Reacciones de sustitución nucleofilica bimolecular

a) Reacciones de sustitución nucleofilica bimolecular

En 1937 E.D Hughes y Christopher Ingold sugirieron un mecanismo que explica la inversión de la configuración y la cinética de segundo orden, observadas en las reacciones de sustitución nucleofilica, el cual formularon con el nombre de reacción Sn2, que significa sustitución nucleofilica bimolecular. Bimolecular significa que dos moléculas, nucleofilo y haluro de alquilo toman parte en el paso donde se mide la cinética.

La característica esencial de esta reacción es que se realiza en un solo paso, sin intermediarios, esto cuando el nucleofilo entrante reacciona con el haluro de alquilo (sustrato) desde una dirección opuesta al grupo que se desplaza es decir el grupo saliente. Conforme el nucleofilo entra en un lado del sustrato y se une al carbono, el haluro se separa por el otro lado, por lo que ocurre un inversión de la configuración estereoquímica.

Algunas reacciones de este tipo son rápidas y algunas lentas, en otro caso otras suceden con un alto rendimiento y otras todo lo contrario.

El siguiente mecanismo muestra una reacción general Sn2, un nucleofilo ataca al sustrato para generar un estado de transición en el que se forma un enlace con el nucleofilo, al mismo tiempo que se rompe el enlace con el grupo saliente

Características

Sustrato

Las reacciones Sn2 son mejores para el metilo y los sustratos primarios, los sustratos secundarios reaccionan lentamente y los terciarios no reaccionan a través de un mecanismo de la Sn2.

Nucleofilo

Los nucleofilos básicos con carga negativa son menos estables y tienen una mayor energía en el estado fundamental que los neutros.

Grupo saliente

Los mejores grupos salientes, disminuyen la energía en el estado de transición

Disolvente

Los disolventes proticos solvatan al nucleofilo, por lo cual disminuyen la energía en el estado fundamental. Los disolventes polares aproticos rodean al cation acompañante pero no al anion nucleofilico, por lo que aumentan la energía en el estado fundamental del nucleofilo.

b) Método de obtención de éteres

Síntesis de éteres de Williamson

La síntesis de éteres de Williamson es por lo general el método mas utilizado para sintetizar dichos compuestos. Consiste en la reacción de un alcohol con un haluro de alquilo, en presencia de una base fuerte y en un disolvente aprotico. El mecanismo de reacción suele ser un Sn2, los fenoles y otros alcoholes aromáticos también pueden proporcionar éteres con este procedimiento, debido a la acidez que posee un fenol a comparación a la de un alcohol alifático, puede utilizarse NaOH como base.

Síntesis de éteres por deshidratación de alcoholes

La reacción de alcoholes primarios sencillos con acido sulfúrico conduce a éteres simétricos. Los alcoholes secundarios por su parte conducen a mezclas de éteres simétricos así como productos de deshidratación. Por otro lado los alcoholes terciarios conducen a la deshidratación dependiendo de ciertas condiciones.

Síntesis de éteres diarilicos por sustitución nucleofilica aromática

Para la preparación de este tipo de éteres es necesario realizar una reacción de sustitución nucleofilica aromática. Si el haluro de arilo tiene grupos que logran atraer electrones en orto o para, el proceso implica una sustitución nucleofilica aromática mediante el mecanismo de adicion-eliminacion, caso contrario, si no hay grupos que atraigan electrones en el haluro de arilo, debe llevarse a cabo una sustitución nucleofilica aromática, proceso al cual se le conoce

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