6.2
Muitas reações de química orgânica ocorrem sob condições catalisadas por ácido ou base, incluindo reações de substituição nucleofílica
.Considere uma reação ácido-base simples de ácido clorídrico com hidróxido de sódio. Aqui, o íon hidróxido é uma espécie rica em elétrons e atua como uma base de Lewis. Ele desprotona o hidrogênio ácido, formando íons água e cloreto como base conjugada do HCl.
Agora, considere uma reação de substituição nucleofílica entre clorometano e hidróxido de sódio. O hidróxido de sódio continua sendo o componente rico em elétrons conhecido como nucleófilo. O íon hidróxido é a base conjugada da água, que é um ácido fraco com um pKa de 15,7. Assim, é uma base conjugada forte e um nucleófilo forte.
O clorometano, por outro lado, é um haleto de alquila primário. Aqui, o componente deficiente em elétrons é análogo a um ácido de Lewis e é chamado de eletrófilo.
Semelhante a uma reação ácido-base, o íon hidróxido reage com o eletrófilo doando seu par solitário de elétrons e formando uma nova ligação com o carbono.
Simultaneamente, a ligação entre o cloreto, chamado de grupo de saída, e o carbono se rompe, e o íon cloreto sai, levando os dois elétrons com ele.
No entanto, uma substituição nucleofílica também pode ocorrer de maneira diferente. Considere a reação entre o 2-bromo-2-metilpropano, um substrato terciário, e a água, onde funciona como solvente e também como nucleófilo. Uma reação em que um solvente se comporta como um nucleófilo é conhecida como solvólise.
Após a ionização no solvente polar, a ligação entre o substrato terciário e o grupo de saída se rompe primeiro. O grupo de saída retira os dois elétrons da ligação, formando um carbocátion estabilizado.
A água, tendo dois pares isolados, atua como nucleófilo e doa um par de elétrons para o carbocátion eletrofílico formando uma espécie de oxônio. Após a desprotonação, o 2-metilpropanol-2-ol é formado.
Mas o que dita o mecanismo de reação? Como mostrado em lições posteriores, o mecanismo de uma substituição nucleofílica é influenciado pela natureza do substrato, deixando a polaridade do grupo, nucleófilo, eletrófilo e solvente.
Perspectiva Histórica
Em 1896, o químico alemão Paul Walden descobriu que poderia interconverter enantiômeros puros (+) e (-) dos ácidos málicos atrav…
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Todos os direitos reservados.