Cap 06 - Haletos de Alquila A

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Capítulo 6	Haletos de alquila
Valdir Mano	Notas em Química Orgânica
6 Haletos de alquila
H
aletos (ou, halogenetos) de alquila são reagentes muito usados em síntese orgânica, encontrando também diversas aplicações industriais e cotidianas. Entre outros usos, haletos de alquila são solventes industriais, anestésicos, pesticidas, agentes fumigantes etc.
Os haletos de alquila são muito comuns na natureza, embora a incidência seja maior em organismos marinhos do que em terrestres. Mais de cem compostos halogenados diferentes são encontrados, por exemplo, na alga comestível havaiana Asparagopsis taxiformis. Muitas das substâncias isoladas a partir de organismos marinhos exibem atividade biológica. O plocameno B, isolado da alga vermelha Plocamium violaceum, tem atividade inseticida, contra larvas de mosquito, semelhante à do DDT.
Neste capítulo, ao discutirmos a química dos haletos de alquila, estaremos tratando de compostos que possuem átomos de halogênio ligados a carbono sp3. Existem outras classes de haletos orgânicos, como os de vinila e de arila, cuja química, no entanto, é diferente.
1. Nomenclatura
Nós já vimos como dar nomes aos haletos de alquila simples (ver Cap.1 - Alcanos). Esses compostos são derivados estruturalmente dos hidrocarbonetos, trocando-se um átomo de hidrogênio por um halogênio. É comum representar os haletos de alquila por RX, sendo X o halogênio. 
Para dar os nomes dos haletos basta considerá-los como derivados dos hidrocarbonetos, respeitando-se as regras: ordem alfabética e menor conjunto de números para os substituintes.
Além dos nomes sistematizados pela IUPAC, vários haletos de alquila simples recebem nomes comuns. CHCl3, por exemplo, é chamado de clorofórmio; CH3I, de iodeto de metila; CH2Cl2, de cloreto de metileno etc. Esses nomes são bastante usados na literatura química e no cotidiano, porém serão evitados neste capítulo.
2. Propriedades Físicas
Como os halogênios são mais eletronegativos que o carbono (eletronegatividade: C = 2,5; F = 4,0; Cl = 3,5; Br = 2,8; I = 2,5), a ligação CX é polarizada, sendo que o carbono suporta uma carga parcial positiva e o halogênio uma negativa. Essa polarização, devido às diferenças em eletronegatividade, é a principal responsável pelo comportamento químico dos haletos de alquila, os quais se comportam como eletrófilos.
Em conseqüência da maior massa molar, os haloalcanos apresentam temperaturas de ebulição (p.e.) mais elevadas que os alcanos correspondentes. Comparando haletos de mesmo número de carbonos, a temperatura de ebulição aumenta com a massa atômica do halogênio – Tabela 1. Em geral, os haletos se mostram pouco solúveis em água, sendo bastante solúveis em solventes pouco polares. A densidade () dos haletos monoclorados e monofluorados é, normalmente, menor que 1 g.cm3, já os monobromados e moniodados têm densidade acima de 1 g.cm3.
Tabela 1: Propriedades físicas de alguns haletos de alquila[footnoteRef:1]. [1: L.C.A. Barbosa, Introdução à Química Orgânica. São Paulo: Prentice Hall, 2004, pg. 165.] 
	Composto*
	Cloro
	Bromo
	Iodo
	
	p.e. / °C
	 / g.cm3
	p.e. / °C
	 / g.cm3
	p.e. / °C
	 / g.cm3
	CH3X
CH3CH2X
CH2X2
CHX3
CX4
	 24
12,5
40
61
77
	gás
gás
1,34
1,49
1,60
	5
38
99
151
189,5
	gás
1,44
2,49
2,89
3,42
	43
72
186
sublima
sublima
	2,28
1,93
3,33
4,01
4,32
* Composto: X representa os halogênios cloro, bromo ou iodo. 
