MECANISMOS DE REACCION

MECANISMOS DE
REACCIÓN
SN1, SN2, E1 y E2

Qca. Orgánica I

SUSTITUCIÓN
NUCLEOFÍLICA
 Las sustituciones nucleofílicas son de dos tipos: reacción SN2 y
reacción SN1.
 En la primera, el nucleófilo entrante ataca al halogenuro desde
una posición a 180º respecto al grupo saliente, lo que da por
resultado una inversión de la configuración cuando el carbono en
cuestión es quiral (análoga a lainversión de un paraguas por el
viento) en el átomo de carbono. La reacción tiene cinética de
segundo orden, y es fuertemente inhibida conforme aumenta el
volumen estérico de los reactivos.
 Por tanto, las reacciones SN2 se ven favorecidas sólo para
sustratos primarios y secundarios.
 

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REACCIONES SN2
 1.-        Estas reacciones ocurren con inversión
completa de la estereoquímica delcarbono
estereogénico. 
 2.-        Estas reacciones presentan cinética de
segundo orden y obedecen a la siguiente ley
de velocidad: Velocidad = k · [RX] · [Nu]. 
 3.-        Su mecanismo es en un sólo paso,
formándose un estado de transición. 
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Reacción neta

 CH3CH2Br + OH = CH3CH2 OH + Br
(Bimolecular porque, en el paso cuya cinética se mide,
participan dos moléculas: elnucleófilo y el halogenuro de
alquilo).

Qca. Orgánica I

mecanismo

   El nucleófilo -OH utiliza los electrones

de su par no compartido para atacar el
carbono del halogenuro de alquilo en
una dirección a 180º del halógeno
saliente. Esto da por resultado un
estado de transición en el cual el enlace
C-OH está parcialmente formado y el
enlace    C-Br está parcialmente roto.  
La estereoquímica delcarbono se
invierte a medida que se forma el enlace
C-OH y el ion bromuro se desprende
con el par de electrones del enlace C-Br
original.
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estereoquímica

Qca. Orgánica I

Perfíl energético de la
reacción SN2

Qca. Orgánica I

EFECTO ESTÉRICO EN LA REACCIÓN SN2.

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.

Impedimento estérico a la reacción SN2

 Como se indican en estos modelos, el átomo de
carbono en(a), bromometano, es fácilmente
accesible, lo que da por resultado una reacción
SN2 rápida.
 Los átomos de carbono en (b), bromoetano
(primario),
 en (c), 2-bromopropano (secundario) y
 en (d), 2-bromo-2-metilpropano (terciario), son
sucesivamente menos accesibles, lo que da por
resultado reacciones SN2 cada vez más lentas.
 Las reactividades relativas de algunos sustratos son
como sigue:
CH3-Br > CH3-CH2-Br > (CH3)2-CH-Br > (CH3)3-C-Br
Qca. Orgánica I

 

Ejemplo:
Para la reacción    R-Br  +  Nu-  ®  R-Nu  +   Br-    (SN2) 


Grupo R

Velocidad relativa

                 CH3-

30

                 CH3-CH2-

1

                 R’-CH2CH2-

0.4

                 (CH3)2-CH-

0.002

                 (CH3)3-C-

0.001

                 (CH3)3-C-CH2-

0.00001

Qca. Orgánica IREACCIONES SN1
 Se observa que el 2-bromo-2-metilpropano es
más de un millón de veces más reactivo que el
bromoetano.
 R-Br  +  H2O =  R-OH  +  H-Br 
 (CH3)3CBr  > (CH3)2CHBr >  CH3CH2Br  >  CH3Br

 velocidades relativas de reacción con agua de
algunos halogenuros de alquilo.
 Reactividad relativa   
1,200                  0,012               0,001         0,0001
Qca. Orgánica I

  ¿Qué sucede?
 Esclaro que se trata de reacciones de
sustitución nucleofilica, aunque el orden de
reactividad parece invertido.
 Estas reacciones no pueden estar ocurriendo
por el mecanismo que hemos venido
considerando, y por tanto se concluye que
existe un mecanismo de sustitución alternativo.
Este mecanismo alternativo se llama reacción
SN1 (que indica sustitución nucleofilica
unimolecular).
Qca. Orgánica I Muchas reacciones orgánicas son muy
complejas y transcurren en pasos
sucesivos. Uno de estos pasos suele ser
más lento que los otros, y se le llama
paso limitante de la velocidad .
Ninguna reacción puede transcurrir más
rápido que su paso limitante de
velocidad, el cual actúa como un cuello
de botella
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ESTEREOQUÍMICA DE LA REACCIÓN SN1.

Qca. Orgánica I

Primera etapa:...