Quimica orgânica 2 parte 1 (1)

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HALETOS DE ALQUILA
Os haletos de alquila (também denominados haloalcanos) são caracterizados por apresentarem um halogênio (ou seja, um átomo de flúor, cloro, bromo ou iodo) ligado a um carbono com hibridização sp3 . Como que se o halogênio estivesse substituindo um átomo de hidrogênio de um alcano. Sua fórmula genérica é R–X (lembre-se do que você estudou em Química Orgânica I, que geralmente utilizamos a letra R para fazer referência a uma cadeia carbônica qualquer e que a letra X corresponde a um átomo de halogênio qualquer).
ESTRUTURA E PROPRIEDADES DOS HALETOS DE ALQUILA 
Como mencionado, os haletos de alquila são caracterizados por apresentarem ao menos uma ligação C–X, desse modo, diferentemente dos hidrocarbonetos, eles são moléculas polares. Isso acontece porque os halogênios são átomos eletronegativos, fazendo com que a ligação C–X seja polar, com a carga parcial positiva (δ+ ) concentrada no átomo de carbono, e a carga parcial negativa (δ- ) sobre o halogênio. 
ESTRUTURA E PROPRIEDADES DOS HALETOS DE ALQUILA 
Vale salientar que a tendência do aumento da eletronegatividade, à medida que subimos em uma família, relaciona-se intimamente com a tendência do raio atômico diminuir nesse mesmo sentido, uma vez que quanto menor o raio atômico, maior a força com que o núcleo atrai a eletrosfera e maior a eletronegatividade do elemento químico.
ESTRUTURA E PROPRIEDADES DOS HALETOS DE ALQUILA 
No recorte da tabela periódica, no qual são destacados as eletronegatividades relativas e os raios atômicos dos átomos de carbono e dos halogênios.
ESTRUTURA E PROPRIEDADES DOS HALETOS DE ALQUILA 
As consequências diretas da eletronegatividade e do tamanho do raio atômico dos halogênios nos haletos de alquila são em relação ao comprimento e força de ligação da ligação C–X. Assim, como observado na Tabela 1, quanto mais eletronegativo e menor o raio atômico do halogênio, menor o comprimento de ligação e maior a força de ligação.
ESTRUTURA E PROPRIEDADES DOS HALETOS DE ALQUILA 
Outro fator importante a se considerar é quanto à polaridade dessas moléculas. Devido à maior eletronegatividade do átomo de flúor, a ligação C–F é a mais polar, fazendo com que a densidade de elétrons sobre o flúor seja consideravelmente alta.
OBS – PM = PICÔMETROS (1 picômetro=10-12 m.).
ESTRUTURA E PROPRIEDADES DOS HALETOS DE ALQUILA 
Assim, de acordo com essas informações, percebemos que a polaridade das ligações C–X tende a aumentar à medida que a eletronegatividade do X aumenta, crescendo no seguinte sentido: C–F < C–CL < C–BR < C–I.
REGRAS DE NOMENCLATURA DOS HALETOS DE ALQUILA
Como mencionado, os haletos de alquila também são chamados de haloalcanos, eles podem ser vistos como alcanos substituídos, ou seja, ao menos um átomo de hidrogênio do alcano foi substituído por um átomo de halogênio, originando o haleto de alquila. Assim, a nomenclatura dos haletos de alquila é realizada do mesmo modo como vimos para os alcanos, apenas tratando o halogênio como um substituinte da cadeia carbônica principal. De tal modo, para relembrar, existem quatro etapas principais:
REGRAS DE NOMENCLATURA DOS HALETOS DE ALQUILA
Etapa 1: identificar a cadeia principal: 
a cadeia principal é definida pela cadeia de carbono mais longa e que contém as ligações duplas ou triplas, se houver. Também é importante se atentar que, se na molécula for possível identificar duas cadeias diferentes, mas de mesmo comprimento, devemos determinar aquela com maior número de ramificações (ou seja, de substituintes) como a principal. 
REGRAS DE NOMENCLATURA DOS HALETOS DE ALQUILA
Etapa 2: Enumerar os átomos presentes na cadeia principal 
Para enumerar os átomos da cadeia principal, devemos começar pelo átomo de carbono presente na extremidade da cadeia que esteja mais próximo a uma ramificação, independentemente da natureza desse substituinte, ou seja, não importa se o substituinte é um grupo alquila ou um halogênio, devemos iniciar a numeração apenas considerando onde aparece o primeiro substituinte
 Caso existam ramificações presentes a uma mesma distância dos átomos da extremidade, devemos começar a enumerar pela extremidade mais próxima de uma segunda ramificação.