3. Síntese de Haletos de Alquila
Vimos já vários métodos de preparação de haletos de alquila, incluindo reações de adição eletrofílica de HX e X2 a alcenos (ver Alcenos, itens 3.1.2, 3.1.3 e 3.1.4) e halogenação de alcanos via radicais livres (ver Alcanos, item 6.1). Porém, o método mais geral de síntese de haletos de alquila é a partir de álcoois (ver Álcoois, item 3.5.1). 
3.1. HALETOS A PARTIR DE ALCENOS
Ácidos próticos HX reagem com alcenos por mecanismo polar para dar produto de adição com orientação Markovnikov. HBr pode também se adicionar via radicais livres para gerar produto anti-Markovnikov. 
Bromo e cloro (Br2 e Cl2) dão compostos trans1,2dialogenados como produtos de adição.
3.2. HALETOS POR HALOGENAÇÃO DE ALCANOS
Outro método de síntese de haletos de alquila é a reação de alcanos com cloro e bromo via radicais livres. Embora inertes em relação à maioria dos reagentes, os alcanos reagem rapidamente com Cl2 e Br2 na presença de luz para dar haloalcanos. Porém, este é um método ruim de síntese porque, invariavelmente, a halogenação não acaba no estágio de obtenção do produto mono-halogenado, dando uma mistura de produtos.
3.3. PREPARAÇÃO DE HALETOS A PARTIR DE ÁLCOOIS
Este é o método mais usado na preparação de haletos de alquila. Para álcoois terciários, a reação com HCl, HBr e HI se passa por mecanismo SN1 e não exige catalisador.
Com álcoois primários e secundários a reação é SN2 e só é possível na presença de catalisador ácido de Lewis, como o ZnCl2. 
Outro método para converter álcoois primários e secundários em haletos de alquila se dá pela reação com SOCl2 (cloreto de tionila), PBr3 (tribrometo de fósforo) e PCl3 (tricloreto de fósforo).
Reação com SOCl2:
Reação com PBr3:
4. Reações
Os haletos de alquila são muito importantes do ponto de vista sintético, pois podem ser transformados em uma grande variedade de outras substâncias. A reatividade dos haletos orgânicos deve-se ao fato da ligação carbonohalogênio ser bastante polarizada, com o carbono apresentando uma carga parcial positiva, ou seja, o carbono é deficiente em elétrons. Assim, os haletos são eletrófilos e participam de reações polares com bases e nucleófilos. 
Há três tipos principais reações que se passam com haletos de alquila:
1. Substituição nucleofílica
Nu- é um nucleófilo, ou seja, é uma espécie com excesso de elétrons que reage com centros deficientes em elétrons (ou seja, núcleos). Como exemplos de nucleófilos temos todas as bases de Lewis, espécies com pares de elétrons livres, como OH-, NH3, CN-, RO- etc.
2. Eliminação
Na eliminação, em vez de um nucleófilo, temos uma base forte (KOH, EtONa, tBuOK etc.) reagindo com o haleto e o produto é sempre um alceno.
3. Preparação de organometálicos (oxirredução)
“M” é um metal e os mais usados nessas reações são Zn, Li, Na e Mg; o produto formado é chamado de organometálico.
5. Reações de Substituição Nucleofílica
São reações de grande importância em síntese orgânica, pois permitem o preparo de compostos de diversas classes orgânicas como álcoois, aminas, éteres, ésteres etc. As equações gerais dependem de o nucleófilo ser neutro ou carregado:
Exemplos de reações entre haletos orgânicos (RX) e nucleófilos com os respectivos produtos são apresentados na Tabela 2. Verifica-se que o nucleófilo contém um par de elétrons livres e, na maior parte das vezes, uma carga negativa.
Tabela 2: Reações típicas de haletos de alquila.
