Banco de questões: Funções Orgânicas: Nomenclatura de Hidrocarbonetos Aromáticos

Em um laboratório de química orgânica, os estudantes estão estudando a estrutura de diferentes hidrocarbonetos aromáticos para a síntese de novos compostos. Ao analisar uma amostra desconhecida, eles identificam um anel benzênico substituído por dois grupos metil em posições adjacentes. Qual é a nomenclatura correta desse hidrocarboneto aromático?

Um importante composto usado na indústria farmacêutica é o ácido acetilsalicílico, comumente conhecido como aspirina. Este composto é sintetizado a partir de uma sequência de reações orgânicas que incluem a nitração e a redução de um hidrocarboneto aromático. Considere um hidrocarboneto aromático monoclorado, C6H5Cl, que está envolvido na primeira etapa da síntese da aspirina. Para que o composto reaja na etapa de nitração, é necessário que o cloro seja substituído por um grupo nitro (NO2). Dada essa informação e considerando o contexto da síntese do ácido acetilsalicílico, descreva detalhadamente o mecanismo de reação que leva à substituição do cloro pelo grupo nitro no hidrocarboneto aromático. Inclua as etapas de ataque eletrofílico, formação de carbocátion, ativação eletrofílica do anel aromático, e a formação do intermediário arenium. Além disso, explique como o uso de um catalisador de Lewis, como o cloreto de ferro (III), pode acelerar e direcionar a reação para a formação do produto desejado. Justifique a necessidade de um catalisador e identifique o produto principal da reação, incluindo sua nomenclatura IUPAC completa.

Um grupo de estudantes de Química decidiu investigar a presença de hidrocarbonetos aromáticos em amostras de óleos essenciais de plantas aromáticas. Eles coletaram uma amostra de óleo de lavanda e, após realizar a destilação fracionada, obtiveram um composto puro que desejam identificar. A estrutura do composto apresenta um anel benzênico, e há um grupo metila (CH3) ligado a ele. Nomeie o composto de acordo com a IUPAC, considerando que o anel benzênico seja a prioridade na numeração dos carbonos, e explique o raciocínio utilizado para a nomenclatura.

Em um laboratório de desenvolvimento de novos materiais, os pesquisadores estão sintetizando diversos hidrocarbonetos aromáticos para avaliar suas propriedades físicas e químicas. Durante a análise, um composto isolado apresenta um anel benzênico substituído por dois grupos metil e um grupo nitro. Para assegurar a correta nomenclatura e diferenciação deste composto dos demais, é essencial aplicar as regras da IUPAC para hidrocarbonetos aromáticos. Considerando essas normas, qual é o nome sistemático apropriado para o composto descrito?