REGRAS DE NOMENCLATURA DOS HALETOS DE ALQUILA
REGRAS DE NOMENCLATURA DOS HALETOS DE ALQUILA
Etapa 3: identificar e enumerar os substituintes 
a) Devemos identificar os números dos carbonos da cadeia principal nos quais cada um dos substituintes está ligado, de modo que possamos localizar esse substituinte. 
b) Se houver dois substituintes ligados a um mesmo carbono da cadeia principal, esses substituintes serão identificados pelo mesmo número. Ambos os localizadores devem ser designados no nome da molécula.
REGRAS DE NOMENCLATURA DOS HALETOS DE ALQUILA
Etapa 4: escrever o nome do composto em uma única palavra 
a) Devemos nomear o composto seguindo a ordem: localizador – prefixo – cadeia principal – sufixo. Lembre-se de que os localizadores são usados para indicar a localização dos substituintes, ou seja, os átomos de carbono ao qual um substituinte está ligado; e o prefixo indica o nome do substituinte. É importante indicar pelos prefixos di-, tri-, tetraetc. se houver mais de um substituinte igual na cadeia e deve-se sempre prezar pela ordem alfabética dos substituintes, colocando-os nessa ordem. A cadeia principal é nomeada de acordo com o número de átomos com que ela é formada e o sufixo indica o grupo funcional (no caso dos haletos de alquila, como eles são entendidos como alcanos substituídos, utiliza-se o sufixo -ano referente aos alcanos). 
REGRAS DE NOMENCLATURA DOS HALETOS DE ALQUILA
REGRAS DE NOMENCLATURA DOS HALETOS DE ALQUILA
b) Caso a cadeia principal possa ser numerada por ambas as extremidades, devemos começar a numerar os carbonos dessa cadeia pela extremidade mais próxima ao substituinte, seja ele um halogênio ou um grupo alquila, que tenha prioridade alfabética.
 HALETOS ORGÂNICOS
Haletos orgânicos
Os haletos orgânicos são substâncias formadas pela junção de um hidrocarboneto com um ou mais halogênios, elementos da família 7A. São substâncias, em sua maioria, tóxicas, sendo utilizadas comercialmente como gás de refrigeração, anestésico e pesticida.
Podem ser classificados de acordo com o halogênio presente na molécula, ou conforme a estrutura da cadeia carbônica (aberta ou fechada), ou ainda de acordo com a quantidade de halogênios ligados. A nomenclatura oficial dos haletos orgânicos é composta por prefixo quantificando o número de halogênios, localização e nome do halogênio, bem como a nomenclatura do hidrocarboneto.
FORMAÇÃO DOS HALETOS ORGÂNICOS
Frasco de clorofórmio, haleto orgânico utilizado como anestésico.
Frasco de clorofórmio, haleto orgânico utilizado como anestésico.
 HALETOS ORGÂNICOS
Haletos orgânicos são cadeias carbônicas que apresentam halogênios, elementos da família 7A ou grupo 17, em sua estrutura. Eles são oriundos de hidrocarbonetos que sofreram uma reação de substituição ou de adição.
Em reações de substituição, sai um hidrogênio do hidrocarboneto e entra um halogênio; em reações de adição, acontece a quebra de uma ligação dupla ou tripla do hidrocarboneto insaturado e entram dois halogênios ou um halogênio e um hidrogênio nos carbonos da ligação que se rompeu. Em todos os casos, há como produto da reação um haleto orgânico. Observe os seguintes exemplos de reações de substituição e adição que têm como produto um haleto orgânico.
Reação de substituição do tipo halogenação 
Reação de adição de halogênio 
Propriedades dos haletos orgânicos
As propriedades físico-químicas dos haletos orgânicos são diversificadas devido à grande possibilidade de formação e tamanho das cadeias carbônicas, além das propriedades individuais dos halogênio ligantes, mas podemos destacar algumas.
 Ponto de fusão aumenta de acordo com o tamanho da molécula.
 São majoritariamente solúveis em solventes orgânicos.
 Boa parte dos haletos orgânicos é tóxica.
Classificação dos haletos orgânicos1 . De acordo com o número de halogênios na cadeia carbônica
 Mono-haleto → 1 halogênio
 Di-haleto → 2 halogênios
Há ainda duas subdivisões para os haletos orgânicos com mais de um halogênio. Veja a seguir:
- Di-haleto vicinal: se os dois halogênios estiverem em carbonos vizinhos.
- Di-haleto isolado: se os halogênios estiverem a pelo menos um carbono de distância um do outro.
