
lenta; vide adiante) 
 
 
Ex.: 
 
SO3H
+ SO3 H2SO4 conc.
25 ºC
56 %
ác. benzenosulfónico
José Virgílio Prata_2017 77
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
A reacção inversa -dessulfonação- ocorre por um mec. simétrico; pode utilizar-se vapor de água ou 
H2SO4 aq. e aquecimento 
 
 
 
 
 
⇒ quando o produto da dessulfonação é volátil (e.g. benzeno) a reacção pode ser deslocada para 
produtos por destilação azeotrópica (PhH;H2O) 
 
SO3H
+
H3O
+, ∆
+ H2SO4 H+
José Virgílio Prata_2017 78
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 Acilação de Friedel-Crafts 
 É a reacção usada para introdução de um grupo acilo no anel aromático 
A espécie electrófila (grupo acilante) formal é R-C +=O; pode ser gerada a partir de halogenetos de acilo 
ou de anidridos de ácido, na presença de um ácido de Lewis 
Formação do agente acilante 
 1) A partir de halogenetos de acilo 
R
O
Cl
R
O
+
Cl
AlCl3
R C
O
Cl
AlCl3
 
R C
+
O
R C O
+
 
R
Cl
+
AlCl3
O
+ AlCl3
: : : ..
..
..
+
-
- -
..
:
::..
..
ião acílio
complexo I
AlCl4 
-
Friedel, C.; Crafts, J. M. Compt. Rend. 1877, 84, 1392.
José Virgílio Prata_2017 79
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
 2) A partir de anidridos 
 
 
 
A espécie efectiva da acilação pode ser o ião acílio (que existe na forma de par iónico) ou o 
complexo polarizado (complexo I), dependendo do tipo de solvente e do composto de acilo 
R
O
O
O
R
R
O
+
O
AlCl3
O
R
R C
O
O
AlCl3
O
R
 
R C
+
O
R C O
+
 
+ AlCl3
: : : ..
..
+
- -
..
..
..
ião acíliocomplexo I
+ AlCl3
RCO2 
-
José Virgílio Prata_2017 80
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Mec. (com intervenção de R-C+=O) 
 
 
1) adição do electrófilo 
 
 
 
H C
R
O H C
R
O H C
R
O
 
R C
+
O+ +
+
+
José Virgílio Prata_2017 81
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________ 
2) eliminação de H+ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
⇒ a quantidade de AlCl3 a usar terá de ser superior à estequeométrica (i.e., não é uma quantidade 
catalítica; v = k [Ar] [R-C+=O] [AlCl3] ), devido ao último equilíbrio 
H C
R
O C
R O
C
R O
+
AlCl3C
R O
+
+ HClAlCl3-Cl
-
+ + AlCl3
-
H2O
w-up
+AlCl3 aq.
José Virgílio Prata_2017 82
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Ex.: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
⇒ método sintéticamente importante na obtenção de derivados do benzeno; o grupo acilo introduzido 
permite posteriores transformações 
O
CH3CH3
O
Cl
O
CH3
CH3
O
O
O
CH3
+ AlCl3
80 ºC
97 %
HCl+
+ AlCl3
80 ºC
85 %
CH3CO2H+
José Virgílio Prata_2017 83
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Alquilação de Friedel-Crafts 
Da interacção de um halogeneto de alquilo, de um alceno ou de um álcool #, com o núcleo aromático, 
na presença de catalisador (ác. de Lewis, normalmente), resulta a formação de um alquilbenzeno 
 
Activação /formação do electrófilo 
 
1) Com halogenetos de alquilo 
 
 
⇒ com R = alquilo primário, o electrófilo atacante é o complexo I (razão: a formação de R+ é 
energeticamente muito exigente-Ea elevado) 
⇒ com R = alquilo terciário, o electrófilo atacante poderá ser o carbocatião R+ 
 
R X R X
+
AlX3 R X AlX3..
..
+ AlX3
-- +
complexo I
R++ AlX4 -:
José Virgílio Prata_2017 84
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
2) alcenos e álcoois 
 
A activação é feita com recurso à catálise por ác. de Lewis (e.g. BF3) ou ác. de Brönsted 
 
