As reações que caracterizam os haletos alquila são as substituições nucleofílica e eliminações.

 

Tanto as substituições como as eliminações podem ser de dois tipos:

 


SUBSTITUIÇÃO BIMOLECULAR (SN2)

Esta reação tem uma cinética de segunda ordem, onde deriva seu nome. A velocidade da reação tanto depende da concentração do nucleófilo como da concentração do haleto de alquila.

V = k[Nu-][R-X] mol L-1 s-1

A reação de SN2 tem como caracteristicas principais:

  1. Ataque do nucleóflilo pelo lado oposto da ligação carbono halogênio.
  2. Ocorre em uma única etapa é um processo concertado, isto é, no momento que se forma a ligação carbono nucleófilo se desfaz a ligação carbono halogênio.

 

A seguir é mostrado a reação de substituição nucleofílica entre o bromoetano e íon cianeto.

 

O diagrama de energia potencial da SN2 mostra que a reação ocorre em uma única etapa e com um único estado de transição.

 

A reação de substituição nucleofílica bimolecular ocorre a inversão de configuração do carbono que sofre a substituição. Por exemplo, o (R)-2-bromobutano reage com o íon iodeto para formar o (S)-2-iodobutano.


SUBSTITUIÇÃO NUCLEOFÍLICA UNIMOLECULAR (SN1)

 

Esta reação tem uma cinética de primeira ordem, onde deriva seu nome. A velocidade da reação depende somente concentração do haleto de alquila.

V = k[R-X] mol L-1 s-1

A reação de SN1  tem como caracteristicas principais:

  1. Formação de carbocátion (etapa determinante da velocidade).
  2. Ocorre em duas etapas uma lenta e outra rápida que é o atque do nucleófilo.

 

A seguir é mostrado a reação de substituição nucleofílica entre o brometo de terc-butila e etanol.

O diagrama de energia potencial da  SN1 mostra que a reação ocorre em duas etapas e etapa determinante da velocidade de reação é a formação de carbocátion.

 

Um Importante aspecto é estabilidade do carbocátion, se sua formação depende a velocidade da reação. A ordem relativa da estabilidade dos carbocátions é:

A estabilidade do carbocátion está ligado ao fenômeno da hiperconjugação.  Este fenômeno é o resultado da sobreposição de um orbital p com um orbital molecular ligante vizinho, como as ligações C-H  or C-C.

A geometria do carbocátion é trigonal coplanar

 

A reação de substituição nucleofílica unimolecular ocorre a formação de uma  mistura racêmica. Por exemplo, o (R)-3-bromo-3-metilhexano reage com a água  para formar o (R)-3-metilhexanol e o (S)-3-metilhexanol.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


ELIMINAÇÃO BIMOLECULAR (E2)

 

Esta reação tem uma cinética de segunda ordem, onde deriva seu nome. A velocidade da reação tanto depende da concentração do nucleófilo como da concentração do haleto de alquila.

V = k[Nu-][R-X] mol L-1 s-1

A reação de SN2 tem como caracteristicas principais:

  1. Ataque do nucleóflilo pelo lado oposto da ligação carbono halogênio.
  2. Ocorre em uma única etapa é um processo concertado, isto é, no momento que se forma a ligação carbono nucleófilo se desfaz a ligação carbono halogênio.
  3. Compete com a reação de Substituição nucleofílica bimolecular (SN2)

 

A seguir é mostrado a reação de substituição nucleofílica entre o 2-bromopropano e etóxido de sódio


ELIMINAÇÃO UNIMOLECULAR (E1)

 

Esta reação tem uma cinética de primeira ordem, onde deriva seu nome. A velocidade da reação depende somente concentração do haleto de alquila.

V = k[R-X] mol L-1 s-1

A reação de E1  tem como caracteristicas principais:

  1. Formação de carbocátion (etapa determinante da velocidade).
  2. Ocorre em duas etapas uma lenta e outra rápida que é o atque do nucleófilo.
  3. Compete com a reação de com a Substituição nucleofílica unimolecular (SN1)

A seguir é mostrado a reação de substituição nucleofílica entre o brometo de terc-butila e etanol

 

IMPORTANTE

REARRANJO DE CARBOCÁTION