Substituição Nucleofilica

Os compostos orgânicos contendo halogênios são muito comuns na natureza e muito utilizado em vários processos industriais modernos, como solventes, anestésicos de inalação em medicina e pesticidas. (1) Em uma Substituição Nucleofílica, um nucleofilo com par de elétrons não-compartilhados reage com um haleto de alquila (substrato) pela reposição do halogênio substituinte. Acontece uma reação de substituição, e o halogênio substituinte, chamado de grupo retirante, se afasta como íon haleto. Nessas reações, a ligação carbono-halogênio do substrato passa por uma heterolise, e o par não-compartilhado do nucleofilo é usado para formar uma nova ligação para o átomo de carbono. Os haletos de alquila não são as únicas substâncias que podem agir como substrato nessas reações.(2)

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O mecanismo das reações SN podem ocorrer de duas maneiras:

Substituição nucleofílica monomolecular ou de primeira ordem (SN1):

A reação ocorre em duas etapas: a primeira etapa: ionização do haleto orgânico (etapa lenta). Nessa etapa ocorre heterólise do haleto, formando-se um carbocátion estável. A segunda etapa: ataque nucleófilo (hidroxila) ao carbocátion (etapa rápida). (3)

Substituição Nu bimolecular ou de segunda ordem (sn2):

É um processo de uma etapa: o nucleófilo ataca o halo-alcano com simultânea expulsão do grupo de partida. Assim, a formação da ligação ocorre ao mesmo tempo que a quebra. Este tipo de processo é chamado de reação concertada. (4)

Fator
SN1
SN2
Substrato
Compostos de carbono terciários (formação de carbocátion estável) (1)
Metila > 1º > 2º (substratos com pequeno bloqueio estérico) (1)
Nucleófilo
Bases fracas de Lewis, moléculas neutras, o nucleófilo pode ser o solvente (solvólise) (1)
Base de Lewis forte, a velocidade é favorecida pela alta concentração do nucleófilo. (1)
Ataque do Nucleófilo
É frontal, não ocorre “por trás” da molécula, pois há impedimento estérico (3)
Ocorre pelo lado oposto da ligação carbono