 Tri-haletos → 3 halogênios
Classificação dos haletos orgânicos
2. De acordo com o a estrutura da cadeia carbônica 
Haleto de alquila ou alcoíla → Se o haleto estiver ligado a uma cadeia acíclica (aberta) de carbonos.
Haleto de arila ou acila→ Se o halogênio estiver ligado a um anel aromático.
Propriedades dos haletos orgânicos
3. De acordo com a espécie de halogênio ligado à cadeia carbônica 
Flúor (F): fluoretos.
Cloro (Cl): cloretos.
Bromo (Br): brometos.
Iodo (I): iodetos.
Misto: quando houver mais de um tipo de halogênio na molécula.
Nomenclatura dos haletos orgânicos
Um dos tipos de nomenclatura para haletos orgânicos é a seguinte: nome do halogênio acrescido da terminação -eto, mais nomenclatura do hidrocarboneto acrescido da terminação -ila.
Nomenclatura dos haletos orgânicos
	(Halogênio) + eto de (hidrocarboneto) + ila
 
EXEMPLO
Nomenclatura dos haletos orgânicos
A outra nomenclatura para os haletos orgânicos é definida pelas regras da União Internacional da Química Pura e Aplicada (Iupac). Essa nomenclatura é composta por partes que descrevem a estrutura de forma mais detalhada e contém: localização (número do carbono onde está ligado o halogênio), prefixo que indique a quantidade de halogênios (mono, di, tri…), nome do halogênio e nome do hidrocarboneto.
Nomenclatura dos haletos orgânicos
	Localização + prefixo da quantidade dos halogênios + halogênio + hidrocarboneto
EXEMPLO
ATENÇÃO
Atenção! Para as cadeias carbônicas saturadas, isto é, que não possuem duplas ou triplas ligações, a contagem dos carbonos para a localização dos halogênios deve ser feita de forma que os números que aparecem na nomenclatura tenham o menor valor possível.
Aplicações dos haletos orgânicos
Os halogênios são, em sua maioria, substâncias tóxicas, porém, por não se conhecer os riscos que alguns compostos apresentavam à saúde, eles foram utilizados por muito tempo como inseticida, gás de refrigeração e anestésico.
 DDT (diclodifeniltricloroetano): halogênio orgânico tóxico que foi largamente utilizado como pesticida após a Segunda Guerra Mundial, para combater os pernilongos transmissores de dengue e malária.
 Hexaclorobenzeno (BHC): composto sintético altamente tóxico utilizado como inseticida. Foi banido por ser bioacumulativo e representar risco à saúde humana.
 Clorofórmio ou triclorometano: é um haleto orgânico altamente tóxico caso seja ingerido ou inalado. É utilizado como anestésico de uso externo.
 CFC: um dos haletos orgânicos mais famosos, por ser um dos gases responsáveis pela intensificação do efeito estufa. Era amplamente utilizado na fabricação de aerossol e gás de refrigeração.
 Gás lacrimogênio (α-cloroacetofenona): utilizado como arma pela polícia, é também um haleto orgânico. Apesar da grave irritação que provoca nos olhos e na pele, o gás lacrimogênio é pouco tóxico.
Nuvem de gás lacrimogênio, que é usado pela polícia para contenção de manifestação. 
Halogenetos de alquila: propriedades
Os halogenetos de alquilo são compostos orgânicos em que um átomo de carbono sp hibridaram 3 está ligada de forma covalente a um átomo de halogénio (F, Cl, Br, I). De outra perspectiva, é conveniente, simplificar, assumir que eles são haloalcanos; estes são alcanos aos quais os átomos de H foram substituídos por átomos de halogênio.
Além disso, como o nome indica, os átomos de halogênio devem estar ligados aos grupos alquil, R, para serem considerados esse tipo de halogeneto; embora, estruturalmente, eles possam ser substituídos ou ramificados e possuam anéis aromáticos, e ainda permaneçam um halogeneto de alquila.
Molécula de 1-clorobutano, um exemplo de um halogeneto de alquila..Acima está a molécula de 1-clorobutano, que corresponde a um dos haletos de alquila mais simples. Pode-se observar que todos os seus carbonos possuem ligações simples e também possuem hibridação sp 3 . Portanto, a esfera verde, correspondente ao átomo de Cl, está ligada a um esqueleto derivado do butano alcano.
Exemplos ainda mais simples que o 1-clorobutano são aqueles derivados do gás metano: o menor hidrocarboneto de todos.
A partir de sua molécula de CH 4 , você pode substituir átomos de H, ou seja, iodo. Quando substituindo um H, CH terão 3 I (iodometano ou iodeto de metilo). Através da substituição de dois H, CH terá dois eu 2 (di-iodometano ou iodeto de metilo). Então, finalmente, substituo todo H dando CHI 3 (iodofórmio) e CI 4 (tetraiodeto de carbono).
Os halogenetos de alquila são caracterizados por serem muito reativos e, possuindo os átomos mais eletronegativos da tabela periódica, intui-se que, por meio de mecanismos intermináveis, eles exerçam influência nas matrizes biológicas.
Propriedades dos halogenetos de alquila
As propriedades desta família de compostos dependem de suas estruturas moleculares. No entanto, quando comparados com os alcanos de origem, podem ser observadas diferenças notáveis ​​causadas pelo simples fato de possuir ligações CX (X = átomo de halogênio).
Ou seja, as ligações CX são responsáveis ​​por qualquer diferença ou semelhança entre um ou mais halogenetos de alquila.
Para iniciantes, as ligações CH são quase não polares, dada a pouca diferença na eletronegatividade entre C e H; por outro lado, os links CX apresentam um momento dipolar permanente, porque os halogênios são mais eletronegativos que o carbono (principalmente o flúor).
Por outro lado, alguns halogênios são leves (F e Cl), enquanto outros são pesados ​​(Br e I). Suas massas atômicas também moldam diferenças nas ligações CX; e, por sua vez, diretamente nas propriedades do halogeneto.
Portanto, adicionar halogênios a um hidrocarboneto é igual a aumentar sua polaridade e massa molecular; É igual a torná-lo menos volátil (até certo ponto), menos inflamável e aumentar seus pontos de ebulição ou fusão.
Pontos de ebulição e fusão
Dito isto, o tamanho e, portanto, o peso dos diferentes halogênios são mostrados em ordem crescente:
F <Cl <Br <I
Então, espera-se que os halogenetos de alquila contendo átomos de F sejam mais leves que aqueles com átomos de Br ou I.
Por exemplo, alguns halogenetos derivados do metano são considerados:
CH 3 F <CH 3 Cl <CH 3 Br <CH 3 I
CH 2 F 2 <CH 2 Cl 2 <CH 2 Br 2 <CH 2 I 2
E assim por diante, para os outros produtos derivados, com um maior grau de halogenação. Observe que a ordem é mantida: os haletos de fluoreto são mais leves que os do iodo. Não apenas isso, mas também seus pontos de ebulição e fusão também obedecem a essa ordem; fervura RF a temperaturas inferiores do que o RI (R = CH 3 , neste caso).
Da mesma forma, todos esses líquidos são incolores, pois em suas ligações CX os elétrons não podem absorver ou liberar fótons para transitar por outros níveis de energia. No entanto, à medida que se tornam mais pesadas, podem cristalizar e exibir cores (assim como o iodofórmio, CHI 3 ).
Polaridade
Os links CX diferem na polaridade, mas na ordem inversa do acima:
C-F> C-Cl> C-Br> C-I
Portanto, os links CF são mais polares que os links CI. Sendo mais polares, os halogenetos de RF tendem a interagir usando forças dipolo-dipolo. Enquanto isso, nos halogenetos RBr ou RI, seus momentos de dipolo são mais fracos e as interações governadas pelas forças de dispersão de Londres se tornam mais fortes.
Poder solvente
Como os halogenetos de alquila são mais polares que os alcanos dos quais são derivados, aumentam sua capacidade de dissolver um número maior de compostos orgânicos. É por esse motivo que eles tendem a ser melhores solventes; embora isso não signifique que eles possam suplantar alcanos em todas as aplicações.
Existem critérios técnicos, econômicos,ecológicos e de desempenho para preferir um solvente halogenado sobre um alcano.
Nomenclatura
Há duas maneiras de nomear um halogeneto de alquila: por seu nome comum ou por seu nome sistemático (IUPAC). Os nomes comuns são geralmente mais convenientes quando o RX é simples:
CHCl 3
Clorofórmio: nome comum
Tricloreto de metila ou triclorometano: nome IUPAC.(União internacional da Química Pura e Aplicada)
Mas nomes sistemáticos são preferíveis (e a única opção), quando existem estruturas ramificadas. Ironicamente, nomes comuns são úteis novamente quando as estruturas são muito complicadas (como as vistas na última seção).
As regras para nomear um composto de acordo com o sistema IUPAC são as mesmas dos álcoois: é identificada a cadeia principal, que é a mais longa ou a mais ramificada. Em seguida, os carbonos são listados começando no final mais próximo dos substituintes ou ramificações, nomeando-os em ordem alfabética.
Exemplo
Para ilustrar, temos o seguinte exemplo:
Halogenetos de alquila: propriedades, compras, exemplos 2
Halogeneto de alquilo como um exemplo de nomenclatura. Fonte: Gabriel Bolívar
O primeiro ramo é o grupo metil em C-4; mas, com um vínculo duplo, isso ganha maior prioridade sobre a regra estabelecida. Por esse motivo, a cadeia mais longa a partir da direita começa a ser enumerada, encabeçada por um átomo de carbono ligado a dois halogênios: Cl e Br.
Com a enumeração, os substituintes são nomeados em ordem alfabética:
1-Bromo-1-cloro-4-metil-2-hexeno.
Obtenção
Para obter os halogenetos de alquila, as moléculas devem ser submetidas a um processo de halogenação; isto é, incorporar átomos de halogênio em suas estruturas, especialmente um átomo em um carbono sp 3 .
Existem dois métodos para obtê-los ou sintetizá-los: por radiação ultravioleta, através de um mecanismo de radicais livres, ou pela adição de hidroácidos ou halogênios.
Halogenação com radiação leve ou ultravioleta
O primeiro, o menos apropriado e com o pior dos rendimentos, consiste em irradiar os alcanos com radiação ultravioleta ( hv ) na presença de um halogênio. Por exemplo, as equações para a cloração do metano são mostradas:
CH 4 + Cl 2 => CH 3 Cl + HCl (sob luz ultravioleta)
CH 3 Cl Cl + 2 => CH 2 Cl 2 + HCl
CH 2 Cl 2 + Cl 2 => CHCl 3 + HCl
CHCl 3 + Cl 2 => CCl 4 + HCl
Os quatro compostos (CH 3 Cl, CH 2 Cl 2 , CHCl 3 e CCl 4 ) são formados, e tem, portanto, uma mistura que pode ser submetido a destilação fraccionada. No entanto, esse método é impraticável e é preferível recorrer à síntese orgânica.
Outro exemplo é o da bromação de n-hexano:
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 + Br 2 => CH 3 (Br) CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 + HBr
Novamente, nesta reação, luz ou radiação ultravioleta é usada para favorecer a formação de radicais livres. O bromo, por ser um líquido vermelho escuro, descolora à medida que reage, observando uma mudança de cor de vermelho para incolor quando o 2-bromohexano é formado.
Adição de hidrogênios ou halogênios a alcenos
O segundo método de obtenção de halogenetos de alquilo envolve álcoois (ROH) tratar ou alcenos (R 2 C = CR 2 ) com halídrico. Os hidrácidos geralmente têm HX (HF, HCl, HBr e HI). Um exemplo será mostrado usando etanol para cada um deles:
CH 3 CH 2 OH + HF => CH 3 CH 2 F + H 2 S
CH 3 CH 2 OH + HCl => CH 3 CH 2 Cl + H 2 O
CH 3 CH 2 OH + HBr => CH 3 CH 2 Br + H 2 S
CH 3 CH 2 OH + HI => CH 3 CH 2 I + H 2 S
Além disso, os alcenos podem adicionar moléculas de HX às suas ligações duplas, formando halogenetos de alquila secundários.
CH 2 = CH-CH 3 + HBr => BrCH 2 -CH 2 -CH 3 
O produto BrCH 2 -CH 2 -CH 3 é 1-bromopropano, 
Muito semelhante ocorre quando o que é adicionado ao alceno é uma molécula de X 2 :
CH 2 = CH-CH 3 + Br 2 => BrCH 2 -CHBr-CH 3
No entanto, é obtido um halogeneto de alquila com dois átomos de bromo ligado a carbonos adjacentes; halogeneto de alquilo da vizinhança. 
SÍNTESE DOS HALETOS DE ALQUILA
A síntese dos haletos de alquila por meio da halidrificação (a reação entre um alceno ou um alcino com um ácido halogenado) ou da halogenação (reação entre um alceno ou um alcino com o Br2 ou o Cl2para a formação de 1,2-dialetos ou tetrahaletos, respectivamente). Para relembrar, são mostrados nas figuras a seguir os mecanismos de reação de halidrificação do propeno pelo ácido bromídrico e de halogenação do propino com o Cl2 respectivamente (lembre-se de que os alcinos reagem em etapas, já que possuem duas ligações π devido à ligação tripla C≡C).
