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Descoberta pelos químicos alemães Günther Schiemann e Günther Balz em 1927, a reação de Balz–Schiemann é uma reação química na qual uma amina aromática primária é transformada em um fluoreto de arila via intermediário de tetrafluoroborato de diazônio. Os reagentes primários dessa reação são arilaminas, ácido nitroso e ácido fluorobórico.
O mecanismo dessa reação envolve a conversão de arilaminas em fluoretos de arila via diazotização e subsequente decomposição térmica dos tetrafluoroboratos ou hexafluorofosfatos derivados. Além disso, essa decomposição também pode ser induzida fotoquimicamente.
A reação de Balz–Schiemann é especialmente vital para sintetizar os compostos aromáticos especificamente fluorados, dos quais a decomposição na ausência de solvente geralmente proporciona um rendimento razoavelmente bom de fluoretos aromáticos. A reação é semelhante à reação de Sandmeyer, que converte sais de diazônio em outros haletos de arila.
Entendendo a reação de Balz–Schiemann
Os reagentes básicos da reação são aminas aromáticas, ácido nitroso e ácido fluorobórico. Nessa reação, as aminas aromáticas sofrem diazotização sob a influência do ácido nitroso. O ácido fluorobórico é adicionado nessa reação para dar origem ao sal de arila diazônio correspondente.
Depois, o sal de arila diazônio formado é submetido ao calor para sofrer decomposição térmica e dar o fluoreto de arila junto com nitrogênio e trifluoreto de boro.
Um bom exemplo de tal processo seria quando uma fenilamina (anilina) é convertida em um fluoreto de fenil (fluorobenzeno) usando ácido fluorobórico, ácido nitroso e a adição de calor como mostrado na reação abaixo:
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| Exemplo da reação de Balz–Schiemann |
Mecanismo da reação de Balz–Schiemann
Embora pareça que a reação de Balz–Schiemann prossiga por meio de um mecanismo de reação SN1, as tendências de reatividade podem ser imprevisíveis, pois as aminas aromáticas sofrem diazotização sob a influência do ácido nitroso, sendo que esse detalhe já foi brevemente mencionado mais acima.
O mecanismo da reação de Balz–Schiemann é divido em 3 etapas:
Etapa 1: Formação do cátion Nitrosil pela desidratação do ácido nitroso.
Etapa 2: Arilamina exposta ao cátion nitrosila. Após sofrer desidratação e tautomerização, a arilamina produz o sal de arila diazônio.
Etapa 3: A adição de ácido fluorobórico ao sal de arila diazônio e a subsequente adição de energia finalmente dá fluoreto de arila por meio de um estágio intermediário de tetrafluoroborato de diazônio.
Um exemplo bem bacana do mecanismo de reação de Balz–Schiemann é ilustrado logo abaixo:
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| Mecanismo de reação de Balz–Schiemann |
Nessa reação também pode ser usados contra-íons diferentes de tetrafluoro boratos, como por exemplo: hexafluoro fosfatos, hexafluoro antimonatos. Além disso, esses contra-íons também podem melhorar o rendimento de alguns substratos da reação.
O preparo dos fluoretos de arila por meio da reação de Balz–Schiemann é bem fácil, pois é bem mais difícil preparar fluoretos de arila pela fluoração direta de hidrocarbonetos aromáticos devido à natureza violenta da reação e à dificuldade de controle da reação.
Não é recomendável fazer a decomposição térmica em grande escala dos sais de diazônio, pois os mesmos podem provocar fortes explosões.
Referências
- https://www.chemistrylearner.com/balz-schiemann-reaction.html (acessado em 15/08/2021 as 21:11)
- https://byjus.com/chemistry/balz-schiemann-reaction-mechanism/ (acessado em 15/08/2021 as 21:37)
- https://www.organic-chemistry.org/namedreactions/balz-schiemann-reaction.shtm (acessado em 15/08/2021 as 21:44)
Sobre o autor
Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico, engenheiro de segurança do trabalho e Green Belt em Lean
Six Sigma. Além disso, também sou estudante de engenharia civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)
0 Comentários de "Reação de Balz–Schiemann: Mecanismo e Exemplo de Reação"
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