	Nucleófilo
	Produto formado
	HO-
R’O-
R’COO-
CN-
R-CC-
R’- (ou R’Li)
NH3
HS-
R’S-
	ROH
ROR’
ROOCR’
RCN
RCCR’
RR’
RNH2
RSH
RSR
	Álcool
Éter
Éster
Nitrila
Alcino
Hidrocarboneto
Amina
Tioálcool
Tioéter
O íon haleto (grupo de saída) também é um nucleófilo (possui carga negativa), por isso, é conveniente que ele tenha menor caráter nucleofílico que o grupo atacante (nucleófilo), senão a reação se processará no sentido contrário.
5.1. SUBSTITUIÇÃO NUCLEOFÍLICA EM SÍNTESE ORGÂNICA
Entre as principais reações que se passam por substituição nucleofílica temos as sínteses de álcoois, éteres, ésteres, nitrilas e aminas, que são discutidas a seguir.
5.1.1. Síntese de álcoois: são obtidos da reação entre haleto e hidróxido (base forte); essa reação é de pouca importância, pois os haletos é que são obtidos a partir dos álcoois (ver Haletos, item 3). 
5.1.2. Obtenção de éteres – síntese de Willianson: os alcóxidos de metais reagem com haletos de alquila, via reação de substituição nucleofílica SN2, para dar éteres (ver Álcoois, fenóis e éteres, item 3.1). A síntese está, portanto, sujeita a todas as restrições das reações SN2 que serão discutidas em breve (ver Haletos, item4.2). Os haletos primários funcionam melhor, pois substratos mais impedidos permitem eliminação E2.
Alcóxidos: são obtidos pela reação de álcoois com metais ativos (Na, K) ou bases fortes (NaNH2, NaH).
5.1.3. Síntese de ésteres: são obtidos da reação entre haletos de alquila e sais de ácidos carboxílicos.
5.1.4. Síntese de nitrilas: o método mais simples de preparação de nitrilas é a reação SN2 do íon cianeto com haletos de alquila primários e secundários. Devido às limitações espaciais das reações SN2, esse método é efetivo apenas na síntese de nitrilas nãosubstituídas na posição α, ou seja, RCH2CN.
Nota: essa reação é útil com haletos primários e secundários, mas nunca funciona com haletos terciários porque CN- é uma base forte e irá fornecer produtos de eliminação (alcenos).
5.1.5. Obtenção de aminas: amônia e alquilaminas são bons nucleófilos em reações SN2, por isso reagem com haletos de alquila.
Nota: essas reações não param na primeira alquilação e tem-se uma mistura de aminas primárias, secundárias, terciárias e sais de amônio.
5.2. MECANISMOS DAS REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO NUCLEOFÍLICA
Há dois tipos gerais de substituição nucleofílica: substituição nucleofílica de segunda ordem ou bimolecular (SN2 ou ANDN) e substituição nucleofílica de primeira ordem ou unimolecular (SN1 ou DN + AN). Os dois tipos de substituição diferem no modo como a nova ligação se forma e a antiga se quebra. Dependendo das condições em que a reação é realizada, a substituição irá ocorrer por um dos mecanismos acima. A determinação desses mecanismos é possível pelo estudo das cinéticas dessas reações.
Para a reação
a equação de velocidade é: 		vel. = k2 [CH3Br] [OH-],
ou seja, tanto o haleto quanto o hidróxido estão envolvidos na etapa lenta da reação (que é a determinante da velocidade) e temos uma Substituição Nucleofílica de Segunda Ordem (SN2 ou ANDN).
Se a reação em estudo é
tem-se, 		vel. = k1 [Brometo de t-butila],
ou, em outras palavras, o hidróxido não faz parte da etapa lenta e temos uma Substituição Nucleofílica de Primeira Ordem (SN1 ou DN + AN).
Apesar de as duas reações serem superficialmente parecidas, elas se passam por diferentes mecanismos porque suas cinéticas são diferentes. A primeira delas é uma substituição nucleofílica de segunda ordem e a segunda é uma substituição de primeira ordem.
