QUIMICA

Sustitución nucleofílica

11/17/2003

Prof. Ivette Torres Vera

Q231

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Sustitución nucleofílica
• Cualquier reacción en la cual un nucleófilo
(Nu:-) es sustituído por otro y X es un grupo
saliente.
• Reacción ácido-base donde:
– el Nu:- es la base Lewis, dona un par de
electrones para formar un nuevo enlace
covalente. (OH-, CH3CH2O-, NH3)
– el electrófilo es el ácido Lewis11/17/2003

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Nucleófilo
• Carga negativa
• (OH-), el átomo dona
el par de electrones en
la reacción de
sustitución y en el
producto es neutral.

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• Sin carga
• (NH3 y CH3OH), el
átomo que dona el par
de electrones en la
reacción de sustitución
será positivo en el
producto.

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Solventes para las reacciones de
sustitución nucleofílica
• Constante dieléctrica
– Medida de la habilidad del solvente para aislar
cargas opuestas.
– A mayor valor de la constante menor
interacción entre los iones de cargas opuestas
disueltos en el solvente.

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Solventes polares y no-polares• Los solventes pueden ser clasificados de
acuerdo al valor de la constante dieléctrica.
– Polares – mayor o igual a 15
– No-polares – menor de 15

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Solventes en sustitución
nucleofílica
• Próticos

• Apróticos

– Dona un enlace de
hidrógeno.
– Los más comunes
contienen el grupo OH.
– Ejemplo:
• H2O
• Alcoholes de bajo pesomolecular

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– No pueden donar
enlaces de hidrógeno.
– No tienen H enlazados
en átomos bien
electronegativos.
– Ejemplo
• Diclorometano
(CH2Cl2)
• Éter de dietilo
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Mecanismos de sustitución
nucleofílica
• Reacciones SN2– Sustitución nucleofílica bimolecular.
– El haloalcano y el nucleófilo están envueltos en
el paso determinante de la reacción.
– Envuelve un paso concertado de la ruptura y
formación de enlaces, ocurren
simultáneamente.

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Sustitución nucleofílica
• SN1
– Sustitución nucleofílicaunimolecular
– Reacción en la cual solo el haloalcano está
envuelto en el paso determinante de la reacción.

• Solvólisis
– Sustitución nucleofílica en la cual el solvente es
el nucleófilo.
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Mecanismo SN1
• Durante el proceso se
rompe completamente
un enlace antes de que
se forme otro.
• Paso lento
– Ionización del enlace
C-Xpara formar un
carbocatión
intermediario.
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• El carbocatión
reacciona con el Nu:- y
forma un ión.
• El ataque del Nu:ocurre con igual
probabilidad por
cualquier lado del
carbocatión.
• Transferencia de un
H+ a molécula de agua

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Cinética de los mecanismos
• SN1
– Reacciónde primer orden.
– La velocidad de la reacción y el estado de
transición dependen del haloalcano.

• SN2
– Reacción de segundo orden.
– La velocidad de la reacción y el estado de
transición dependen del haloalcano y Nu:-.
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Nucleofilicidad
• Mide la velocidad
relativa de la reacción.
• Se establece al medir
la velocidad en la cualel Nu:- desplaza al
grupo saliente del
haloalcano.

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• Todos los Nu:- son
bases.
• A mayor interacción
del Nu:- con el
solvente más baja su
nucleofilicidad.

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Nucleofilicidad de solventes apróticos
• Estos solventes son
efectivos para solvatar
cationes, los pares de...