Mecanismo e resumo das reações de halogeno alcanos

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Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Centro de Ciências Exatas e da Terra
Departamento de Química
QUI0340 – Orgânica I
Prof. Fabiano Gomes
MECANISMOS DAS REAÇÕES DE HALOGENO-ALCANOS
 Substituição Nucleofílica Bimolecular (SN2)
Mecanismo em uma única etapa (mecanismo concertado):
 Substituição Nucleofílica Unimolecular (SN1)
Mecanismo em três etapas: dissociação (etapa lenta), ataque nucleofílico e desprotonação
 Eliminação Unimolecular (E1)
Mecanismo em duas etapas: dissociação (etapa lenta) e desprotonação
 Eliminação Bimolecular (E2)
Mecanismo em uma única etapa (mecanismo concertado):
R R
HX
Nu
R R
HX
Nu
R R
NuH
X
δ -
δ -
+
C
X
RR
R
C
X
RR
R
C RR
R
X
NuH
C
Nu
RR
R
H
C
Nu
RR
R
H
NuH C
Nu
RR
R
H
NuH
C
Nu
RR
R
NuH2δ +
δ -
+
δ +
+ δ +
δ + +
δ +
+ +
dissociação
(etapa lenta)
ataque nucleofílico desprotonação
C
X
CH3CH3
CH3
C
X
CH3CH3
CH3
C CH2CH3
CH3
H
X
NuH
C CH2CH3
CH3
H
NuH
C CH2
CH3
CH3
NuH2
δ +
δ -
+
+ δ +
δ +
+ +
desprotonaçãodissociação(etapa lenta)
C CH2CH3
CH3
HX
Nu C CH2CH3
CH3
HX
Nu
C CH2
CH3
CH3
NuH X
δ -
δ -
+ +
RESUMO DAS REAÇÕES DE HALOGENO-ALCANOS
Substituição Nucleofílica Bimolecular (SN2)
 Nucleófilo: Bases fracas ou bases fortes estericamente desimpedidas
 Condições reacionais: solventes polares apróticos (ex.: acetona, N,N-dimetil-formamida, éter dietílico)
 Substrato: estericamente desimpedido (ex.: halogeno-alcanos primários e secundários)
 Mecanismo em uma única etapa (mecanismo concertado)
 Gera um produto com configuração estereoquímica invertida em relação a um substrato quiral
Substituição Nucleofílica Unimolecular (SN1)
 Nucleófilos: Bases fracas e nucleófilos ruins (ex.: H2O, CH3CH2OH)
 Condições reacionais: solventes polares próticos (ex.: água, metanol, etanol) e baixas temperaturas
 Substrato: estericamente impedido (ex.: halogeno-alcanos secundários e terciários)
 Mecanismo em três etapas: dissociação (etapa lenta), ataque nucleofílico, desprotonação
 Gera um racemato a partir de substratos quirais
Eliminação Unimolecular (E1)
 Nucleófilos: Bases fracas e nucleófilos ruins (ex.: H2O, CH3CH2OH)
 Condições reacionais: solventes polares próticos (ex.: água, metanol, etanol) e temperaturas elevadas
 Substrato: estericamente impedido (ex.: halogeno-alcanos secundários e terciários)
 Mecanismo em duas etapas: dissociação (etapa lenta), abstração de hidrogênio pela base
 Compete com o mecanismo SN1
Eliminação Bimolecular (E2)
 Nucleófilos: Bases fortes estericamente impedidas
 Condições reacionais: a polaridade do solvente não afeta o mecanismo E2
 Substrato: Qualquer um, mas em substratos estericamente desimpedidos o mecanismo E2 compete com SN2
 Mecanismo em uma única etapa (mecanismo concertado)
 O mecanismo E2 é favorecido quando o substrato se encontra na conformação anti
Mecanismos mais prováveis de reação de halogeno-alcanos com nucleófilos (bases)
Tipos de nucleófilos (base)
Tipo de halogeno-
alcano
Nucleófilo ruim
(ex.: H2O)
Base fraca, bom 
nucleófilo
(ex.: I-)
Base forte, nucleófilo 
estericamente 
desimpedido
(ex.: CH3O-)
Base forte, nucleófilo 
estericamente 
impedido
(ex.: (CH3)3CO-)
Metila Não reage SN2 SN2 SN2
Primário
Desimpedido Não reage SN2 SN2 SN2
Ramificado Não reage SN2 E2 E2
Secundário SN1, E1 lentas SN2 E2 E2
Terciário SN1, E1 SN1, E1 E2 E2