5.3. REAÇÃO DE SUBSTITUIÇÃO NUCLEOFÍLICA DE SEGUNDA ORDEM
É simbolizada por SN2 ou ANDN. Pela cinética da reação, nota-se que ambos os reagentes estão envolvidos na etapa lenta da reação e por isso a equação de velocidade reflete a contribuição de cada um deles. 
Na obtenção de estado de transição (simbologia ) estão envolvidas a formação da ligação carbononucleófilo e a quebra da ligação carbonohalogênio, simultaneamente, por isso, esse tipo de reação é também chamada concertada ou sincronizada. O estado de transição corresponde a um máximo no diagrama de energia (ver Figura 1).
Figura 1: Diagrama de energia para a reação SN2.
 (estado de transição)
RX + Nu-
RNu + X -
Evolução da reação
G 
G
Nota: no mecanismo SN2 não há formação de intermediários, seja carbocátion, carbânion ou radical.
5.3.1. Reatividade em SN2: para haletos de alquila simples, a reatividade segue a seguinte ordem:
Metila > primário > secundário >> neopentila > terciário.
Os haletos alílicos e benzílicos simples (sem substituinte no carbono ligado ao halogênio) são mais reativos que os haletos (primários) simples mostrados acima.
Essa ordem de reatividade frente à SN2 é decorrente principalmente dos efeitos estéricos (para os haletos de alila e benzila há também o efeito eletrônico). Como a reação SN2 requer a aproximação do nucleófilo antes da quebra da ligação CX, os substituintes volumosos sobre o carbono ligado ao haleto, ou perto dele, dificultam a aproximação do nucleófilo e têm grande efeito inibidor na substituição do tipo SN2.
Nota: para fins práticos, considera-se que os substratos terciários não reagem por SN2.
Outra constatação da análise do mecanismo SN2 é que, se o carbono ligado ao haleto for assimétrico (quiral), haverá inversão de configuração.
5.3.2. Fatores que afetam as reações SN2: podem ser citados fatores como a natureza do grupo de saída e do nucleófilo, o efeito do solvente e as questões estéricas (espaciais).
5.3.2.1. O grupo de saída (íons haleto): quanto menos básico for o grupo de saída, maior é sua capacidade de saída. Bases fracas não compartilham bem seus elétrons, por isso estão fracamente ligadas ao carbono e a ligação é rompida mais facilmente. 
Ordem de basicidade para os haletos:
A capacidade de saída é o inverso da basicidade: 
Portanto, a reatividade relativa dos haletos de alquila é:
5.3.2.2. O nucleófilo: qual a diferença entre base e nucleófilo? 
Basicidade: é a medida da facilidade com que uma espécie (a base) compartilha seu par de elétrons livres com um próton. Quanto mais forte a base, melhor ela compartilha seus elétrons. A basicidade é medida por uma constante de equilíbrio (Ka) que indica a tendência do ácido conjugado da base em perder um próton.
Nucleofilicidade: é a medida da rapidez com que uma substância (o nucleófilo) é capaz de atacar um átomo deficiente em elétrons. A nucleofilicidade é medida por uma constante de velocidade (k).
Comparando nucleófilos de mesmo átomo que ataca: bases fortes constituem nucleófilos fortes. 
Em geral, espécies com cargas negativas são bases mais fortes e melhores nucleófilos quando comparadas à mesma espécie neutra. Por isso, para favorecer SN2 em relação a SN1 é preferível usar nucleófilos com carga negativa.
Comparando nucleófilos de átomos que atacam de tamanhos semelhantes: mais uma vez, as bases fortes são os melhores nucleófilos. Considerando os elementos do segundo período da tabela periódica, que têm aproximadamente o mesmo tamanho, temos:
Comparando nucleófilos de átomos que atacam de tamanhos diferentes: nesse caso, o fator mais importante é a polarizabilidade do átomo. Em átomos grandes, os elétrons estão mais afastados do núcleo e podem se movimentar mais livremente em direção a uma carga positiva. Como resultado, os elétrons estão mais disponíveis para se sobreporem ao orbital do carbono a uma maior distância. Ou seja, quanto maior o átomo, mais polarizável. Isso resulta em maior grau de interação no estado de transição, tornando-o mais estável e reduzindo o G. 
