1- Descreva os tipos de mecanismos de reação de substituição e quais os fatores que influenciam para a reação seguir o mecanismo.
Passo 1
O enunciado pede para descrever os tipos de mecanismos de substituição em química orgânica e listar os fatores que determinam qual via a reação vai seguir. O conteúdo envolve principalmente as substituições nucleofílicas alifáticas: mecanismo bimolecular
e unimolecular
, além dos fatores que influenciam essas vias (substrato, nucleófilo, grupo de saída, solvente, temperatura).
Passo 2
No mecanismo
(substituição nucleofílica bimolecular) ocorre um ataque concertado: o nucleófilo ataca o carbono ligado ao grupo de saída ao mesmo tempo em que este se desprende. As características principais são
- cinética de segunda ordem: velocidade
, - inversão de configuração estereoquímica (ataque “back‐side”),
- sensível ao impedimento estérico do carbono atacado (substratos primários reagem rápido, terciários praticamente não reagem).
Passo 3
No mecanismo
(substituição nucleofílica unimolecular) a etapa determinante de velocidade é a formação de um carbocátion pela saída do grupo
. As características principais são
- cinética de primeira ordem: velocidade
, - formação de carbocátion intermediário (possível rearranjo),
- mistura racêmica se o carbono for quiral,
- favorecido em substratos secundários e terciários (estabilidade do carbocátion).
Passo 4
Os fatores que influenciam a via preferencial são
• Substrato: primário e pouco impedido → ; terciário e estável como carbocátion →
.
• Nucleófilo: forte e carregado (ex.: ,
) favorece
; nucleófilos fracos (ex.: água, álcoois) combinam com
.
• Grupo de saída: melhor quanto mais estável é a base conjugada (ex.: ).
• Solvente: prótico (liga‐se a nucleófilos carregados, enfraquecendo‐os) favorece ; aprótico polar (não solvata nucleófilos carregados) favorece
.
• Temperatura e concentração: acelera com mais nucleófilo;
acelera com aumento de temperatura que facilita a formação do carbocátion.
• Substrato: primário e pouco impedido →
• Nucleófilo: forte e carregado (ex.:
• Grupo de saída: melhor quanto mais estável é a base conjugada (ex.:
• Solvente: prótico (liga‐se a nucleófilos carregados, enfraquecendo‐os) favorece
• Temperatura e concentração: