Reações de Substituição Nucleofílica

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Farmácia
Prof. Msc. Luiz Fabrício Gardini Brandão
Química Orgânica II
Reações de Substituição Nucleofílica
Química Orgânica II – Reações de Substituição Nucleofílica
Farmácia
Leitura Obrigatória
Solomons & Fryhle
Capítulo 6: Reações de Substituição Nucleofílica e de Eliminação em Haletos de Alquila
Páginas: 223 – 254 (8a Edição) ou ítens 6.1 à 6.14 (demais edições)
Este capítulo não consta no material didático.
Química Orgânica II – Reações de Substituição Nucleofílica
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Química Orgânica II – Reações de Substituição Nucleofílica
Por quê estudar reações orgânicas?
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Química Orgânica II – Reações de Substituição Nucleofílica
Haletos de alquila
Halogênio ligado à um alcano/alceno/alcino – molécula polarizada
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Química Orgânica II – Reações de Substituição Nucleofílica
Haletos de alquila
Halogênio ligado à um alcano/alceno/alcino – molécula polarizada
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Química Orgânica II – Reações de Substituição Nucleofílica
Haletos de alquila
Halogênio ligado à um alcano/alceno/alcino – molécula polarizada
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Química Orgânica II – Reações de Substituição Nucleofílica
Visão Geral da Reação de Substituição Nucleofílica
Exemplos:
Nucleófilo Substrato Pruduto Grupo de Saída (retirante)
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Ligação C-X se rompe e forma-se uma ligação Nu-C
Visão Geral da Reação de Substituição Nucleofílica
Simultaneamente ou por etapas? Veremos!
ou
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Nucleófilos
Afinidade por núcleos (afinidade por carga positiva)
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Nucleófilos
Afinidade por núcleos (afinidade por carga positiva)
Reação geral para uma Substituição Nucleofílica de um Haleto de Alquila pela água
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Química Orgânica II – Reações de Substituição Nucleofílica
Nucleófilos
Afinidade por núcleos (afinidade por carga positiva)
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Cinética de uma reação SN2
Cinética = estudo da velocidade
Reação SN2 = Reação de Substituição nucleofílica bimolecular (velocidade depende do nucleófilo e do substrato – Reação de segunda ordem!)
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Um mecanismo para a reação SN2
Mecanismo = Forma de tentar explicar como acontecer uma reação.
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Um mecanimso para a reação SN2
Um mecanismo para a reação SN2
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Teoria do Estado de Trasição – Diagramas de Energia Livre
Coordenada da Reação
Energia Livre
Reação Exergônica
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Coordenada da Reação
Energia Livre
Reação Endergônica
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Química Orgânica II – Reações de Substituição Nucleofílica
Esteroquímica das Reações SN2
Inversão de Configuração
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Esteroquímica das Reações SN2
Inversão de Configuração
Estado de transição:
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Esteroquímica das Reações SN2
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Reação SN1
SN1: Reação Nucleofílica Unimolecular, ou seja, depende somente da concentração de um só reagente.
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Reação SN1 – Reações multiepatas e a etapa determinante
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Reação SN1 – Um Mecanismo para a Reação
Reação
Mecanismo
Diagrama de Energia
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Reação SN1 – Um Mecanismo para a Reação
Reação
Mecanismo
Diagrama de Energia
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Reação SN1 – Um Mecanismo para a Reação
Reação
Mecanismo
Diagrama de Energia
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Química Orgânica II – Reações de Substituição Nucleofílica
Reação SN1 – Um Mecanismo para a Reação
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Reação SN1 – Um Mecanismo para a Reação
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Carbocátions
Estrutura
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Estabilidade Relativa
Carbocátions
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Estabilidade Relativa – Hiperconjugação:
Carbocátions
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Estabilidade Relativa – Hiperconjugação:
Carbocátions
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Estabilidade Relativa – Hiperconjugação:
Carbocátions
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Estereoquímica das Reações SN1
Formação de um produto
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50%
50%
Formação de dois produtos – Mistura Racêmica
Estereoquímica das Reações SN1
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Estereoquímica das Reações SN1 - Mecanismo
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Solvólise
Solvólise: Substituição nucleofílica na qual o solvente é o nucleófilo
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Solvólise - Mecanismo
Solvólise: Substituição nucleofílica na qual o solvente é o nucleófilo
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Fatores que Afetam as Velocidade da SN1 e SN2
São eles:
A estrutura do substrato
A concentração e reatividade do nucleófilo (para SN2 apenas)
O efeito do solvente
A natureza do grupo retirante
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1. A estrutura do substrato (Reações SN2)
Fatores que Afetam as Velocidade da SN1 e SN2
Velocidade:
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Fatores que Afetam as Velocidade da SN1 e SN2
Velocidade:
1. A estrutura do substrato (Reações SN2)
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Fatores que Afetam as Velocidade da SN1 e SN2
1. A estrutura do substrato (Reações SN2)
Velocidade:
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Fatores que Afetam as Velocidade da SN1 e SN2
A estrutura do substrato (Reações SN1)
Exceto as reações com ácidos fortes (veremos mais tarde), os únicos substratos capazes de reagirem à uma velocidade razoável via SN1 são às que podem formar carbocátions estáveis, ou seja, os terciários (como visto anteriormente).
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2. Efeito da Concentração e da Força de um Nucleófilo (só para SN2)
Fatores que Afetam as Velocidade da SN1 e SN2
Como o nucleófilo não participa da etapa determinante da velocidade da reação na SN1, a sua concentração ou estrutura não influencia na velocidade.
Já na SN2:
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Fatores que Afetam as Velocidade da SN1 e SN2
2. Efeito da Concentração e da Força de um Nucleófilo (só para SN2)
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3. Efeito dos solventes nas Reações SN2 – Solventes Próticos (podem liberar H)
Fatores que Afetam as Velocidade da SN1 e SN2
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3. Efeito dos solventes nas Reações SN2 – Solventes Apróticos (não liberam H)
Fatores que Afetam as Velocidadeda SN1 e SN2
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Fatores que Afetam as Velocidade da SN1 e SN2
3. Efeito dos solventes nas Reações SN2 – Solventes Apróticos (não liberam H)
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Fatores que Afetam as Velocidade da SN1 e SN2
3. Efeito dos solventes nas Reações SN2 – Solventes Apróticos (não liberam H)
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3. Efeito dos solventes nas Reações SN1 – A capacidade de ionização
Fatores que Afetam as Velocidade da SN1 e SN2
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3. Efeito dos solventes nas Reações SN1 – A capacidade de ionização
Fatores que Afetam as Velocidade da SN1 e SN2
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4. A natureza do grupo retirante (saída)
Fatores que Afetam as Velocidade da SN1 e SN2
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4. A natureza do grupo retirante (saída)
Fatores que Afetam as Velocidade da SN1 e SN2
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4. A natureza do grupo retirante (saída)
Fatores que Afetam as Velocidade da SN1 e SN2
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Resumo SN1 e SN2
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Exercícios
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Exercícios
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Exercícios
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Exercícios
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Exercícios
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