C C C
+
C
H
C
H
OH C
H
O
+
H
H
C
+
H
....
..
-
+ H+
(BF3)
(BF3)
-
+ H+
(BF3)
(BF3)
+ H2O
José Virgílio Prata_2017 85
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Mec. (utilizando RX) 
1) activação do E+ 
(R ≠ alquilo primário) 
2) adição 
3) eliminação de H+ 
R X + AlX3 R+ + AlX4 -
H R R
+
+ HXAlX3-X
-
+ + AlX3
H R H R H R
 
R
++ +
+
+
José Virgílio Prata_2017 86
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Ex.: 
CH3
CH3 H
Cl
CH3
CH3
H +
80 %
+
AlCl3
HCl AlCl3+
1)
CH3
CH3
H
CH3
H
H
H
84 %
+
HF / 0 ºC
2)
OH
56 %
+
BF3
60 ºC
3)
José Virgílio Prata_2017 87
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
A alquilação de Friedel-Crafts tem duas grandes limitações ao seuuso: 
1) após a introdução do 1º R, o núcleo aromático fica mais activado face à substituição electrófila (vide 
adiante), resultando na obtenção de misturas de produtos alquilados (mono, di, tri e polialquilbenzenos); a 
polialquilação pode ser minimizada usando benzeno em largo excesso 
2) a espécie electrófila pode sofrer isomerização (⇒ obtenção do "carbocatião" mais estável); como resultado 
podem obter-se misturas isoméricas de alquilbenzenos 
Ex.: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
⇒ se o objectivo for a síntese de (II), o melhor método será a acilação seguida de redução de Wolff-Kishner 
CH3CH2CH2-Cl CH3 C
H
H
C Cl AlCl3
H
H
AlCl3 δ+ δ 
−
~ 0 %
(II)(I)
~ 100 %
José Virgílio Prata_2017 88
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Reactividade e orientação em anéis benzénicos monosubstituídos 
A introdução de um novo substituinte (por SEA) num derivado do benzeno monosubstituído (C6H5Y) pode 
ter lugar nas posições orto, meta ou para 
Y
Y
E
Y
E
Y
E
E+
E+
E+
orto
meta
para
José Virgílio Prata_2017 89
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Verifica-se experimentalmente que, consoante a natureza de Y (vide adiante), 
⇒ a substituição ocorre originando, predominantemente, uma mistura dos isómeros orto/para ou, 
predominantemente, o isómero meta 
⇒ quando a mistura obtida é orto/para, a vel. global da reacção é normalmente maior que a vel. da 
reacção correspondente com o benzeno 
⇒ quando o isómero meta é obtido, a vel. global da reacção é sempre menor que a vel. da reacção 
correspondente com o benzeno 
 
 Os substituintes Y são classificados em orto/para-directores ou meta- directores 
⇒ se conduzirem a um ataque mais rápido ao E+, comparativamente ao benzeno, dizem-se 
activadores 
⇒ se a reacção com E+ for mais lenta que com benzeno, dizem-se desactivadores 
José Virgílio Prata_2017 90
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Ex.: 
1) 
 ⇒ o grupo nitro é meta-director 
 
2) 
 
 ⇒ o grupo metóxi é orto/para-director 
NO2 NO2
NO2
NO2
NO2
NO2
NO2
"NO2
+"
meta : orto : para =93:6:1
+ +
OMe
NO2
OMe
NO2
OMe
NO2
OMe
"NO2
+"
para :orto:meta =56:43:1
+ +
José Virgílio Prata_2017 91
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Análise dos efeitos electrónicos de Y na SEA 
 
Geral 
 
Na análise seguinte considera-se que a proporção dos isómeros formados na reacção, resulta das suas 
velocidades de formação relativas, i.e., assume-se que o controlo da reacção é cinético; para uma 
correlação correcta das vel. de formação dos três isómeros deveriam conhecer-se as energias (∆G #) dos 
E.T. que dão origem aos intermediários de Wheland (admitindo que o p.d.v. é a adição ao E+), informação 
nem sempre disponível # 
 
Toda a análise que se segue será baseada na utilização das "estabilidades" relativas dos intermediários 
de Wheland formados após a adição, como modelo para o E.T. (por aplicação do postulado de Hammond) 
 
 
_____________ 
#- actualmente é possível aceder com rigor às energias e estruturas de E.T., baseadas em cálculos teóricos. 
José Virgílio Prata_2017 92
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
N
+
R1
R2
R3
N
+
O
O
N
+
O
O
N
+
O
O
N
+
O
O
 
O
OH
O
OH
O
OH
O
OH
 
C
X
X
X
efeito polar inductivo (-I)
efeito polar inductivo (-I)efeito de ressonância (-R)
efeito polar inductivo (-I)efeito de ressonância (-R)
++
++
+
+
δ+
δ −
efeito polar inductivo (-I)
Substituintes meta-directores com desactivação 
 (Y = N+R3, CX3, NO2, SO3H, CN, CHO, COR, CO2H, CO2R) 
Reactividade 
 
São substituintes 
electroatractores 
relativamente ao anel 
benzénico 
EHOMO(PhNO2)= -10.56 eV 
⇒ retiram densidade 
electrónica do anel; a 
nucleófilia do anel decresce 
face ao ataque do E+; a sua 
reactividade será menor que 
a do benzeno (efeito 
desactivador) 
José Virgílio Prata_2017 93
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Orientação 
Ex.: nitração do nitrobenzeno 
 
orto
meta
para
O
N
+
O
+
+
-
1a
+
+
-
1b
+
+
-
1c
NO2
+
+
-
2a
+
+
-
2b
+
+
-
2c
+
+
-
3a
+
+
-
3b
+
+
-
3c
N
OO
H
NO2
N
OO
H
NO2
N
OO
H
NO2
 
N
OO
H
NO2
N
OO
H
NO2
N
OO
H
NO2
 
N
OO
H NO2
N
OO
H NO2
N
OO
H NO2
 
⇒ a presença do substituinte 
electroatractor (-I e -R) 
"desestabiliza" o intermediário 
de Wheland formado, em 
qualquer das posições 
 
⇒ os intermediários originados 
por ataque orto/para são mais 
desestabilizados 
comparativamente ao meta, por 
possuirem uma forma canónica 
com cargas positivas 
adjacentes (1a e 3b) 
 
⇒ a substituição ocorrerá 
preferencialmente na posição 
meta (meta-director) 
 
José Virgílio Prata_2017 94
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Perfil energético comparativo 
 
Figura 3 
Perfil energético da reacção de um anel benzénico, possuindo um grupo desactivador, com um electrófilo; 
comparação com o benzeno 
E.T.
int. de Wheland
ataque orto/para
ataque meta
benzeno
∆G
coordenada reaccional
reagentes
José Virgílio Prata_2017 95
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Substituintes orto/para-directores 
 (Y= NH2, NHR, NR2, OH, O
-, OR, NHCOR, alquilo, Ph, X) 
 Podem agrupar-se em três tipos de substituintes: 
1) substituintes electrodoadores apenas por efeito polar indutivo (+ I) 
 Y = alquilo ou fenilo 
 
Reactividade 
⇒ a densidade electrónica do anel aumenta (EHOMO tolueno= -9.33 eV) comparativamente à do 
benzeno (EHOMO benzeno= -9.65 eV), resultando numa maior reactividade (efeito activador) 
 
Ex.: para a cloração do tolueno k(C6H5CH3) /k(C6H6) = 3.4x10
2 
CH3
José Virgílio Prata_2017 96
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Orientação 
Ex.: cloração do tolueno 
 
orto
meta
para
+
1a
+
1b
+
1c
CH3
+
2a
+
2b
+
2c
+
3a
+
3b
+
3c
H
Cl
CH3
H
Cl
CH3
H
Cl
CH3
 
H
Cl
CH3
H
Cl
CH3
H
Cl
CH3
 
H Cl
CH3
H Cl
CH3
H Cl
CH3
 
"Cl+"
⇒ nos intermediários 
resultantes do ataque orto e 
para, as formas canónicas 
1a e 3b contribuem para a 
estabilização dos 
intermediários, 
comparativamente ao 
ataque em meta, onde essa 
possibilidade não existe 
 
⇒ a substituição ocorrerá 
preferencialmente nas 
posições orto e para 
(orto/para-director) 
 
José Virgílio Prata_2017 97
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Perfil energético comparativo 
 
Figura 4 
Perfil energético da reacção de um anel benzénico, possuindo um grupo activador (+I), com um electrófilo;comparação com o benzeno 
E.T.
int. de Wheland
ataque orto/para
ataque meta
benzeno
∆G
coordenada reaccional
reagentes
José Virgílio Prata_2017 98
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
2) substituintes electroatractores por efeito polar indutivo (- I) e electrodoadores por ressonância (+ R) 
 Y = NH2, NHR, NR2, OH, O
 -, OR, NHC(O)R, OC(O)R 
Reactividade 
Ex.: para anisol 
 
⇒ o efeito electrodoador por ressonância (+ R) sobrepõe-se ao efeito indutivo electroatractor (- I) 
⇒ a densidade electrónica do anel aumenta (EHOMO= -9.00eV), sendo a sua reactividade maior que a do benzeno 
(efeito activador) 
Ex.: para a cloração do anisol k(C6H5OCH3) /k(C6H6) = 7.0x10
5 
O
CH3
O
CH3 O
CH3
O
CH3
 
....
..
-
-
-
.. ....
:
..
+ + +
(-I) (+R)
José Virgílio Prata_2017 99
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Orientação 
Ex.: cloração do anisol 
 
 
orto
meta
para
+
1a
+
1c
+
1d
O-CH3
+
2a
+
2b
+
2c
+
3a
+
3b
+
3d
H
Cl
O-CH3
H
Cl
O-CH3
H
Cl
O-CH3
 
O-CH3
H
Cl
H
Cl
O-CH3
H
Cl
O-CH3
H
Cl
O-CH3
 
H Cl
O-CH3
H Cl
O-CH3
 
O-CH3
H Cl H Cl
O-CH3
"Cl+"
..
: :
: ::
..
......
...... ..
....
:::
:
+
+
3c
1b
> peso
> peso
⇒ os intermediários 
resultantes do ataque orto e 
para possuem formas 
canónicas, 1b e 3c, que 
contribuem para a 
estabilização da carga positiva 
dos intermediários, através do 
efeito electrodoador de 
ressonância do substituinte, 
comparativamente ao ataque 
meta onde essa possibilidade 
não existe 
 
⇒ a substituição ocorrerá 
preferencialmente nas posições 
orto e para (orto/para-
director) 
 
José Virgílio Prata_2017 100
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Perfil energético comparativo 
 
Figura 5 
Perfil energético da reacção de um anel benzénico, possuindo um grupo activador (+R), com um electrófilo; 
comparação com o benzeno 
E.T.
int. de Wheland
ataque orto/para
ataque meta
benzeno
∆G
coordenada reaccional
reagentes
José Virgílio Prata_2017 101
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
3) substituintes electroatractores por efeito polar indutivo (- I) e electrodoadores por ressonância (+ R) 
 Y = halogénios 
Reactividade 
Ex.: para clorobenzeno 
 
⇒ o efeito electroatractor por indução (- I) sobrepõe-se, neste caso, ao efeito electrodoador por ressonância (+ R) 
 
⇒ ao predominar o efeito - I, a densidade electrónica do anel diminui , sendo a sua reactividade menor que a do 
benzeno (efeito desactivador) 
 
Ex.: para a nitração do clorobenzeno k(C6H5Cl) /k(C6H6) = 3.0x10
-2 
Cl Cl Cl Cl
 
....
..
-
-
-
.. ....
:
..
+ + +
(-I) (+R)
: :::
José Virgílio Prata_2017 102
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Orientação 
Ex.: nitração do clorobenzeno 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
orto
meta
para
+
1a
+
1c
+
1d
Cl
+
2a
+
2b
+
2c
+
3a
+
3b
+
3d
H
Cl
NO2
H
Cl
NO2
H
Cl
NO2
 
Cl
H
NO2
H
Cl
NO2
H
Cl
NO2
H
Cl
NO2
 
H
Cl
NO2 H
Cl
NO2
 
Cl
H NO2 H
Cl
NO2
..
: :
: ::
..
......
...... ..
....
:::
:
+
+
3c
1b
O
N
+
O
:::
:::
::: :
> peso
> peso
:
⇒ a presença do substituinte 
(-I), "desestabiliza" o 
intermediário de Wheland 
formado, em qualquer das 
posições 
 
⇒ os intermediários 
provenientes do ataque orto e 
para têm a possibilidade de 
estabilização da carga 
positiva, através do efeito 
electrodoador de ressonância 
(+R) de X (1b e 3c); no 
ataque à posição meta não é 
possível qualquer 
estabilização 
 
⇒ a substituição ocorrerá 
preferencialmente nas 
posições orto e para 
(orto/para-director) 
José Virgílio Prata_2017 103
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Perfil energético comparativo 
 
Figura 6 
Perfil energético da reacção de um halogenobenzeno, com um electrófilo; comparação com o benzeno 
E.T.
int. de Wheland
ataque orto/para
ataque meta
benzeno
∆G
coordenada reaccional
reagentes
José Virgílio Prata_2017 104
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Regiosselectividade; razão orto/para 
Estatisticamente, a proporção de produtos orto:para originados na SEA de benzenos monosubstituídos é 
2:1 (ou 66.6 % orto: 33.3 % para); raramente esta proporção é obtida 
 
A proporção orto/para depende essencialmente de quatro factores, 
 
1) Dos efeitos electrónicos dos substituintes, ao gerar diferentes densidades electrónicas nas posições 
orto e para; a posição de maior densidade electrónica originará o ataque preferencial do E+ a essa posição 
 
Ex.: 
 
Y Y
NO2
Y
NO2
Y
NO2
"NO2 
+"
+ +
José Virgílio Prata_2017 105
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Tabela 1 
Proporções orto/para; efeitos electrónicos 
 
Y % 
orto 
% 
meta 
% 
para 
OCH3 17 - 83 
CO2C2H5 28 68 3 
 
 
⇒ substratos contendo grupos - I, + R têm, em geral, maior densidade electrónica na 
posição para (e.g. Y= OCH3); substratos contendo grupos - I, - R têm, depois da posição 
meta, maior densidade electrónica na posição orto (e.g. Y= CO2C2H5) 
José Virgílio Prata_2017 106
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
2) Da natureza do E+ 
Ex.: 
OH OH
NO2
OH
NO2
OH
N N
OH
N N
OH
N
N
"NO2 
+"
60 % 40 %# #
90 %
10%
+
# % muito dependentes das condições reaccionais
+
+
⇒ quanto mais 
reactivo for o 
electrófilo menor a 
regiosselectividade 
na SEA 
ELUMO NO2+ = - 8.81 eV 
ELUMO PhNN+ = - 6.36 eV 
José Virgílio Prata_2017 107
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
3) Dos efeitos estereoquímicos dos substituintes e/ou do E+ atacante 
 
Ex.1 
 
Y Y
NO2
Y
NO2
"NO2 
+"
+
⇒⇒⇒⇒ Substituintes ou E+ 
com grupos volumosos 
diminuem a % de ataque à 
posição orto 
Tabela 2 
Proporções orto/para; 
efeitos estereoquímicos 
dos substituintes 
Y 
% 
orto 
% 
para 
CH3 58 37 
C(CH3)3 16 73 
José Virgílio Prata_2017 108
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Ex.2 
 
 
 
 
 
 
4) Do efeito do solvente; influência ao nível da distribuição da densidade electrónica nas várias posições do 
anel e ao nível da solvatação do substrato e do E+ 
Cl Cl
E
Cl
E
"E +"
+
Tabela 3 
Proporções orto/para; efeitos 
estereoquímicos do E + 
E+ % orto 
% 
para 
Cl 39 55 
NO2 30 70 
SO3 1 99 
 
José Virgílio Prata_2017 109
Química OrgânicaII
___________________________________________________________________________________________________
Regiosselectividade na síntese de compostos aromáticos dissubtituídos 
 
Na preparação de compostos aromáticos dissubstituídos, a ordem de introdução dos substituintes 
deve ser planeada cuidadosamente, dado que a posição do ataque electrofílico é controlada pelo 
substituinte já presente no anel 
 
Ex. 1 substituinte meta-director introduzido em 1º lugar 
 
 
 
 
 
 
 
O
CH3
O
CH3
Br
AlCl3
CH3
O
O
O
CH3
AlCl3
Br2
η=80% η=59%
José Virgílio Prata_2017 110
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Ex. 2 substituinte orto-para-director introduzido em 1º lugar 
 
 
 
 
 
 
 
 
O
CH3
CH3
O
O
O
CH3
BrBr
AlCl3 AlCl3
Br2
+ orto isómero
η=75% η=79%
José Virgílio Prata_2017 111
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Ex. 3 
 
Como se poderia preparar ? 
 
 
 
Hipótese 1: a partir de acetofenona 
O
CH3
O
CH3
NO2
AlCl3
CH3
O
O
O
CH3
H2SO4
HNO3
η=80% η=55%
 
O
CH3
NO2
Dado que são ambos meta-
directores, em princípio o 
resultado seria idêntico! 
José Virgílio Prata_2017 112
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Hipótese 2: A partir de nitro benzeno 
 
 
 
 
 
 
 
 
⇒ O grupo nitro é fortemente desactivador 
⇒ O nitrobenzeno não sofre alquilação nem acilação de Friedel-Crafts 
⇒ Na prática, substratos mais desactivados que mono-halogenobenzenos, não sofrem alquilação ou 
acilação de Friedel-Crafts 
CH3
O
O
O
CH3
H2SO4 AlCl3
HNO3 Não ocorre reacção!!
NO2
η=95%
José Virgílio Prata_2017 113
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Orientação e Reactividade em substratos com 2 ou mais substituintes 
 
⇒ A orientação e reactividade podem ser previstas com base na análise dos efeitos cumulativos 
dos substituintes 
 
Ex. 1 Os locais disponíveis para a entrada do electrófilo são equivalentes 
 
 
 
 
 
 
 
CH3
CH3
CH3
O
O
O
CH3
CH3
CH3
O
CH3
AlCl3
η=99%
Os substituintes 
presentes são 
orto-para 
directores 
José Virgílio Prata_2017 114
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Ex.2 Os efeitos orientadores dos substituintes são complementares 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
⇒ Os efeitos orientadores são mutuamente reforçados 
O grupo CH3 é 
orto-para 
director e o 
grupo NO2 é 
meta-director 
CH3
NO2
CH3
NO2
Br
FeBr3
η=90%
Br2
José Virgílio Prata_2017 115
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
 
 
 
 
 
Ex. 3 
 
 
 
 
 
 
 
NHCH3
Cl
NHCH3
Cl
Br
CH3COOH
η=87%
Br2
Os grupos 
NHCH3 e Cl 
são orto-para 
directores 
Em regra, incluindo os casos em que os efeitos orientadores de cada substituinte se 
opõem um ao outro, o controlo da regiosselectividade é realizado pelo substituinte 
mais activador da SEA 
José Virgílio Prata_2017 116
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Ex. 4 Quando duas posições são comparativamente activadas por grupos alquilo, a 
substituição ocorre na posição menos impedida 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CH3
C(CH3)3
CH3
C(CH3)3
NO2
H2SO4 η=88%
HNO3
menor impedimento estéreo
José Virgílio Prata_2017 117
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
SEA em Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (HAP) 
 
 
 
 
Ex. Naftaleno EHOMO C10H8 = - 8.71 eV 
 
 
 
 
 
 
 
Em regra, os HAP são mais reactivos que o benzeno e sofrem o mesmo tipo de substituição 
que o PhH quando tratados com os mesmos reagentes 
O CH3
1
2
1-acetilnaftaleno
CH3
O
Cl
AlCl3
η=90%
⇒ Posição C-1 é 
mais reactiva 
(maior densidade 
electrónica); 
O ião arénio 
formado por ataque 
em C-1 tem maior 
estabilidade » » 
José Virgílio Prata_2017 118
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Formação e estabilidade do ião arénio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
E H
E H
E
H
E
H
E
H
Ataque em C-1 Ataque em C-2
+
+
+
+
+
Carácter 
benzenóide é 
mantido em um 
dos anéis, 
enquanto que a 
carga positiva é 
deslocalizada 
por ressonância 
(alílica) 
Aquando da 
estabilização da 
carga positiva por 
deslocalização por 
ressonância 
(alílica), o carácter 
benzenóide do 
intermediário é 
perdido! 
E=Br » » E=226.99 kcalmol-1 E=Br » » E=230.35 kcalmol-1 
José Virgílio Prata_2017 119
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Controlo cinético vs controlo termodinâmico na sulfonação do naftaleno 
 
 
 
Controlo cinético 
E= -76.12 kcalmol-1 
SO3H
SO3H
H2SO4
t.amb. 160ºC
SO3
H2SO4SO3
H H
Controlo termodinâmico 
E= -78.40 kcalmol-1 
José Virgílio Prata_2017 120
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
SEA em Compostos Aromáticos Heterocíclicos (CAH) 
 
 
 
Piridina 
 
Reactividade: Muito menos reactiva que o PhH 
 
 
 
Não é possível generalizar sobre a reactividade dos CAH comparativamente ao PhH 
Há compostos muito mais reactivos e outros praticamente inertes face à SEA 
 
A maior electronegatividade do N (comparativamente a CH no PhH) origina que 
os electrões ππππ sejam menos polarizáveis face ao ataque do E+ 
A coordenação do N com os ácidos protónicos ou de Lewis (eg. AlCl3, FeBr3), 
utilizados na activação do electrófilo, desactiva ainda mais o anel (ião piridínio) 
face à SEA EHOMO C5H5NH+ = - 15.43 eV 
EHOMO C5H5N = - 9.93 eV 
 
EHOMO PhH = - 9.65 eV 
EHOMO PhNO2 = - 10.56 eV 
N
José Virgílio Prata_2017 121
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Regiosselectividade: Apenas a posição 3 sofre SEA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
N N
N
N
H
E N
H
E N
H
E
H
E
N
H
E
N
H
E
H E
N
H E
N
H EC-4
C-2
C-3
+
+ +
+
+ +
+
+
+
Intermediários 
provenientes do 
ataque em C-2 e 
C-4 muito 
desestabilizados 
(N+) 
José Virgílio Prata_2017 122
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Ex. Sulfonação da Piridina 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Alquilação e Acilação de Friedel-Crafts não ocorrem!! 
N
SO3, H2SO4
Ác. piridina-3-sulfónico
η=71%
NHgSO4, 230ºC
SO3H
José Virgílio Prata_2017 123
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________Outros CAHs 
 
 Furano Pirrole Tiofeno 
 
 
 
 
 
 
 
 
O N
H
S
EHOMO C4H4O = - 9.32 eV EHOMO C4H4NH = - 8.66 eV EHOMO C4H4S = - 9.22 eV 
Reactividade: Muito mais reactivos que o Benzeno 
Contêm 6 electrões ππππ, como o PhH, deslocalizados por 5 átomos 
José Virgílio Prata_2017 124
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Regiosselectividade: Apenas a posição 2 sofre SEA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O
O EH
+
O EH
+
O EH
+
O
E
H
+
O
E
H
+
C-2
C-3
E+
E+
Intermediário 
proveniente do 
ataque em C-2 
é mais 
estabilizado 
A regiosselectividade para o Tiofeno e Pirrole é idêntica ao do Furano 
José Virgílio Prata_2017 125
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Ex. Acetilação do Furano 
 
 
O
CH3
O
O
O
CH3
BF3 O
O
CH3
+ CH3COOH
2-Acetilfurano
η=75−92%
José Virgílio Prata_2017 126
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Reacções de derivados do benzeno 
Ex.: 
 
 
O OH
H
H CH3
O
OH
O
O-CH3
NH2 N
O
H
O
O-CH3
O
O-CH3
NaBH4 /MeOH
i) NaNH2 /NH3 líq.
ii) CH3-I
H+ /MeOH
Ac2O /NaHCO3
H2 /Pd
MeOH
Essas transformações seguem 
um perfil de reactividade que 
é, sobretudo, característico da 
funcionalidade presente no 
derivado 
Para além das reacções que 
envolvem, de modo directo, o 
núcleo benzénico, existe um 
grande número de outras 
transformações nas quais os 
substituintes do anel tomam 
parte 
José Virgílio Prata_2017 127
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
 
 
 
 
Derivados contendo azoto 
A introdução de N no anel aromático requer uma fonte de "N+"; classicamente é realizada via 
nitração 
 
Obtenção de hidroxilaminas e aminas aromáticas 
⇒ os compostos nitrados podem sofrer redução para dar hidroxilaminas, compostos nitrosos ou aminas; a 
redução do grupo nitro pode ser efectuada 
 - por um metal (eg. Zn, Sn, Fe) em meio ácido 
 - por hidrogenação catalítica 
⇒ a escolha criteriosa de condições reaccionais, permite obter, alternativamente, compostos nitrosos, 
hidroxilaminas e aminas 
Um outro conjunto de transformações dos derivados do benzeno é aquele em que o anel benzénico 
tem uma acção determinante na reactividade apresentada pelo substituinte; algumas reacções 
incluídas nesse conjunto serão apresentadas a seguir 
José Virgílio Prata_2017 128
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
Mec. (metal + ácido) 
 