Se a reação é realizada em fase gasosa, a relação direta entre basicidade e nucleofilia permanece: bases fortes constituem melhores nucleófilos, ou seja, quanto menor o átomo, mais básico e mais nucleofílico. Se, no entanto, a reação for realizada em solventes próticos (H2O, CH3OH etc.), a relação entre basicidade e nucleofilia é invertida, ou seja, átomos maiores são melhores nucleófilos. Por exemplo, enxofre carregado negativamente é melhor nucleófilo que oxigênio ou nitrogênio negativos. Para haletos, temos:
5.3.2.3. O efeito do solvente na nucleofilicidade: a Tabela 3 apresenta uma lista de solventes comuns em laboratório com as respectivas constantes dielétricas.
Tabela 3: Constantes dielétricas () de alguns solventes comuns.[footnoteRef:2] [2: P.Y. Bruice, Química Orgânica. 4ª ed., vol. 1, São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2006, pg. 385.] 
	Solvente
	Estrutura / fórmula
	 a 25°C
	P. e. / °C
	Solventes próticos
Água
Ácido fórmico
Metanol
Etanol
Álcool tbutílico
Ácido acético
Solventes apróticos
Dimetilsulfóxido (DMSO)
Acetonitrila
Dimetilformamida (DMF)
Hexametilfosforamida (HMPA)
Acetona
Diclorometano
Tetraidrofurano (éter, THF)
Acetato de etila
Dietil éter
Benzeno
Hexano
	
H2O
HCOOH
CH3OH
CH3CH2OH
(CH3)3OH
CH3COOH
(CH3)2SO
CH3CN
(CH3)2NCHO
[(CH3)2N]3PO
(CH3)2CO
CH2Cl2
C4H8O
CH3COOCH2CH3
CH3CH2OCH2CH3
C6H6
CH3(CH2)4CH3
	
79
59
33
25
11
6
47
38
37
30
21
9,1
7,6
6
4,3
2,3
1,9
	
100
100,6
64,7
78,3
82,3
117,9
189
81,6
153
233
56,3
40
66
77,1
34,6
80,1
68,7
Solventes polares próticos: nesses solventes, bases fortes são nucleófilos pobres. Isso ocorre porque em solventespróticos (H2O, CH3OH, CH3CH2OH etc.) as espécies carregadas negativamente (nucleófilo) sofrem solvatação. Esses solventes podem realizar ligações de hidrogênio ou, em outras palavras, os solventes próticos apresentam dipolo permanente. A interação entre o íon negativo e o dipolo do solvente é chamada interação íondipolo. Como as moléculas do solvente “protegem” o nucleófilo, ele está menos disponível para as reações SN2. 
Ao contrário das bases fortes, as fracas não compartilham bem seus elétrons e por isso interagem fracamente com os solventes próticos. Assim é mais fácil romper as interações íondipolo entre o iodeto (base fraca) e o solvente do que entre o fluoreto (base mais forte) e o solvente. Como conseqüência, por exemplo, o metanol é um melhor nucleófilo em solventes polares próticos do que o íon metóxido.
Solventes polares apróticos: esses solventes, como dimetilformadida (DMF) e dimetilsulfóxido (DMSO), têm carga parcial negativa em sua superfície, o que permite solvatar o cátion. Já as cargas positivas estão inacessíveis no interior da molécula, impedindo a solvatação do ânion (nucleófilo), deixando-o livre para as reações SN2. Assim, por exemplo, o íon metóxido (base forte) é melhor nucleófilo em DMSO do que em água.