SÍNTESE DOS HALETOS DE ALQUILA
 MECANISMO DE REAÇÃO DE HALOGENAÇÃO DO PROPINO COM O CLORO
Tanto a halidrificação quanto a halogenação de alcenos e alcinos ocorrem via 
mecanismo de adição, no qual os elétrons π da ligação dupla C=C ou tripla C≡C 
agem como nucleófilos e os átomos de halogênio agem como eletrófilos. No entanto, 
além dessas reações, os haletos de alquila podem ser preparados a partir de outras 
reações químicas envolvendo outros tipos de reagentes, como veremos a seguir
REAÇÃO A PARTIR DE ÁLCOOIS
O modo mais utilizado para a preparação de haletos de alquila é a partir da reação com álcoois, na qual o grupo hidroxila é substituído por um átomo de halogênio. Veremos essas reações com mais detalhes no Tópico 2, mas no momento é interessante saber que os métodos mais usuais para a preparação de haletos de alquila envolvem a reação de álcoois terciários com o HCl, HBr ou HI. Isso ocorre porque os álcoois terciários são mais reativos que os álcoois secundários e muito mais que os primários
REAÇÃO A PARTIR DE ÁLCOOIS
REAGENTES DE GRIGNARD
Um uso bastante interessante dos haletos de alquila é que eles são materiais de partida para a obtenção dos chamados reagentes de Grignard. A formação dos reagentes de Grignard se dá pela reação entre um haleto de alquila com o magnésio metálico (conduzida em solução de éter ou de tetrahidrofurano – THF), fazendo com que o átomo de magnésio seja inserido entre os átomos de carbono e de halogênio, gerando, assim, um composto de fórmula geral R-MgX.
Considerações sobre oxidação e redução
É interessante saber que os conceitos de oxidação e de redução diferem um 
pouco quando estamos tratando das químicas inorgânica e orgânica. Assim, em 
química inorgânica, na qual são tratados essencialmente os assuntos referentes 
a íons, uma oxidação é caracterizada pela perda de elétrons de um determinado 
átomo, enquanto que uma redução é o ganho de elétrons. Em química orgânica, 
de outro modo, tratamos basicamente de moléculas (uma vez que os compostos 
orgânicos são formados por ligações covalentes), então, quando falamos em 
reações de oxidação estamos nos referindo à perda da densidade eletrônica de 
um determinado átomo de carbono após uma reação química. Ao contrário, 
as reações de redução são aquelas em que existiu um aumento na densidade 
eletrônica sobre um átomo de carbono. 
Considerações sobre oxidação e redução
Na figura a seguir temos a reação de halogenação do eteno com o Br2 para a formação do 1,2-dibromoetano. 
Analisando a equação química, percebemos que se trata claramente de uma reação de oxidação, uma vez que duas ligações C–H foram quebradas para a formação de duas novas ligações C–Br. Nessa mesma figura também temos um exemplo de hidrogenação do eteno, e vemos que essa reação é classificada como uma reação de redução porque duas novas ligações C–H foram formadas para a obtenção do etano
REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO NUCLEOFÍLICA
Em 1896, Paul Walden (químico alemão, 1863-1957), estudando enantiômeros e suas reações, descobriu que o par de enantiômeros do ácido málico(ou seja, o (–)-ácido málico e o (+)-ácido málico) poderiam se interconverter um no outro por meio de reações de substituição. Por exemplo, quando o (–)-ácido málico era colocado para reagir com o pentacloreto de fósforo, o produto da reação era o (+)-ácido clorosuccínico, que, por sua vez, ao reagir com o óxido de prata I,originava o (+)-ácido málico
REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO NUCLEOFÍLICA
Analisandoa figura, observamos que para haver a interconversão entre o (–)-ácido málico e o (+)-ácido málico as etapas da reação envolviam a substituição de um nucleófilo por outro. Na primeira etapa (formação do (+)-ácido clorosuccínio) há a substituição da hidroxila, OH-, pelo cloreto, Cl-; enquanto que na segunda etapa (formação do (–)-ácido málico) há a substituição do cloreto pela hidroxila. Devido a essas características, reações como essa foram denominadas de reações de substituição nucleofílica. De fato, a descoberta de Walden foi muito importante para os avanços do entendimento da química orgânica, principalmente no que se refere aos mecanismos de reação das moléculas, pois incitou os químicos a buscarem respostas que explicassem como os enantiômeros poderiam se interconverter um no outro
Além disso, Kenyon pôde constatar que para que houvesse a inversão de configuração do carbono assimétrico, a reação se processava em etapas que envolviam a substituição de nucleófilos. Tal descoberta foi de extrema importância para a química orgânica, pois a partir daí os estudos envolvendo os mecanismos de reação se intensificaram, já que se percebeu que muitos dos compostos orgânicos reagiam por meio de reações de substituição nucleofílica. De fato, moléculas orgânicas que têm ou um átomo ou um grupo de átomos eletronegativo ligado a um carbono com hibridização sp3 podem sofrer reações de substituição, nas quais essa fração mais eletronegativa é substituída por um outro átomo (ou grupo). Vale dizer que o grupo que foi substituído é chamado de grupo de saída (na figura a seguir o grupo substituído é identificado pela letra Y e o grupo substituinte, o nucleófilo, é identificado por Nu- )
REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO NUCLEOFÍLICA 
BIMOLECULAR (SN2)
Como os haletos de alquila possuem o átomo de hidrogênio eletronegativo, logo percebeu-se que os haletos primários e secundários reagiam seguindo uma cinética de reação de segunda ordem. Isso significa que a velocidade das reações de substituição nucleofílica dos haletos de alquila é dependente das concentrações de ambos os reagentes. Por exemplo, se analisarmos a reação entre o bromometano e o íon hidróxido para a formação do metanol e do brometo, veremos que (a uma dada temperatura) se dobrarmos a concentração do bromometano a velocidade da reação dobrará; e, do mesmo modo, se dobrarmos a concentração do OH- a velocidade também dobrará.
