Sustitución Vs Eliminación

Eliminación Vs Sustitución



Introducción :

Los compuestos orgánicos que tiene un átomo electronegativo o un grupo atractor de densidad electrónica unido a un carbono con hibridación sp3 participan en reacciones de sustitución y/o de eliminación.


Reacción de sustitución : el átomo electronegativo o el grupo atractor de densidad electrónica es remplazado por otro átomo o grupo.Reacción de eliminación : el átomo electronegativo o el grupo atractor de densidad electrónica es eliminado junto con su hidrógeno de un carbono adyacente.


Nota : *El átomo o grupo sustituido o eliminado en estas reacciones se llama grupo saliente.
*La reacción de sustitución se llama, con más propiedas, reacción de sustitución nucleófila porque el átomo o grupo que sustituye al gruposaliente es un nucleófilo.




En nuestro caso nos centraremos en las reacciones de sustitución de los haluros de alquilo, compuestos en los que el grupo saliente es un ion haluro (Cl , Br , I ).


Haluros de Alquilo :

Cloruro de alquilo : R-Cl
Bromuro de alquilo : R-Br
Yoduro de alquilo : R-I




Nota : (terminos importantes)

Nucleófilo : especie con un par de electrones nocompartidos.

El cloro y el bromo son más electronegativos que el carbono. En consecuencia, cuando el carbono esta unido con cualquiera de esos elementos, los dos átomos no comparten por igual sus electrones de enlace. Como el halógeno más electronegativo atrae una mayor parte de los electrones de enlace, presenta una carga negativa parcia ( ) y el carbono al que esta unido presenta una cargapositiva parcial ( ).



Este enlace polar es lo que provoca la posibilidad de formarse reacciones de eliminación o sustitución.



























REACCIONES DE SUSTITUCIÓN :

En una reacción de sustitución podemos distinguir cuatro partes :

Sustrato : recibe este nombre la molécula en la cual tiene lugar la sustitución.

Reactivo / grupo entrante :es el átomo o grupo de átomos que ataca al sustrato.

Grupo saliente : es el átomo o grupo de átomos que es expulsado del sustrato.

Producto : es el resultado de la sustitución del grupo saliente por el nucleófilo.


Cuando el reactivo es un nucleófilo se produce una sustitución nucleófila, y cuando el reactivo es un electrófilo se produce una sustitución electrófila.
Nosotros vamos ahablar de la sustitución nucleófilica.


Hay dos mecanismos importantes de la sustitución nucleófilica :

1. Un nucleófilo es atraido al carbono con carga positiva parcial (electrófilo). A medida que el nucleófilo se acerca al átomo de carbono y forma un enlace nuevo, el enlace carbono – halógeno se rompe en forma heterolítica (el halógeno toma los dos electrones de enlace).


2. El enlacecarbono – halógeno se rompe heterolíticamente sin ayuda del nucleófilo y forma un carbocatión. El carbocatión (un electrófilo) reacciona entonces con el nucleófilo para formar el producto de sustitución.



Predominará un mecanismo u otro dependiendo de varios factores :
La estructura del haluro de alquilo.
La reactividad del nucleófilo.
La concentración del nucleófilo.
El disolvente de lareacción.


Se denomina reacción SN2 porque es de sustitución (S), es nucleófilica (N) y es biomolecular (2).

Nota : Biomolecular quiere decir que en el estado de transición del paso determinante de la rapidez participan dos moléculas.

El mecanismo de las reacciones SN2 se basan en tres evidencias experimentales :

1. La rapidez de la reacción depende de la concentración del haluro dealquilo y también de la concentración del nucleófilo : REACCIÓN DE SEGUNDO ORDEN.

2. A medida qe se sustituyen los hidrógenos del carbono por grupos metilo, la rapidez de la reacción disminuye progresivamente ya que como el nucleófilo ataca por detrás al carbono unido al halógeno, los sustituyentes voluminosos unidas a ese carbono disminuiran la aproximación del nucleófilo por detras,...