Química Orgânica I: Reações de Substituição Nucleofílica - Aula 14, Notas de aula de Energia

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Química Orgânica I Profa. Dra. Alceni Augusta Werle Profa. Dra. Tania Márcia do Sacramento Melo

Reações de Substituição Nucleofílica Alifática Aula 14

Substituição Nucleofílica

Substratos: Haletos de alquila, Álcoois, Haletos de tosila e mesila

Natureza do grupo abandonador

Existem poucos grupos abandonadores. Vale as considerações feitas nas reações de eliminação. Para ser um bom grupo abandonador, o substituinte deve ser deslocado como uma molécula ou íon relativamente estável, fracamente básico. A ligação C-H, C-C, C-N, C-P quase nunca será quebrada em reações de substituições.

Compostos de C, N, O, X, H, S e P podem atuar como nucleófilos:

Cl- ; Br-; I-; H 2 O; OH-; CH 3 O-; -CN; H-; HS-; NH 3 ; etc.

Nucleófilos

Qualquer espécie química, neutra ou negativa, que tenha um par de elétrons livres (base de Lewis).

Diagrama de Energia Livre

Estereoquímica da reação SN 2

Experimentalmente ocorre inversão da configuração

Pureza enantiomérica= 100% Pureza enantiomérica= 100%

Reações de Substituição Nucleofílica Unimolecular (SN1)

V= k[substrato]

H 2 O

Mecanismo para a reação SN1:

A primeira etapa leva à formação de um carbocátion

Diagrama de Energia

Estereoquímica da reação SN 1

carbocátion ⇒ trigonal planar ⇒ataque dos 2 lados

Reatividade Relativa em Substituições

As variações nas velocidades observada para cada mecanismo dependem:

 Do solvente

 Da estrutura do substrato

 Da natureza do nucleófilo

 Da natureza do grupo abandonador.

Nenhum destes fatores são completamente independentes

Efeito do solvente

 Para analisar o efeito dos solventes deve-se considerar a formação ou a extinção de íons na etapa determinante da velocidade da reação.

 Bons solventes ionizantes: estabilizam os íons por solvatação

 Reações que produzem íons a partir de espécies neutras são ACELERADAS por bons solventes ionizantes

 Reações nas quais íons colidem com moléculas neutras são mais LENTAS em solventes ionizantes