Questão 11 Fuvest 2023 - 1ª fase
Os cães podem ser treinados para identificar certas substâncias, dentre elas, a cocaína. Contudo, no treinamento, os cães não precisam ser expostos à cocaína para aprenderem a reconhecer o seu odor. O treinamento pode ser realizado com o benzoato de metila, um éster de odor pungente, produto volátil da degradação da cocaína.
Considerando o exposto, qual das reações representadas poderia gerar o mesmo éster capaz de atrair um cão treinado para a identificação de cocaína?
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a) Correta. O benzoato de metila é um éster formado por substituição nucleofílica entre um ácido carboxílico e um álcool, processo denominado esterificação de Fischer. Como o carbono do grupo carboxila é eletrofílico, sofre ataque do par de elétrons livres da hidroxila alcóolica (grupo nucleofílico), levando ao produto de substituição (éster), conforme descrito na equação abaixo:
b) Incorreta. A reação entre o ácido benzóico e 1,1-diclorometano, ocorreria apenas se o meio estivesse alcalino já que, nessas condições o ácido carboxílico é desprotonado de acordo com a equação:
Em sua forma desprotonada, o grupo carboxilato poderia atuar como nucleófilo promovendo uma reação de substituição nucleofílica com haletos de alquila. Como o () é um dihaleto geminal, cujo carbono atua como sítio eletrofílico (por estar ligado a dois halogênios, ele apresenta alta deficiência em elétrons), em proporção 2:1, o ácido desprotonado reage com o 1,1-diclorometano, conforme indicado na equação química abaixo:
Obs.: a reação deve apresentar baixo rendimento já que o carboxilato é aromático e, dessa forma, a carga negativa está dispersa na estrutura por ressonância.
c) Incorreta. Como o carbono de um álcool é deficiente em elétrons (eletrofílico), poderia ser suscetível a substituição eletrofílica aromática conforme descrito no esquema abaixo:
Este caso, em geral, é pouco estudado no contexto das reações de compostos aromáticos já que as condições reacionais exploradas para essa substituição são bastante específicas (reação em fase vapor catalisada por zeólitas, que são sólidos inorgânicos de diversas características estruturais).
d) Incorreta. Em meio ácido, os reagentes descritos (ácido pentanoico e metanol) sofrem reação de substituição nucleofílica formando um éster assim como ocorre no item "a". Entretanto, o éster formado é o pentanoato de metila, conforme descrito na equação abaixo e não o benzoato de metila, composto capaz de atrair um cão treinado
e) Incorreta. Um anel aromático pode reagir com um haleto de alquila, em presença de um ácido de Lewis (), pela reação de alquilação de Friedel-Crafts, conforme descrito abaixo para os reagentes da alternativa (benzeno e 1,1-diclorometano):
Como o haleto reagente é um dihaleto geminal, caso seja colocado em proporção (2 benzeno: 1 haleto) pode ainda ocorrer uma segunda substituição eletrofílica aromática, conforme descrito na equação abaixo:
