Química Orgânica 2 · Revisão de substituição aromática para a prova
Isopropilação de Friedel–Crafts do p-xileno
Condições: AlCl3 (cat.), 0 °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 2-cloropropano se liga ao cloreto de alumínio
O cloreto de alumínio é o catalisador ácido de Lewis: um par isolado do cloro do 2-cloropropano ocupa o orbital vazio do alumínio. A ligação C–Cl fica então polarizada e enfraquecida, pronta para ionizar.
As setas curvas
- Um par isolado do cloro é doado ao orbital vazio do alumínio.
Forma-se o cátion isopropila
A ligação C–Cl se rompe e seus elétrons vão para o cloro, formando tetracloroaluminato e o cátion isopropila secundário. Nenhum deslocamento de hidreto ou de metila consegue torná-lo mais estável, então ele reage sem se rearranjar.
As setas curvas
- O par C–Cl vai para o cloro, que permanece ligado ao alumínio como AlCl4⁻.
O p-xileno ataca o cátion isopropila
As quatro posições livres do p-xileno são equivalentes, cada uma em orto a uma metila e em meta à outra. Um par π do anel forma a nova ligação C–C com o carbono catiônico, e a carga positiva fica no carbono vizinho do anel que carrega metila.
As setas curvas
- O par π do anel num carbono livre forma a ligação com o carbono isopropílico pobre em elétrons.
O íon arênio distribui sua carga
A carga positiva do íon arênio é compartilhada pelos carbonos em orto e em para à nova ligação. A primeira estrutura contribuinte desenhada é terciária porque esse carbono carrega uma metila; essa estabilização extra é o motivo de as metilas ativarem o anel.
As setas curvas
- A ligação π do anel se desloca em direção ao carbono catiônico, levando a carga para o carbono em para à nova ligação.
O tetracloroaluminato remove o próton do anel
Um cloreto do AlCl4⁻ captura o próton do carbono sp³, liberando HCl e regenerando o AlCl3; por isso basta uma quantidade catalítica. O par C–H reconstrói o anel aromático.
As setas curvas
- Um par isolado do cloro do tetracloroaluminato captura o próton do anel.
- O par Al–Cl fica no cloro, liberando AlCl3 neutro e HCl.
- O par C–H forma uma ligação π do anel com o carbono vizinho que carrega metila.
- A ligação π seguinte se desloca para o carbono catiônico e restaura o sexteto aromático.
2-Isopropil-1,4-dimetilbenzeno
Forma-se o 2-isopropil-1,4-dimetilbenzeno, com HCl, e o AlCl3 fica livre para ionizar outra molécula de 2-cloropropano. Trabalhar a 0 °C com excesso do areno limita uma segunda alquilação do produto, mais rico em elétrons.
O que você vai praticar
Desenhe a ionização do 2-cloropropano pelo AlCl3, o ataque do p-xileno ao cátion isopropila e a perda do próton do anel que formam o 2-isopropil-1,4-dimetilbenzeno.
Você acabou de desenhar cada seta deste problema.
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