Reacciones electrofilicas

Reacciones orgánicas
A.D. Garnovskii

L

as reacciones orgánicas son reacciones químicas de formación y transformación de los compuestos. La mayor parte de tales reacciones ocurre solamente con la participación de compuestos orgánicos. Sin embargo, se conocen algunas transformaciones en las que los compuestos orgánicos se forman tanto por la interacción entre compuestos orgánicos einorgánicos, como por la interacción de compuestos inorgánicos. Un ejemplo del último caso es la síntesis de los aminoácidos naturales a partir del dióxido de carbono, amoniaco y agua, que se lleva a cabo en condiciones de laboratorio por la acción de radiación, descargas eléctricas y otras fuentes de energía. Procesos similares podrían haber tenido lugar en la atmósfera inicial de la Tierra. Losaminoácidos formados por esa vía son capaces de transformarse en polipéptidos, creando así condiciones favorables para el origen de los organismos más simples de la vida.1 Transformaciones con la participación del hidrógeno (hidrogenación), halógenos (halogenación), del agua (hidratación) y de ácidos minerales como el ácido nítrico (nitración) o el ácido sulfúrico (sulfonación) se utilizan ampliamente enreacciones orgánicas.2-9 Generalmente, las reacciones orgánicas ocurren por la vía mecánica de etapas consecutivas, aunque existen también las reacciones concertadas y simultáneas. Estos procesos se acompañan por la formación de diferentes intermediarios tales como: carbocationes (R+), carboaniones (R-), radicales libres (R·), catión-radicales (R+), anión-radicales (R-), carbenos (R1R2C:),nitrenos (R-N:) y otras partículas no estables, cuyos tiempos de vida son fracciones de segundo. El logro más reciente en esta área es el estudio de transformaciones químicas con tiempos de duración de 10-15 (femoquímica). La existencia de estados de transición con tiempos de vida supercortos fue establecida recientemente; los intermediarios no estables y sus estructuras fueron determinados por A.Zewall10 (Premio Nobel 1999). Se ofrecieron varias clasificaciones para las re-

acciones orgánicas. La más simple y común, para reacciones orgánicas e inorgánicas, tiene en cuenta solamente los signos formales, sin depender del mecanismo de la reacción. Esta clasificación incluye las reacciones de adición, es decir, la formación de un compuesto a partir de sus precursores; las reacciones desustitución, cuando un reactante sustituye a un fragmento de la molécula y a las reacciones de isomerización (redistribución de enlaces, incluyendo variaciones de estereoquímica), sin cambios cuantitativos y cualitativos de la composición bruta. La clasificación de uso más frecuente se basa en el mecanismo de reacción y en sus factores característicos. Aquí se tienen en cuenta la naturaleza dereactivos e intermediarios, destrucción y formación de enlaces y el método de excitación. Se distinguen las reacciones electrofílicas y nucleofílicas. Las primeras ocurren con la participación de aceptores del par electrónico (agentes electrofílicos) e incluyen la sustitución electrofílica (SE) y la adición electrofílica (AdE). Las reacciones nucleofílicas tienen lugar con la participación de donadoresdel par electrónico (agentes nucleofílicos) e incluyen la sustitución nucleofílica (SN) y la adición nucleofílica (AdN). Las reacciones orgánicas pueden ser clasificadas como homolíticas o heterolíticas, basándose en el modo de ruptura de enlaces en las moléculas orgánicas. Las primeras consisten en la ruptura simétrica de un enlace de dos electrones y dos centros que produce radicales libres. Lassegundas transformaciones consisten en una ruptura asimétrica del enlace antes mencionado, formando dos partículas cargadas con signos opuestos (catión y anión). Por la naturaleza de los intermediarios, las reacciones se distinguen en radicálicas (los intermediarios poseen electrones no apareados), iónicas (los
* Rostov State University, Institute of Physical and Organic Chemistry, 344090,...