Polaridade do solvente: nas reações SN2 a etapa lenta inclui o haleto de alquila, neutro, e um nucleófilo, que pode ser carregado ou neutro. No caso de nucleófilo carregado, um aumento na polaridade do solvente estabiliza mais o nucleófilo do que o estado de transição, o que leva a um aumento em G e, conseqüentemente, em diminuição na velocidade. Se o nucleófilo é neutro, o efeito é o inverso: aumento na polaridade estabiliza mais o estado de transição do que o nucleófilo, resultando em queda na G e em aumento na velocidade. Como as reações SN2 se passam, normalmente, com nucleófilos carregados, o ideal seria usar solvente apolar, no entanto, esses solventes não dissolvem espécies carregadas. Por isso, para nucleófilos carregados, os solventes mais indicados são os polares apróticos, os quais solvatam melhor os cátions que os ânions (nucleófilo), deixando o nucleófilo livre para atacar o carbono ligado ao halogênio.
Exemplo: a reação a seguir, entre o íon azida (nucleófilo) e o 1bromobutano, exemplifica o efeito do solvente em uma reação SN2.
Resumindo: em solventes polares próticos, as bases fracas são os melhores nucleófilos. Em solventes polares apróticos ocorre o inverso, bases fortes (espécies com cargas negativas) são os melhores nucleófilos. Como as reações SN2 ocorrem, normalmente, com o uso de nucleófilos carregados negativamente, os solventes mais indicados são os polares apróticos (DMF, DMSO, acetonitrila etc.).
5.3.2.4. Efeitos estéricos na nucleofilicidade: efeitos estéricos não afetam a basicidade, mas podem afetar a nucleofilia em reações SN2. Um nucleófilo volumoso não consegue se aproximar do carbono ligado ao halogênio tão facilmente quanto um nucleófilo menos impedido estericamente. Assim, o íon tbutóxido, com seus três grupos metila, é um nucleófilo mais pobre que o íon etóxido, embora o tbutóxido seja uma base mais forte.
Exercício resolvido:
Coloque as espécies abaixo em ordem decrescente de nucleofilicidade em água.
Resposta: em solvente polar prótico (água), o nucleófilo com enxofre é o mais nucleofílico porque o enxofre é maior que o oxigênio. O nucleófilo mais pobre é aquele neutro. As espécies restantes devem ser analisadas de acordo com o pKa de seus ácidos conjugados. Um ácido carboxílico é ácido mais forte que o fenol que é mais forte que a água. Como a água é o ácido mais fraco, HO-, sua base conjugada, é a base mais forte e o melhor nucleófilo. Dessa discussão, temos:
5.3.3. Resumo das reações de substituição nucleofílica de segunda ordem - SN2
1. cinética de segunda ordem;
2. reação sensível ao impedimento estérico;
3. carbono quiral sofre inversão de configuração;
4. solventes polares apróticos favorecem SN2 em relação a SN1. 
5.4. REAÇÃO DE SUBSTITUIÇÃO NUCLEOFÍLICA DE PRIMEIRA ORDEM
É simbolizada por SN1 e DN + AN. Da cinética dessa reação verifica-se que apenas o haleto de alquila está envolvido na etapa lenta da reação. Como exemplo, examinemos a reação entre o brometo de t-butila e o íon hidróxido.
Na etapa lenta há a formação do carbocátion, pela quebra da ligação CX, sem a participação do nucleófilo. Na etapa rápida, o nucleófilo ataca o carbocátion, que tem estrutura planar, em duas direções possíveis, dando o produto de substituição.
Caso o carbono ligado ao haleto seja assimétrico (quiral), o produto final será quase uma mistura racêmica (produtos A e B). Devido a efeitos estéricos, há sempre um pequeno excesso de inversão de configuração. Por exemplo:
5.4.1. Reatividade em SN1: o fator mais importante nas substituições SN1 é o eletrônico. Os únicos compostos orgânicos que sofrem reações SN1 são aqueles capazes de formar carbocátions estáveis. Portanto, a reação SN1 está limitada àqueles compostos nos quais o haleto está ligado a um carbono terciário, alílico ou benzílico, ou a algum outro grupo estabilizador.
Veja que os substratos alílicos e benzílicos simples podem reagir tanto por SN1 como por SN2, já os terciários reagem apenas por SN1.
Na Figura 2 é apresentado o diagrama de energia para a reação SN1, em que se evidencia a formação do intermediário carbocátion.
Evolução da reação
Figura 2: Diagrama de energia para as reações de substituição SN1.
RX + Nu-
RNu + X -
G
 1
G 1
 2
G 2
R+ + X- + Nu-
5.4.2. Fatores que afetam as reações SN1: podem ser citados fatores como a natureza do grupo de saída e do nucleófilo, a estabilidade do intermediário carbocátion e o efeito do solvente.
5.4.2.1. O grupo de saída (íons haleto): como a etapa determinante da velocidade nas reações SN1 é a dissociação do íon haleto, levando à formação do carbocátion intermediário, dois fatores afetam fortemente a velocidade: a facilidade com que o grupo de saída se dissocia e a estabilidade do carbocátion formado. Como vimos para SN2, a basicidade e a habilidade de saída são inversamente proporcionais.
Portanto, a reatividade relativa dos haletos de alquila em reações SN1 é:
5.4.2.2. Estabilidade e rearranjos de carbocátion: reações SN1 se passam pela formação de intermediários carbocátion. Já vimos que carbocátions podem sofrer rearranjos para formar carbocátions mais estáveis. Os mais comuns são rearranjo 1,2 de hidrogênio e rearranjo 1,2 de metila. Por isso, reações SN1 e SN2 do mesmo haleto de alquila podem produzir compostos isoméricos.
Exercício:
Dê as estruturas e os nomes IUPAC dos produtos formados quando o 3bromo2,2dimetilbutano é submetido às condições reacionais abaixo. Justifique mostrando os mecanismos. Obs.: na reação SN1 pode ocorrer rearranjo de carbocátion.
a) Reação com H2O em condições SN1.
b) Reação com –OH em condições SN2.
5.4.2.3. A natureza do nucleófilo: na etapa lenta das reações SN1 não há participação do nucleófilo, por isso sua reatividade não tem influência sobre a velocidade da reação. No entanto, na maioria das vezes, o nucleófilo é o próprio solvente (molécula neutra). Reações desse tipo são chamadas solvólise.
5.4.2.4. Efeito do solvente: o haleto de alquila, molécula neutra e de pequeno momento de dipolo, é o único reagente na etapa lenta das reações SN1. O estado de transição (simbologia ) tem carga grande, já que a ligação carbonohalogênio se rompe. Como essa carga é maior no estado de transição do que no haleto de partida (que é neutro), um aumento na polaridade do solvente tem maior efeito na estabilização do estado de transição do que no haleto, diminuindo G e aumentando a velocidade da reação. 
Como visto no item 4.3.2.3. (neste capítulo), os solventes polares próticos (H2O, CH3OH etc.) são os mais indicados para as reações SN1, pois solvatam o carbocátion intermediário, estabilizando-o e contribuindo para a diminuição em G. Exemplo:
5.4.3. Resumo das reações de substituição nucleofílica de primeira ordem - SN11. cinética de primeira ordem;
2. formação de intermediário carbocátion;
3. se o carbono é quiral, o produto é quase uma mistura racêmica;
4. polaridade do solvente afeta a velocidade da reação, já que o intermediário é um carbocátion.
5.5. COMPETIÇÃO ENTRE AS REAÇÕES SN1 E SN2
Podemos resumir as substituições SN2 e SN1 em termos do carbono ligado ao haleto, segundo o resumo abaixo.
Nota: haletos de arila e vinila não sofrem substituição SN2 por causa da repulsão do nucleófilo pela nuvem de elétrons . Também não sofrem SN1, pois carbocátions de arila e vinila são menos estáveis que os carbocátions primários e porque as ligações carbono sp2  halogênio são mais fortes que as ligações carbono sp3  halogênio.
