Indique qual das reações terão uma maior velocidade de reação, se a reação ocorre por
ou
e explique qual efeito (efeito do substrato, efeito do nucleófilo, efeito do solvente, efeito do grupo de saída) justifica sua resposta.
f)
(1)
ou
(2)
f)
(1)
ou
(2)
Passo 1
Beleza! O exercício pede pra comparar duas reações de substituição nucleofílica com metanol (MeOH) e dizer:
- Qual é mais rápida?
- Se ela rola por SN1 ou por SN2?
- Que efeito (substrato, nucleófilo, solvente ou grupo de saída) explica isso.
Conteúdo: reação de substituição nucleofílica (SN1 vs SN2).
O que a gente precisa: entender como cada fator (substrato, nucleófilo, solvente, leaving group) afeta a velocidade e o mecanismo.
O que a gente precisa: entender como cada fator (substrato, nucleófilo, solvente, leaving group) afeta a velocidade e o mecanismo.
As duas reações são, na prática:
(1) produto
(2) produto
(1)
(2)
Passo 2
Olha o substrato:
- Na SN2, é ataque direto do nucleófilo ao carbono ligado ao Cl, então quanto mais substituído (mais grupos volumosos) pior: estéricos atrapalham.
- Na SN1, o passo-lento é a formação do carbocátion; quanto mais estável esse cátion, mais rápido fica.
Substrato (1) é primário (pouco estável como cátion e pouco volumoso para SN2);
Substrato (2) é terciário (muito estável como cátion, mas muito volumoso para SN2).
Substrato (2) é terciário (muito estável como cátion, mas muito volumoso para SN2).
Passo 3
Nucleófilo (MeOH):
- MeOH é nucleófilo fraco (oxigênio sem carga negativa forte), e ainda é polar prótica (tem H para formar pontes de hidrogênio).
- Fraco favorece SN1 (o nucleófilo entra só depois do carbocátion formado).
- Fraco e solvente prótico atrapalham SN2 (tende a “empacotar” o nucleófilo).
Passo 4
Solvente (MeOH, que aqui é tanto reagente quanto meio):
- É um solvente polar prótico.
- Solventes polares próticos estabilizam carbocátions e íons haleto (Saída de Cl⁻) por solvatação, acelerando SN1.
- Mas solvatação atrapalha nucleófilos em SN2, diminuindo a velocidade desse caminho.
Passo 5
Grupo de saída (Cl⁻):
- Cl⁻ é um bom grupo de saída em geral (estável sozinho).
- É o mesmo nos dois casos, então não muda a comparação entre (1) e (2).
Resposta
A reação (2), com
, é mais rápida e ocorre via SN1.
Justificativa principal: substrato terciário forma um carbocátion estável (substrato) e o meio/nucleófilo fraco (MeOH, solvente prótico) favorece SN1.
Justificativa principal: substrato terciário forma um carbocátion estável (substrato) e o meio/nucleófilo fraco (MeOH, solvente prótico) favorece SN1.