Química Orgânica 2 · Revisão de substituição aromática para a prova
Propanoilação de Friedel–Crafts do mesitileno
Condições: AlCl3, CH2Cl2; then H2O
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 cloreto de propanoíla se liga ao cloreto de alumínio
O cloreto de alumínio é um ácido de Lewis forte, com um orbital vazio no alumínio. Um par isolado do cloro do cloreto de propanoíla ocupa esse orbital, tornando o cloreto um grupo abandonador muito melhor.
As setas curvas
- Um par isolado do cloro do cloreto de acila é doado ao orbital vazio do alumínio, formando a ligação Cl–Al.
Forma-se o íon propanoílio (acílio)
A ligação C–Cl se rompe e os dois elétrons vão para o cloro ligado ao alumínio, liberando tetracloroaluminato. Ao mesmo tempo, um par isolado do oxigênio forma uma ligação tripla C≡O⁺, de modo que o carbono do acílio mantém o octeto completo.
As setas curvas
- O par C–Cl vai para o cloro, que permanece no alumínio como AlCl4⁻.
- Um par isolado do oxigênio forma uma terceira ligação carbono–oxigênio e estabiliza o carbono catiônico.
Um carbono do anel do mesitileno ataca o íon acílio
O mesitileno tem três posições livres equivalentes, cada uma em orto a duas metilas e em para à terceira, então qualquer uma delas dá o mesmo produto. Um par π do anel forma a nova ligação C–C com o carbono do acílio na etapa lenta, gerando o íon arênio.
As setas curvas
- O par π do anel num carbono livre forma a ligação com o carbono eletrofílico do acílio.
- Um par π C≡O volta ao oxigênio, deixando uma carbonila de cetona neutra no novo substituinte.
A carga positiva migra para outro carbono que carrega metila
No íon arênio, a carga positiva é compartilhada pelos dois carbonos em orto e pelo carbono em para à nova ligação. Os três carregam um grupo metila, então toda estrutura contribuinte é um carbocátion terciário; é por isso que o mesitileno reage tão rápido.
As setas curvas
- A ligação π do anel se desloca em direção ao carbono catiônico, levando a carga positiva para o carbono para que carrega metila.
O tetracloroaluminato remove o próton do anel
Um cloreto do AlCl4⁻ captura o próton do carbono sp³ do anel, regenerando o cloreto de alumínio. Os elétrons C–H e a ligação π do anel se deslocam para reconstruir o sexteto aromático.
As setas curvas
- Um par isolado do cloro do tetracloroaluminato captura o próton do anel.
- O par Al–Cl fica no cloro, então AlCl3 neutro é liberado junto com HCl.
- O par C–H forma uma ligação π do anel com o carbono vizinho que carrega metila.
- A ligação π adjacente se desloca para o carbono catiônico e o neutraliza, restaurando o anel aromático.
1-(2,4,6-Trimetilfenil)propan-1-ona
Forma-se a 1-(2,4,6-trimetilfenil)propan-1-ona, com HCl. A cetona retém o AlCl3 como complexo até que o tratamento com água o libere; por isso se usa um equivalente completo do ácido de Lewis.
O que você vai praticar
Desenhe a formação do íon acílio a partir do cloreto de propanoíla e AlCl3, o ataque do mesitileno e a perda do próton do anel que formam a 1-(2,4,6-trimetilfenil)propan-1-ona.
Você acabou de desenhar cada seta deste problema.
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