6.13
Nas reações de substituição nucleofílica, o resultado estereoquímico do produto, ou seja, inversão ou retenção de configuração, pode ser estudado se a substituição ocorrer em um substrato quiral.
As reações SN2 são estereoespecíficas, uma vez que o nucleófilo ataca diretamente o substrato pela parte de trás, o que invariavelmente resulta em um produto invertido.
Em contraste, as reaçõesSN1 não são estereoespecíficas. Isso ocorre porque o substrato primeiro ioniza para gerar um carbocátion hibridizado sp2 intermediário com os três substituintes situados no mesmo plano.
O nucleófilo então se aproxima do carbocátion de ambos os lados com igual probabilidade. Enquanto um ataque do frontside leva à retenção da configuração no produto, um ataque do backside resulta em uma inversão da configuração.
Quando um substrato aquiral é usado, independentemente do modo de ataque nucleofílico, a configuração do produto permanece a mesma.
Quando o substrato é quiral, espera-se uma racemização completa, levando a um racemato dos enantiômeros do produto. No entanto, mais comumente, ocorre apenas racemização parcial, gerando um excesso enantiomérico do produto invertido.
Uma explicação plausível para isso está na etapa de ionização do substrato, em que o carbocátion e o grupo de saída permanecem frouxamente associados, formando um par de íons íntimos por cerca de dez nanossegundos antes de se difundirem.
Durante esta associação, o grupo de saída protege parcialmente o carbocátion do ataque frontal. Assim, o nucleófilo ataca o centro de carbono pela parte traseira desimpedida, resultando em um produto invertido.
Depois que o par de íons se dissocia totalmente, o carbocátion sofre substituições em ambas as extremidades com igual probabilidade de produzir um produto racêmico. Como tanto a inversão quanto a racemização ocorrem durante o processo de substituição, obtém-se um excesso líquido do produto invertido.
Esta lição fornece uma discussão aprofundada sobre os resultados estereoquímicos em uma reação SN1.
Na primeira etapa de uma reação SN1, a ligação ent…
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