Sustitucion nucleofilica

Sustitución nucleofílica

11/17/2003

Prof. Ivette Torres Vera

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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 Prof. Ivette Torres Vera Q231 2

Nucleófilo
• Carga negativa • (OH-), el átomo dona el par de electrones en la reacción de sustitución y en el producto es neutral. • 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 serclasificados 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
– Dona un enlace de hidrógeno. – Los más comunes contienen el grupo OH. – Ejemplo:
• H2O • Alcoholes de bajo peso molecular

• Apróticos
– No pueden donar enlaces dehidrógeno. – 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 yel 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 nucleofílica unimolecular – Reacción en la cual solo el haloalcano estáenvuelto 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-X para formar un carbocatión intermediario.
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• El carbocatiónreacciona 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
– Reacción de primer orden. – La velocidad de la reacción y el estado de transición dependen delhaloalcano.

• 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 cual el Nu:- desplaza al grupo saliente del haloalcano. • 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 electrones en los átomos de O y N actúan como bases Lewis.
– acetona, acetonitrilo

• Los aniones son pobremente solvatados...