Quimica organica - eliminação vs substituição

Eliminação x Substituição

Acontece uma competição entre as reações de substituição e eliminação de primeira ordem, SN1 e E1 respectivamente, e, também entre as reações de substituição e eliminação de segunda ordem, SN2 e E2 respectivamente.
Nas reações E1 e SN1, a primeira etapa, que determina a velocidade, é a mesma. É formado um carbocátion e a velocidade da reação depende apenas da concentração do substrato.
O que vai determinar se a reação que vai ocorrer vai ser de eliminação ou de substituição vai ser a etapa seguinte, a etapa rápida. Como os fatores que favorecem esses mecanismos são os mesmos, o mecanismo E1 tem certa vantagem sobre o SN1 por possuir substratos que formam um carbocátion mais estável, maior disponibilidade de energia no meio e o uso de bases mais fracas e solventes mais polares.

Tendo como exemplo a reação acima, do 2-bromo butano com o íon hidróxido, se o OH- atacar o hidrogênio, a reação será de eliminação e o produto será um alceno, porém, se o OH- atacar o carbono, a reação será de substituição e o produto será um álcool. Quanto mais ramificado for o alceno que puder ser formado, maior será a porcentagem do produto de eliminação, devido a estabilidade dos alcenos ramificados. Sendo assim, no caso dos haletos, os haletos terciários, que possuem mais ramificações, sofrerão mais rapidamente a eliminação e os haletos primários sofrerão mais rapidamente substituição.
Já os mecanismos E2 e SN2, ocorrem quando não há a formação de carbocátion, forma-se um estado intermediário na primeira etapa e a velocidade da reação depende da concentração de ambos os reagentes. Os fatores que favorecem esses mecanismos são os mesmos. Quando o nucleófilo ataca o hidrogênio do carbono β, ocorre a eliminação e quando é atacado o átomo do carbono que possui o grupo abandonador, ocorre a substituição.