6.13
En las reacciones de sustitución nucleofílica, el resultado estereoquímico del producto, es decir, la inversión o retención de la configuración, se puede estudiar si la sustitución se produce en un sustrato quiral.
Las reacciones SN2 son estereoespecíficas ya que el nucleófilo ataca directamente al sustrato desde la parte posterior, lo que invariablemente resulta en un producto invertido.
Por el contrario, las reacciones SN1 no son estereoespecíficas. Esto se debe a que el sustrato primero se ioniza para generar un carbocatión híbrido sp2 intermedio con los tres sustituyentes que se encuentran en el mismo plano.
A continuación, el nucleófilo se acerca al carbocatión desde ambos lados con la misma probabilidad. Mientras que un ataque desde la parte frontal conduce a la retención de la configuración en el producto, un ataque desde la parte trasera da como resultado una inversión de la configuración.
Cuando se utiliza un sustrato aquiral, independientemente del modo de ataque nucleofílico, la configuración del producto sigue siendo la misma.
Cuando el sustrato es quiral, se espera una racemización completa, lo que conduce a un racemate de los enantiómeros del producto. Sin embargo, lo más común es que solo se produzca una racemización parcial, generando un exceso enantiomérico del producto invertido.
Una explicación plausible para esto radica en el paso de ionización del sustrato, en el que el carbocatión y el grupo saliente permanecen vagamente asociados, formando un par de iones íntimos durante unos diez nanosegundos antes de que se difundan.
Durante esta asociación, el grupo saliente protege parcialmente al carbocatión del ataque frontal. Por lo tanto, el nucleófilo ataca el centro de carbono desde la parte posterior sin obstáculos, lo que da como resultado un producto invertido.
Después de que el par iónico se disocia completamente, el carbocatión sufre sustituciones en ambos extremos con la misma probabilidad de producir un producto racémico. Dado que tanto la inversión como la racemización se producen durante el proceso de sustitución, se obtiene un exceso neto del producto invertido.
Esta lección proporciona una discusión en profundidad de los resultados estereoquímicos en una reacción SN1.
En el primer paso de una reacción SN1, el…
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