Coloque os cloretos primários, secundários e terciários na ordem aproximada de: (a) reatividade SN1 crescente, (b) reatividade SN2 crescente. Justifique:
Passo 1
O enunciado pede para ordenar cloretos primário (
), secundário (
) e terciário (
) segundo reatividade em dois mecanismos distintos de substituição nucleofílica: SN1 e SN2. Para isso precisamos lembrar que em SN1 a etapa determinante é a formação de carbocátion (logo depende da sua estabilidade) e em SN2 a etapa determinante é o ataque nucleofílico por trás, sensível a impedimentos estéricos.
Passo 2
No mecanismo SN1 a velocidade é dada por
onde o ponto crítico é a formação do carbocátion
. A estabilidade de carbocátions cresce na ordem
pois grupos alquila estabilizam por efeito indutivo e de hiperconjugação. Logo, cloretos que formam carbocátions mais estáveis reagem mais rápido em SN1.
Passo 3
No mecanismo SN2 a velocidade é
e o nucleófilo ataca de trás do carbono ligado ao cloro. A impedância estérica no centro de reação dificulta esse ataque. A ordem de menor para maior esteric hindrance é
portanto a reatividade em SN2 cresce em sentido oposto: quanto menos impedimento, mais rápida a reação.
Resposta
(a) Ordem de reatividade SN1 crescente:
.
(b) Ordem de reatividade SN2 crescente: .
(b) Ordem de reatividade SN2 crescente: