Química Orgânica 2 · Substituição eletrofílica aromática
Ácido naftaleno-2-sulfônico por sulfonação a 160 °C
Condições: conc. H2SO4 (contains SO3), 160 °C
Desenhe este problema você mesmo
Arraste dos elétrons que se movem até onde eles vão, ou toque em um e depois no outro. Cada seta é verificada; Dica ajuda quando você travar. Não precisa de conta.
O mecanismo, passo a passo
Próximo mostra as setas curvas de cada passo e as explica. Os passos escritos estão abaixo.
Ler todos os 6 passos escritos
O SO₃ ataca o C2 do naftaleno
A 160 °C, todas as etapas da sulfonação são reversíveis, então o ácido 1-sulfônico que se forma primeiro volta a perder SO₃. O ataque em C2, a posição β, é mais lento, mas seu produto não reverte e por isso se acumula. O par π C1=C2 se liga ao enxofre e um par π S=O vai para o oxigênio.
As setas curvas
- O par π C1=C2 forma a nova ligação C2–S.
- Um par π S=O vai para o oxigênio, que fica com carga negativa.
A carga se espalha para o segundo anel
O cátion em C1 só pode se deslocar usando a ligação π C8=C8a, o que coloca a carga em C8 e rompe o sexteto do segundo anel. O ataque em C2 tem só uma estrutura contribuinte totalmente benzenoide, e é por isso que é a via mais lenta.
As setas curvas
- O par π C8=C8a se desloca em direção ao C1 catiônico, levando a carga a C8.
Por que o isômero 2 a 160 °C?
Em condições reversíveis, quem decide é a estabilidade do produto, não a velocidade.
O hidrogenossulfato remove o próton de C2
O hidrogenossulfato remove o próton do C2 sp³. O par C–H forma a ligação π C1=C2 enquanto o par π C1=C8a volta para C8, e os dois anéis voltam a ser aromáticos.
As setas curvas
- O oxigênio negativo do hidrogenossulfato se liga ao próton de C2.
- O par C–H forma a ligação π C1=C2.
- O par π C1=C8a volta para o C8 catiônico, restaurando o sexteto do segundo anel.
Protone o sulfonato
O oxigênio do sulfonato recupera o próton do ácido sulfúrico, gerando ácido naftaleno-2-sulfônico e regenerando o hidrogenossulfato. O próton do anel foi simplesmente repassado ao produto.
As setas curvas
- Um par isolado do oxigênio negativo do sulfonato se liga ao próton do ácido sulfúrico.
- O par O–H fica no oxigênio, regenerando o hidrogenossulfato.
Ácido naftaleno-2-sulfônico
Resta o ácido naftaleno-2-sulfônico, o produto termodinâmico, depois que o equilíbrio se estabelece. Seu grupo SO₃H não tem vizinho peri, então tem energia menor que o isômero 1.
O que você vai praticar
Desenhe o ataque do SO3 em C2 do naftaleno, a estrutura contribuinte do íon arênio que leva a carga ao segundo anel, e a desprotonação e protonação a ácido naftaleno-2-sulfônico, o produto termodinâmico.
Você acabou de desenhar cada seta deste problema.
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