Síntese de anéis de benzeno substituídos I

RKA10GM - Agora que sabemos as reações, vamos trabalhar com todas juntas e sintetizaremos alguns compostos orgânicos simples. Nossa meta é produzir esta molécula a partir do benzeno. O método de análise que podemos usar é a retrossíntese. Para isso, temos que analisar os grupos ligados ao nosso anel. Vejamos este bromo. Sei que o bromo é orto-para-dirigente, pois tem um par de elétrons na última camada. Então, este bromo é orto-para-dirigente. Mas veja este grupo nitro, sei que é um meta-dirigente. Sei disso porque este nitrogênio tem uma carga positiva. E, logo ali, o grupo acila ligado ao anel também é meta-dirigente, porque este grupo é parcialmente positivo. Comparando esses grupos, vemos que o bromo deve ter sido o último adicionado, porque este bromo é meta tanto para o grupo nitro quanto para o grupo acila. Então, vamos avançar e desenhar o precursor. Retiramos o bromo, ficamos com um anel aromático ligado a um grupo acila e a um grupo nitro. O passo seguinte é lembrar como colocar um bromo em um anel aromático. A resposta é uma adição de haleto. Então é preciso bromo em um catalisador. O catalisador pode ser o brometo de ferro. Agora, podemos voltar e descobrir qual é o próximo precursor. Como poderíamos produzir esta molécula? Novamante, temos dois grupos: um grupo nitro e um grupo acila. Poderíamos usar a nitração para adicionar o grupo nitro, e uma acilação de Friedel-Crafts para adicionar o grupo acila. A pergunta é: qual veio primeiro? Não é possível uma acilação de Friedel-Crafts com um grupo desativante no anel. E este grupo nitro é fortemente desativante. Isso significa que não poderíamos ter um grupo nitro e, então, adicionar um grupo acila. O grupo acila precisa vir antes, então, neste passo, adicionaremos o grupo nitro. Para o precursor imediato desta molécula, tiramos o grupo nitro, e agora temos apenas o grupo acila ligado ao anel aromático. Neste passo, realizaremos uma nitração. A nitração pede ácido nítrico concentrado e, também, ácido sulfúrico concentrado. Agora, só precisamos ir do benzeno para esta molécula e, claro, sabemos como fazer: com a acilação de Friedel-Crafts. Qual cloreto de acila usaríamos? Basta contar o número de carbonos aqui: um, dois. Precisamos de um cloreto de acila com dois carbonos, como este, e um catalisador, como o cloreto de alumínio. E a nossa síntese está completa. Começamos com a acilação de Friedel-Crafts, o grupo acila é meta-dirigente, logo, o grupo nitro será direcionado para a posição meta. E, finalmente, temos dois meta-dirigente. Adicionamos o bromo, que será direcionado a sua posição final, e terminamos. Vejamos outro problema. Temos os mesmos grupos do problema anterior, mas a molécula é diferente. Então, faremos as mesmas reações, mas em ordem diferente. Começaremos analisando os grupos novamente. Já dissemos que o bromo é orto-para-dirigente por causa deste par de elétrons. Sabemos que o grupo nitro é meta-dirigente por causa dessa carga positiva. Assim como o grupo acila, pela carbonila parcialmente positiva aqui. Olhando os grupos, parece que a nitração foi a última ocorrer, e isso porque este grupo nitro é um meta-dirigente. E mais importante, o bromo é um orto-para-dirigente, e o grupo nitro é orto para o bromo, então, é lógico que a nitração foi a última reação. Para desenhar o precursor, precisamos apenas retirar o grupo nitro e teremos o anel aromático assim, com um bromo e uma acila. Nossa última reação foi uma nitração, então, precisamos adicionar ácido nítrico concentrado outra vez, e ácido sulfúrico concentrado para a nitração. E quando procuramos o precursor desta molécula, temos, novamente, um orto-para-dirigente e um meta-dirigente no anel. E temos os grupos bromo e acila posicionados entre si como para. Então, um orto-para-dirigente guiou a acila à posição para, como produto majoritário. Então, podemos pensar na acilação de Friedel-Crafts aqui. E nesse passo, estamos removendo o grupo acila. Começamos com o bromobenzeno. Começaremos com o bromobenzeno e faremos uma acilação de Friedel-Crafts. Novamente, temos dois carbonos na acila um, e dois aqui. Então, precisamos de um cloreto de acila com dois carbonos. Novamente, nosso catalisador será o cloreto de alumínio. E você pode pensar: "Sei que halogênios como o bromo são desativantes. Como posso fazer uma acilação de Friedel-Crafts com um grupo desativante ali?" Ainda que seja orto-para-dirigente, lembre-se, é um desativante fraco. Você não pode realizar uma acilação com um desativante forte ou moderado. Mas como esse desativante é fraco, ainda obtemos, majoritariamente, o produto para. E, certamente, um pouco de orto também. Agora, temos que ir do benzeno ao bromobenzeno. E, claro, é muito simples, outra adição de haleto. Temos o bromo e o catalisador, e a síntese está completa. Desta vez, começamos com uma adição de haleto para obter um bromobenzeno. O bromo é orto-para-dirigente e o produto majoritário será a acila na posição para. E, finalmente, a nitração como orto-para-dirigente e um meta-dirigente. O grupo nitro ficará nesta posição. Pronto. Assim, resolvemos os problemas de síntese por retroanálise, visando a molécula alvo. E no próximo vídeo, faremos mais duas, um pouco mais difíceis que estas.