Questão 9 (2º semestre · 2º dia · Grupo 2) da 2ª etapa da UFG 2010

Question

Muitas reações químicas ocorrem de modo similar. A substituição de uma molécula reagente por outra, em face de uma mesma molécula, altera as condições das reações, mas os produtos obtidos seguem o mesmo padrão de reação. 2-(trimetilsilil)aril triflatos, 2-TMSTf, por exemplo, reagem, dentre outras formas, conforme dois modelos:

modelo 1: Reagentes do modelo 1: 2-TMSTf e feniltiotributilestanho Seta de reação e produto orto-substituído do modelo 1

modelo 2: Reagentes do modelo 2 com seta de reação: 2-TMSTf e anilina Produto do modelo 2: difenilamina

Considerando essas informações,

a) se o produto de uma reação com 2-TMSTf segue o modelo 1 e forma o produto abaixo, qual é o outro reagente?

Estrutura do produto formado: anel benzênico orto-substituído por um grupo -SnBu3 e um grupo feniletinila

(3,0 pontos)

b) se a reação do fenol com 2-TMSTf segue o modelo 2, qual é o produto dessa reação?

(2,0 pontos)

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 9 (2º semestre · 2º dia · Grupo 2) da 2ª etapa da UFG 2010

2º semestre · 2º dia · Química: Reações de substituição

Muitas reações químicas ocorrem de modo similar. A substituição de uma molécula reagente por outra, em face de uma mesma molécula, altera as condições das reações, mas os produtos obtidos seguem o mesmo padrão de reação. 2-(trimetilsilil)aril triflatos, 2-TMSTf, por exemplo, reagem, dentre outras formas, conforme dois modelos:

modelo 1: Reagentes do modelo 1: 2-TMSTf e feniltiotributilestanho Seta de reação e produto orto-substituído do modelo 1

modelo 2: Reagentes do modelo 2 com seta de reação: 2-TMSTf e anilina Produto do modelo 2: difenilamina

Considerando essas informações,

a) se o produto de uma reação com 2-TMSTf segue o modelo 1 e forma o produto abaixo, qual é o outro reagente?

Estrutura do produto formado: anel benzênico orto-substituído por um grupo -SnBu3 e um grupo feniletinila

(3,0 pontos)

b) se a reação do fenol com 2-TMSTf segue o modelo 2, qual é o produto dessa reação?

(2,0 pontos)

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Resolução comentada

a) No modelo 1, o 2-TMSTf perde TMS e triflato e gera benzino (arino), um intermediário muito reativo. O reagente \ce{PhS-SnBu3} se adiciona à ligação "tripla" do benzino: o grupo \ce{PhS} liga-se a um carbono do anel e o grupo \ce{SnBu3} liga-se ao carbono vizinho (posição orto). Ou seja, a ligação \ce{S-Sn} se quebra e os dois fragmentos ficam em carbonos adjacentes.

No produto dado, os dois fragmentos orto são \ce{SnBu3} e feniletinila (\ce{C6H5-C#C-}). Pelo mesmo padrão, o reagente deve ter a ligação \ce{Sn-C} entre esses dois fragmentos, isto é, o fragmento que se liga ao anel no lugar de \ce{PhS} é o grupo \ce{C6H5-C#C}.

O outro reagente é, portanto, o feniletinil-tributilestanho:

\ce{C6H5-C#C-Sn(C4H9)3}

Assim, o benzino insere-se na ligação \ce{C-Sn} e forma o 1-(feniletinil)-2-(tributilestanil)benzeno.

Resposta: \ce{C6H5-C#C-SnBu3} (feniletinil-tributilestanho).

b) No modelo 2, o benzino formado a partir do 2-TMSTf reage com a anilina, que se liga ao anel pelo nitrogênio (\ce{N-H} adiciona-se ao benzino): o grupo \ce{C6H5-NH} liga-se a um carbono do anel e o H vai para o carbono vizinho. O resultado é a difenilamina, \ce{C6H5-NH-C6H5}.

Com o fenol, \ce{C6H5-OH}, o padrão é o mesmo: o grupo \ce{C6H5-O} liga-se a um carbono do benzino e o H ao carbono vizinho do anel. O oxigênio faz a ligação, como o nitrogênio fez na anilina. Forma-se, assim, um éter com dois anéis benzênicos.

\ce{C6H5-OH + C6H4 -> C6H5-O-C6H5}

Resposta: difenil éter (óxido de difenila), \ce{C6H5-O-C6H5}.

Assunto: Reações de substituição.

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Questão 9 no caderno Grupo 2 da 2ª etapa da UFG 2010

Fonte: UFG 2ª etapa 2010 · 2º semestre · 2º dia · Grupo 2. Prova oficial ↗