SUSTITUCION
NUCLEOFILICA
BIMOLECULAR
Características SN2





La reacción sn2 es una reacción concertada y tiene lugar en un solo paso con enlaces que se
rompen y se forman a la vez.
La estructura de transición se denomina estado de transición (punto de máxima energía) y no es
un intermedio de la reacción.
En el estado de transición el enlace con el nucleofilo se forma parcialmente el enlace con el grupo
saliente y se rompe parcialmente.
El estado de transición es mucho mas alto en energia ya que en el esta implicado un átomo de
carbono penta-coordinado con dos enlaces parciales.
En este tipo de reacción el producto final tiene estereoquímica contraria a la del reactante.
FORMA GENERAL
Nuc:¯ +
C
X
Nuc +
C
DONDE Nuc:¯ ES EL NUCLEOFILO Y X ¯ ES EL ION HALURO SALIENTE.
X ¯
MECANISMO CLAVE
EJEMPLO
H
H
O¯ + H
C
H
H
I
H
O
C
H
H + I¯

En este caso el ión hidróxido es un NUCLEOFILO FUERTE que dona un par de electrones ya que el ATOMO DE
OXIGENO tiene pares de electrones no compartidos y una CARGA NEGATIVA.

El yodo-metano es el SUSTRATO o compuesto atacado por el reactivo.

El átomo de carbono del yodo-metano es el ELECTROFILO por el hecho de estar unido a un átomo de yodo electronegativo.

La densidad electrónica se presenta alejada del carbono gracias a la inducción ejercida por el halógeno y esto hace que el
halógeno tenga UNA CIERTA CARGA POSITIVA PARCIAL.

La carga negativa del hidróxido es atraída hacia la carga positiva parcial del carbono.

H

El ión hidróxido ataca al átomo de carbono electrófilo, cediendo un par de e. para formar un nuevo enlace.
O ¯
+C
I -
Diagrama de energía de la SN2
Cinética y Mecanismo

La reacción bimolecular sn2 obedece la siguiente ecuación de
velocidad de la reacción,sugiere que ambos, sustrato y reactivo
nucleófilo, intervienen en el estado de transición de la reacción
que da lugar a los productos.
V= R[R-X] [NUCLEOFILO]
Estereoquímica

El nucleófilo debe llegar del lado contrario del grupo saliente.

Se logra el estado de mayor energía o transición y procede
el penta-coordinado del carbono.

En esta reacción sn2 la configuración del carbono se invierte es decir; si es “S” se invierte a “R” y viceversa.
1.- El nucleófilo se aproxima por el lado contrario del grupo saliente. Interactuando un lóbulo con el orbital al que se
une el grupo saliente.
2.- Se llega al estado de transición.
3.- la configuración que has sufrido la reacción ha cambiado.

La facilidad para llevar a cabo una reacción SN2 depende de:
 La naturaleza del grupo saliente.

La reactividad del nucleófilo.

Los factores estéricos de los grupos
R.
SUSTITUCION
NUCLEOFILICA
UNIMOLECULAR
REACCION
SN1
MECANISMO CLAVE
Características SN1

Las reacciones con nucleófilos débiles transcurren por el mecanismo sn1 si el sustrato es secundario o
terciario.

Los haluros terciarios son los que presentan sustitución a través de la sn1.

Son necesarios disolventes ionizantes muy polares como el agua y los alcoholes para las reacciones sn1.

La velocidad de reacción en la sn1 es proporcional a la concentración del haluro de alquilo pero no a la
concentración del nu.