Repare que o bromo é o grupo de saída e o íon hidróxido o nucleófilo que o substitui para a formação dos produtos
Fatores que afetam as reações SN2
Substrato 
Como o nucleófilo ataca o carbono na direção oposta à ligação com o halogênio, podemos inferir que a presença de grupos volumosos ligados a esse carbono torna o ataque mais difícil, fazendo com que a velocidade da reação seja menor. Portanto, o principal efeito do substrato é em relação ao seu tamanho, ou seja, ao seu efeito estérico. Os efeitos estéricos são os efeitos causados pelo volume ocupado pelos diferentes grupos de uma molécula. Além do mais, quando o efeito estérico é tanto que leva à diminuição da reatividade de um composto, ele é denominado como impedimento estérico. Desse modo, se compararmos a reatividade relativa dos haletos de alquila, veremos que os haletos primários são mais reativos, seguidos pelos secundários e pelos terciários. Na realidade, o impedimento estérico ao ataque do nucleófilo nos haletos terciários é tanto que eles não reagem via um mecanismo SN2. Na figura a seguir são mostradas as reatividades relativas de haletos de bromo para a reação SN2
REATIVIDADE RELATIVA DOS DIFERENTES HALETOS DE ALQUILA
Assim, para determinar se a reação SN2 pode se processar é preciso analisar 
o impedimento estérico do carbono a ser atacado pelo nucleófilo
Fatores que afetam as reações SN2
Quando estudamos em Química Orgânica I os fundamentos que regem os mecanismos de reação, vimos que um nucleófilo é definido como um bom doador de elétrons, podendo ser um ânion, um átomo com ao menos um par de elétrons isolados, uma molécula com uma ligação dupla ou um átomo muito eletronegativo ligado a um outro átomo pouco eletronegativo, ou seja, espécies que possuem um par de elétrons disponíveis para o ataque sobre um eletrófilo
Todas as reações mostradas na tabela podem ocorrer, no entanto, algumas 
ocorrem mais facilmente, ou seja, com maior velocidade do que as outras. Isso 
está, portanto, relacionado à natureza do nucleófilo, o que indica que existem 
nucleófilos melhores do que outros.
De acordo com a figura acima, o hidrossulfeto e o cianeto são os melhores nucleófilos para essa reação, enquanto que a água é considerada um mau nucleófilo.
Fatores que afetam as reações SN2
A influência do grupo de saída é entendida se voltarmos à Figura 20 (que trata do mecanismo SN2 da formação do metanol pela reação entre o bromometano e o hidróxido) e identificarmos que o grupo de saída (o bromo), devido à quebra da ligação com o carbono, sai da molécula com uma carga negativa (gerando o brometo). Assim, os melhores grupos de saída são justamente aqueles que conseguem estabilizar melhor essa carga negativa.
Com relação aos haletos, vemos que o iodeto é o melhor grupo de saída, seguido pelo brometo e depois pelo cloreto (o fluoreto, como dito, não é considerado um bom grupo de saída). Assim, percebemos que íons maiores, como é o caso do iodeto, são capazes de estabilizar melhor a carga negativa, o que lhe confere um caráter de base fraca e de um ótimo grupo de saída.
Tosil
Composto químico
Em química, grupo tosil ou tosilo ou ainda tosila é o nome trivial, de uso comum, para referir-se ao grupo p-toluenossulfonilo. Isto é, um átomo de enxofre hexavalente unido a dois átomos de oxigênio, mediante ligações duplas, e a um radical p-tolilo.
Fatores que afetam as reações SN2
Solvente 
A natureza do solvente deve ser considerada quando se analisa uma reação SN2, pois o solvente pode interagir com o nucleófilo, diminuindo sua capacidade de atacar o substrato, diminuindo, portanto, a velocidade da reação. Esse é o caso dos solventes próticos, ou seja, solventes que contêm em sua estrutura grupos –OH ou –NH, como os álcoois e as aminas. Tais solventes não são considerados bons solventes para as reações SN2, pois eles podem interagir fortemente com o nucleófilo por ligações de hidrogênio, solvatando-o e diminuindo sua liberdade para atacar o substrato, o que leva, consequentemente, a uma diminuição da velocidade da reação.
REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO NUCLEOFÍLICA 
UNIMOLECULAR (SN1)
As reações SN1, diferentemente das SN2, possuem uma cinética de primeira ordem, ou seja, a velocidade dessas reações é dependente de apenas um dos reagentes. Com as pesquisas em torno desse tipo de mecanismo de reação pôde-se definir que apenas a concentração do substrato é importante para as reações SN1 (e a concentração do nucleofílico não é levada em conta para definir a velocidade de reação) Assim, como percebeu-se que nas reações SN1 a cinética da reação é proporcional apenas à concentração do substrato, pode-se inferir que a etapa mais lenta dessas reações é caracterizada por uma etapa lenta (determinante da velocidade) em que apenas o substrato participa, não havendo qualquer influência do nucleófilo.
Com base no mecanismo mostrado na figura, vemos que o bromo se dissocia do substrato (por ele ser um bom grupo de saída e também porque essa dissociação forma um intermediário estável). Essa etapa é a mais lenta da reação, e como podemos perceber, envolve apenas o substrato. Com a dissociação do bromo forma-se um carbocátion terciário, bastante estável, que é então atacado pela água, que age como nucleófilo devido aos pares de elétrons isolados doátomo de oxigênio, resultando em uma ligação C–OH2, na qual o oxigênio fica com uma carga positiva. Por fim, uma nova molécula de água ataca um átomo de hidrogênio da ligação C–OH2, o que faz com que uma ligação O–H se quebre (liberando um hidrônio, H3O+) e formando o 2-metil-2-propanol.
Fatores que afetam as reações SN1
Substrato
Comovimos, a cinética das reações SN1 é dependente apenas do substrato e a velocidade da reação é definida pela dissociação do substrato. Desse modo, podemos determinar que a natureza do substrato é de extrema importância nas reações SN1.Como o substrato se dissocia para formar um carbocátion, é de se esperar que substratos que gerem carbocátions mais estáveis são melhores substratos para as reações SN1, uma vez que eles podem gerar esses intermediários mais facilmente e, consequentemente, rapidamente. Como vimos em Química Orgânica I, os carbocátions mais estáveis são os terciários, seguidos pelos secundários, enquanto que os primários têm baixíssima estabilidade, quase não sendo formados
Fatores que afetam as reações SN1
NUCLEÓFILO
Como definimos, uma reação SN1 apresenta cinética de primeira ordem, sendo que apenas a concentração do substrato é importante no que se refere à velocidade da reação. Dessa forma, fica evidente que o nucleófilo não é um parâmetro essencial para as reações SN1. De fato, como o cátion intermediário possui um carbono positivo bastante eletrofílico, tanto os nucleófilos neutros quanto os negativamente carregados podem facilmente atacar o eletrófilo, levando à formação dos produtos por SN1
Fatores que afetam as reações SN1
GRUPOS DE SAÍDA
Como a dissociação do substrato é uma etapa essencial para a formação do carbocátion, fica evidente que a natureza do grupo de saída desempenha um papel muito importante nas reações SN1. Do mesmo modo que estudamos para as reações SN2, bases fracas são melhores grupos de saída, pois são íons mais estáveis. Assim, a reatividade relativa dos grupos de saída é a mesma mostrada na Figura 23.
Fatores que afetam as reações SN1
SOLVENTE
A natureza do solvente é um parâmetro bastante importante para as reações SN1, no entanto, as razões para tal são bem distintas das razões do porque os solventes têm papel importante nas reações SN2. Nas reações SN1, solventes que possam estabilizar ainda mais o intermediário são considerados melhores. Assim, solventes polares próticos são ótimas opções para conduzir reações SN1, uma vez que eles podem interagir fortemente com os cátions intermediários, estabilizando-os. Vale dizer que quanto mais polar o solvente, melhor estabilizante ele é (por exemplo, a água é um melhor solvente para reações SN1 do que o etanol, pois ela é mais polar). Já os solventes apolares, como os hidrocarbonetos, não conseguem solvatar e estabilizar o intermediário, não sendo utilizados em reações SN1.