REACCIONES DE SUSTITUCION NUCLEOFILICA ALIFATICA

REACCIONES DE SUSTITUCION NUCLEOFILICA
ALIFATICA
• Las sustitución nucleofílicas alifática, ocurren solo
en sustratos con carbonos sp3.
• Los sustratos más comunes son los haluros de
alquilo.
• Los nucleofilos más comunes son bases de Lewis.
NUCLEOFILO-SUSTRATO-NUCLEOFILO
X = F, Cl, Br, I
+
El enlace C-X es polar y la ruptura es heterolítica,
el halógeno conserva el par de electrones
Y = es un nucleofilo con un par de electrones libre o una carga negativa,
generalmente va acompanado de un cation metálico como Na, Li, ó K
Sustitución Nucleofílica Bimolecular
(SN2)
• El grupo entrante (nucleófilo) se une al sustrato por la parte mas alejada
del grupo que va a salir (nucleófugo).
H
Br
H
O
H
H
Est. Transición.
∆H
sustrato
Prod.
Avance de Reacción
Sustratos para SN2
• 1.- La reacción SN2 ocurre con sustratos primarios y
secundarios poco impedimento estérico.
Nucléofilo Entrante
• 2- La reacción SN2, se favorece con nucléofilos
pequeños.
• La nucleofilidad es afectada por efectos
estéricos.
Cinética de Reacción
• 3.- La reacción SN2 procede en un solo paso.
• 4.-La velocidad de reacción depende de la
concentración del sustrato y del reactivo.
Est. Transición.
∆H
Kvel = k[sust][Nucl]
sustrato
Prod.
Avance de Reacción
5.- Estereoquímica.
O
OH
O
Cl
PCl5
OH
OH
HO
HO
O
O
ácido (-)málico
[α] = -2.3
acido (+) clorosuccínico
Ag2O, H2O
Ag2O, H2O
O
Cl
O
OH
OH
PCl5
OH
HO
HO
O
acido (-) clorosuccínico
ácido (+)málico O
[α] = +2.3
¿En que paso ocurrió la inversión de la configuración?
ESTEREOEQUÍMICA
En compuestos quirales, ocurre inversión de la configuración.
El efecto se conoce como INVERSION DE WALDEN
H3C
O
6.-Grupo Saliente (Nucléofugo)
• 6.- efecto del grupo saliente. (nucléofugo), depende de la polarización del
enlace c-x, además de que tan capaz sea el nucleofugo de soportar la
carga negativa, o el par de electrones.
• Los efectos pueden ser de resonancia, basicidad y tamaño.
Base más fuerte
C-F,
1.35A
C-Cl
1.67A
C-Br
1.85A
C-I
Base más débil
2.05A
• Por otra parte, la basicidad, disminuye de F, Cl, Br, I.
• El tamaño del átomo, aumenta de F a I.
• El átomo de Yodo, es el menos básico y el mas grande, por lo tanto, puede
soporta una carga negativa de manera mas adecuada.
• Como consecuencia, el yodo es el mejor grupo saliente.
Grupo Saliente (Nucléofugo)
•
Comparemos al oxígeno como grupo saliente:
•
•
•
C-OH
C-O-CH3
C-O-C=O
OH
CH3
O
O
•Entre mas repartida este la carga negativa, mas estable es el grupo saliente.
• Las estructuras de resonancia contribuyen a la estabilidad de los aniones.
7.- Efecto del Disolvente
• Los disolventes polares próticos , solvatan al
nucléofilo y al catión por efectos de formación de
puentes de hidrógeno
• Los disolventes polares no próticos , solvatan al
catión por efectos de donar pares de electrones.
• Como consecuencia dejan mas libres al nucléofilo