Quando um haleto puder sofrer SN1 e SN2, ambas as reações ocorrerão simultaneamente. Nesse caso, três condições determinam qual reação vai predominar:
a concentração do nucleófilo;
b reatividade do nucleófilo;
c solvente em que a reação é realizada.
Para SN2: vel. = k2 [haleto] [nucleófilo]			(eq. 01).
Para SN1: vel. = k1 [haleto]					(eq. 02).
Para uma reação se passando por SN2 e SN1, devemos somar as equações 01 e 02:
vel. = k2 [haleto] [nucleófilo] + k1 [haleto]		(eq. 03)
Considerando as condições que determinam o mecanismo predominante:
a concentração do nucleófilo: note que, pela equação 03, um aumento na concentração do nucleófilo aumenta a fração da reação SN2, mas não afeta a parcela da reação que se dá por SN1;
b reatividade do nucleófilo: a etapa determinante da velocidade de uma reação SN2 é o ataque do nucleófilo ao haleto de alquila. Se a reatividade do nucleófilo aumentar, a velocidade da reação SN2 também aumenta, pois nucleófilos mais reativos têm maior capacidade de deslocar o grupo de saída. Já para reações SN1, nem concentração nem reatividade do nucleófilo têm efeito, pois o mesmo não participa da etapa lenta.
Em suma, reações SN2 são favorecidas por alta concentração de um bom nucleófilo. As reações SN1, por outro lado, são favorecidas por baixa concentração do nucleófilo ou pelo uso de nucleófilo pobre.
Bons nucleófilos normalmente são carregados negativamente, como –OH, CH3, NH2 etc. Como nucleófilos pobres temos, comumente, as substâncias neutras: H2O, CH3OH e NH3; 
c influência do solvente: em geral, reações SN1 e SN2 são realizadas em solventes polares, próticos ou apróticos, pois têm altas constantes dielétricas, sendo bons em solvatar cargas. Nessas reações, sempre há formação de espécies carregadas, sejam nucleófilos, estados de transição ou carbocátions. 
Para as reações SN1, que se passam pela formação de carbocátion, os solventes mais indicados são os polares próticos por serem efetivos na solvatação dos carbocátions. Essa solvatação estabiliza o intermediário e, em conseqüência diminui G e aumenta a velocidade da reação. 
Na etapa lenta das reações SN2 estão envolvidos o haleto de alquila, neutro, e um nucleófilo que pode ser neutro ou carregado. Se o nucleófilo é neutro, um aumento na polaridade do solvente irá estabilizar mais o estado de transição (que tem carga pelo fato de haver rompimento da ligação carbonohalogênio) do que o nucleófilo, resultando em queda na G e em aumento na velocidade. Entretanto, como as reações SN2 se passam, normalmente, com nucleófilos carregados, o ideal seria usar solvente apolar. Esses solventes, no entanto, não dissolvem espécies carregadas, por isso, para nucleófilos carregados, os solventes mais indicados são os polares apróticos, os quais solvatam melhor os cátions que os ânions (nucleófilo), deixando o nucleófilo livre para atacar o carbono ligado ao halogênio.
Resumindo: quando um haleto de alquila pode sofrer reações SN1 e SN2, teremos:
a SN2 será favorecida por alta concentração de um bom nucleófilo (carregado negativamente) em solvente polar aprótico;
b SN1 será favorecida por um nucleófilo pobre (neutro) em solvente polar prótico.
Exercícios resolvidos 
1) Qual reação, em cada par, ocorrerá mais rapidamente? Todas são reações SN2.
2) Qual base é mais forte, RO- ou RS-?
Resp. RO- é base mais forte que RS-.
3) Qual é o melhor nucleófilo em solução aquosa, RO- ou RS-?
Resp. Água é um solvente polar prótico, por isso, para comparar a nucleofilia de RO- e RS- basta comparar os tamanhos dos átomos de oxigênio e enxofre. Como o enxofre é o maior, ele dá origem a um melhor nucleófilo.
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