En la reacción sn1 generalmente se da lugar a una mezcla de productos de inversión y retención
(mezcla de racemización).
FORMA GENERAL
EJEMPLO
Diagrama de energía de la SN1
Cinética y Mecanismo

La velocidad de la reacción sn1 es proporcional a la
concentración del haluro de alquilo pero no de la
concentración del nucleófilo, esto quiere decir que la sn1
sigue una ecuación de velocidad de primer orden.
V= R[R-X]
Estereoquímica

La reaccion sn1 implica un carbocatión plano intermedio que puede ser
atacado desde cualquier cara; por lo tanto, la reaccion sn1 generalmente
da lugar a una mezcla de productos con inversión y retención de
configuración (racemización).
ELIMINACIÓN
UNIMOLECULAR
REACCION
E1
Características E1

Una eliminación implica la perdida de dos atomos o grupos del sustrato, generlamente con la
formación de un elace “pi”

Dependiendo de los reactivos y de las condiciones en las que se encuentren, una eliminación
debería de ser un proceso de primer orden (E1)o de segundo orden (E2).

En este caso la reacción transcurre en dos etapas, para dar lugar a un CARBOCATIÓN en una
primera etapa y a un doble enlace en la segunda etapa; es decir es una reacción competitiva con la
SN1
EJEMPLO
Mecanismo

En un segundo paso rápido, una base abstrae un protón del átomo de carbono adyacente
al C+. Los electrones que antes formaban el enlace carbono-hidrógeno ahora forman el
enlace pi entre dos átomos de carbono. El mecanismo general de una reacción E1 es:

Al igual que el SN1, la reacción E1 implica un carbocationes intermedios. El primer paso
es la ionización de la molécula para formar el carbocatión, seguido de la abstracción de
un protón del carbono cercano. El producto principal de las reacciones de eliminación
son los alquenos.
MECANISMO CLAVE
MODELO ORBITAL E1

En el segundo paso del mecanismo E1, el átomo de carbono
adyacente debe rehibridarse a sp2 cuando la base ataca al protón y
los electrones fluyen hacia el nuevo enlace pi.
Las bases débiles se pueden utilizar en las reacciones E1, puesto
que no se encuentran implicadas en el paso limitante de la
velocidad de la reacción.
MODELO ORBITAL E1
Diagrama de energía de la E1
REORDENAMIENTO
Como en otras reacciones mediadas por un carbocatión intermedio, en la E1 se pueden producir reordenamientos.
Compare la siguiente reacción E1 (con reordenamiento) con la reacción SN1 del mismo sustrato.
 Cuando la reacción conlleva intermedios carbocatiónicos, habrá una posibilidad de reordenamientos, por lo que se
obtendrá la mezcla de productos

ELIMINACION
BIMOLECULAR
REACCION
E2
Características E2

La eliminación también puede ser bimolecular en presencia de una base fuerte. A manera de ejemplo,
considérese la reacción del bromuro de terc-butilo con ión metóxido en metanol
E2 muestra la misma preferencia de sustrato como E1, 3o > 2o > 1o . E2 necesita una base fuerte
Cinética y Mecanismo

La velocidad de esta eliminación es proporcional a las concentraciones tanto del haluro de alquilo como de la base, dando lugar a
una ecuación de velocidad de segundo orden. Esto es un proceso bimolecular; ya que participan el haluro de alquilo y la base en el
estado de transición, por lo que este mecanismo se expresa como E2, forma abreviada de eliminación bimolecular

La reacción tiene lugar en un único paso, por lo que es una reacción concertada.
Las reacciones E2 requieren la abstracción de un protón de un
átomo de carbono próximo al carbono que lleva el halógeno. Si
hay dos o más posibilidades, se obtienen mezclas de productos.
Los ejemplos siguientes muestran cómo la abstracción de protones
diferentes puede dar lugar a productos diferentes.
 En general, el alqueno más sustituido será el producto principal de
la reacción

Mezcla de productos en las reacciones E2
Estado de transición para las reacciones E2

Estados de transición concentrados de la reacción E2. Los orbitales del átomo de
hidrógeno y el haluro deben estar alineados para que puedan comenzar a formar un
enlace pi en el estado de transición.

El hidrógeno que se va a abstraer debería ser anti-coplanar al grupo saliente para
minimizar cualquier impedimento estérico entre la base y el grupo saliente. Una
orientación sin-coplanar entre el hidrógeno y el grupo saliente creará una interacción
repulsiva y aumentará la energía del estado de transición.
FIN
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REACCION SN2 - ACABRERAPAUWIKI