Reacoes de. ubstituicao e Eliminacao Nucleofilica

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Prof. Ms. Zilvam Melo – Química Orgânica 
Reações de Substituição Nucleofílica em Haletos de 
Alquila 
 
 O átomo de halogênio de um haleto de alquila é ligado a um 
carbono hibridizado em sp3. Por isso, a disposição dos grupos em torno 
do átomo de carbono é normalmente tetraédrica. Os átomos de 
halogênio, por serem mais eletronegativos do que carbonos têm a 
ligação carbono-halogênio polarizada. Onde, o átomo de halogênio 
fica com uma carga parcial negativa e o carbono com uma carga parcial 
positiva. 
 
Neste tipo de reação, um nucleófilo, uma espécie com um par 
de elétrons não-compartilhados, reage com um haleto de alquila 
(chamado de substrato) pela reposição do haleto substituinte. 
Acontece uma reação de substituição, e o halogênio substituinte, 
chamado de grupo retirante (ou grupo de saída), se afasta como um 
íon haleto. Para ser um bom grupo retirante, o substituinte deve ser 
capaz de se afastar como um íon ou molécula básica fraca, relativamente 
estável. Com a reação de substituição é iniciada por um nucleófilo, ela é 
chamada de reação de substituição nucleofílica. 
Nas reações de substituição nucleofílica, a ligação carbono-
halogênio do substrato passa por uma heterólise, e o par não 
compartilhado do nucleófilo é usado para formar uma nova ligação 
para o átomo de carbono: 
 
 
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Exemplos de reações de substituição nucleofílica 
 
 De acordo com esse mecanismo, o nucleófilo aborda o carbono que o 
grupo retirante por trás, isto é, pelo lado diretamente oposto ao grupo 
retirante. À medida que a reação progride, a ligação entre o nucleófilo e o 
átomo de carbono se fortalece e a ligação entre o átomo de carbono e o 
grupo retirante enfraquece. Por fim, ocorre a quebra da ligação carbono-
grupo retirante e ocorre a formação da ligação carbono-nucleófilo. 
 O mecanismo para esta reação é chamado de SN2, que significa que a 
reação depende tanto da concentração do substrato quanto do nucleófilo. 
Portanto, esta é uma reação bimolecular. Este mecanismo envolve apenas 
uma etapa, com formação de um estado de transição. Neste tipo de reação 
envolve a inversão da configuração do átomo de carbono. Se era R passa a 
ser S e vice-versa. 
Mecanismo: 
 
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Estereoquímica de Reações SN2 
 Como havíamos discutido em uma reação SN2 o nucleófilo ataca 
por atrás, isto é, pelo lado diretamente oposto ao grupo retirante. 
Esse modelo de ataque causa uma mudança de configuração do 
átomo de carbono que é o alvo do ataque nucleofílico. 
 
 
 
 
 
A Reação do Cloreto de Terc-Butila Com o Íon Hidróxido: 
Uma Reação SN1 
 Quando o cloreto de terc-butila reage com o hidróxido de sódio, 
em uma mistura de água e acetona a reação ocorre de maneira muito 
diferente da que tínhamos visto anteriormente. 
 Este tipo de reação depende apenas da concentração do 
substrato, por isso é chamada de reação unimolecular. Assim, por esta 
reação depender apenas de um dos reagentes esta é denominada de 
reação SN1 (Substituição, Nucleofílica, unimolecular). 
 Este tipo de mecanismo se dá devido ocorrer a formação de um 
carbocátion terciário, ou seja, mais estável. E o grupo de saída ser um 
cloro que é uma base muito fraca. 
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Estereoquímica das Reações SN1 
 Como a estrutura de um carbocátion formado na primeira etapa 
de uma reação SN1 é plana triangular e quando reage com nucleófilo, 
ele tanto pode reagir pelo lado da frente como pelo lado de trás. Com o 
cátion terc-butila não faz diferença, pois o produto formado é o 
mesmo, independentemente do modo de ataque. 
 
 
Efeito do Substrato em Reações SN2 
 Os haletos de alquila simples seguem a ordem de reatividade 
abaixo: 
 
 Isso se deve ao efeito estérico. O efeito estérico é causado pela 
ocupação de espaço das partes de uma molécula. Esse efeito pode ser 
de bloqueio estérico, retardando ou impedindo que uma reação ocorra. 
 
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Reações de Eliminação dos Haletos de Alquila 
 Uma outra característica dos haletos de alquila, e que eles 
passam por reações de eliminação. Em uma reação de eliminação, 
fragmentos de uma molécula (YZ) são removidos (eliminados) dos 
átomos adjacentes do reagente. Essa eliminação leva à introdução de 
uma ligação múltipla: 
 
 
A Reação E2 
 Quando um brometo de isopropila é aquecido com etóxido de 
sódio com etanol, ocorre a formação de um alceno (propeno) a 
velocidade de reação depende da concentração dos dois reagentes. 
Assim, conclui-se que a reação é bimolecular, indicando que a reação 
ocorre da seguinte maneira: 
 
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A Reação E1 
 As eliminações podem seguir um caminho diferente daquele das 
reações E1. Tratar o cloreto de terc-butila com etanol aquoso 80%, a 
25oC, por exemplo, oferece produtos de substituição com rendimento 
de 83% e um produto de eliminação (2-metilpropeno) com redimento 
de 17%. 
 
 
 
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