N
+
O
O
N
+
O
O
N
+
O
O
H
N
O
O
H
N OH N OH N O N O
N OH
H
NH2
M H+ M
M
H+
M
H+
MH+
- H2O
 nitrosobenzeno
(composto nitroso)
fenil-hidroxilamina
 (hidroxilamina)
 anilina
(amina)
H2O+
. .
..
..
: :
::
: : :
:
:
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
.. ..
..
.. ..
..
.. ..
..
..
..
:
:
:
H+
.. ..
..
..
..
..
CH3
NO2
NO2
CH3
NH2
NH2
Fe /HCl
C2H5OH, ∆
74 %
José Virgílio Prata_2017 129
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
Diazotação de aminas aromáticas primárias- formação de sais de diazónio 
O tratamento de uma amina aromática primária com um agente nitrosante, origina a formação de um 
sal de diazónio 
Mec. 
 1) formação do agente nitrosante 
NH2 N=N
2 NaNO2
2 HCl, < 5 ºC
..
..
+
Cl -
2 H2O+ + Na+ Cl -
cloreto de benzenodiazónio
 (sal de diazónio)
O
+
H
N=OH
O
+
H
N=OH
Na+ O-N=O- + H+ Cl -
H2O
HO-N=O + Na+ Cl -
HO-N=O + H+ Cl - + Cl -
H2O + N=O
+
⇒ são intermediários 
estáveis (por períodos 
curtos), quando 
mantidos a baixa 
temperatura (< 5 ºC) 
 
⇒ são intermediários 
muito úteis em síntese 
(vide adiante) 
⇒ o agente nitrosante efectivo 
pode ser o NO+ (ião nitrosónio 
ou catião nitrosilo), em meios 
de acidez elevada, ou a sua 
forma hidratada (ác. nitroso 
protonado) 
José Virgílio Prata_2017 130
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
2) diazotação (com utilização de NO+) 
 
 
NH2 N
+
H
H
N=O N
H
N=O
N
+
H
N O-H
N
N O-H
N
N O-H
H
N
+
N N N
+
 
N=O
+
+
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
- H+
- H+..
..
..
H+
 H+
 H+
..
..
..
..
+
- H2O
..
 catião benzeno-diazónio
(catião diazónio aromático)
José Virgílio Prata_2017 131
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 
 
⇒ a razoável estabilidade dos catiões diazónios aromáticos, deve-se à possibilidade de 
deslocalização da carga positiva pelo anel aromático # 
 
 
 
 
⇒ os catiões diazónio alifáticos, não tendo essa possibilidade de estabilização, rapidamente 
sofrem decomposição: R-N2
+ → R+ + N2 
 
N
+
NN N
+
 
N
+
N N
+
N N
+
N..
..
.. .. +
..
..
..
+
..
..
+
José Virgílio Prata_2017 132
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________ 
Reacções dos sais de diazónio 
Reacções envolvendo a substituição do grupo diazónio 
 1) substituição por Cl, Br e CN- reacções de Sandmeyer 
Ex.: 
N
+
N
CH3 CH3
Cl
Cl
N
+
N
Cl
Br
N
+
N
NO2 NO2
CN
Cl -
CuCl
60 ºC
+ N2
CuBr
100 ºC + N2
Cl -
CuCN
100 ºC
+ N2
Br -
75 %
65 %
60 %
⇒ a reacção de um sal de 
diazónio com sais de Cu (I), 
resulta na substituição 
formal de N2 
⇒ o mecanismo envolvido 
é radicalar 
Sandmeyer, T. Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1884, 17, 1633.
Química Orgânica II
Possível mecanismo
José Virgílio Prata_2017 133
N
N+
Cl-
Cu Cl
+ N2+ Cu
Cl
Cl
Cl
+ CuCl
José Virgílio Prata_2017 134
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
2) substituição por flúor e por iodo 
 
 
 
 
 
 
3) substituição por OH 
 
 
N
+
N
NO2 NO2
OH
+ N2
-
HSO4
H2SO4
H2O, 100 ºC
75 %
N
+
N I
+ N2 + KHSO4
KI, t. amb.HSO4
- ⇒ método standard para a 
introdução de iodo no anel 
⇒ método mais geral para a 
preparação de fenóis 
N
+
N F
+ N2
BF4
-
∆ + BF3
⇒ principal método para a 
introdução de flúor no anel 
Balz, G.; Schiemann. G. Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1927, 60, 1186.
Reacção de Schiemann
José Virgílio Prata_2017 135
Química Orgânica II
___________________________________________________________________________________________________
 Reacções de acoplamento diazóico 
 
⇒ Os catiões diazónio são electrófilos fracos (ELUMO= - 6.36 eV) (e.g.,comparativamente a NO2
+, ELUMO= - 8.81 eV) 
 
⇒ Só os substratos aromáticos activados (fenóis, aminas e similares) se adicionam aos catiões diazónio 
originando compostos azo 
 
⇒ A electrofilia dos catiões diazónio pode ser aumentada pela introdução de grupos electroatractores nas 
posições orto e para 
Ex.: