Chimica organica - alogenuri alchilici

Le reazioni degli alogenuri alchilici: le sostituzioni nucleofile e le eliminazioni

-

δ X Dato il carattere elettrofilo del carbonio

X = F, Cl, Br o I

+

δ alogeno sostituito, buona parte della chimica

C degli alogenuri alchilici si basa sulle reazioni

polari con nucleofili e basi ricche di elettroni.

atomo di carbonio elettrofilo

Nucleofilo: reagente in possesso di siti ricchi di elettroni che può dare origine a un legame

donando una coppia di elettroni ad un sito che ne è povero.

Elettrofilo: reagente caratterizzato dalla presenza di siti poveri di elettroni capace di dar

luogo a un legame accettando una coppia di elettroni da un nucleofilo.

Reagendo con un nucleofilo gli alogenuri alchilici fanno l’una o l’altra di queste due cose:

- subire la sostituzione del gruppo X ad opera del nucleofilo (SN2 o SN1);

- subire l’eliminazione di HX con formazione dell’alchene (E2 o E1). 1

Reazione SN2 sostituzione nucleofila bimolecolare

→

H C CH CH

3 3 3

δ− δ−

H HO

Br

HO

Br

-

OH H

CH CH

2 3

H

H CH C CH CH

3 2 2 3

stato di transizione con

(R)-2-Bromobutano (S)-2-butanolo

rottura e formazione di legame

simultanee

Si svolge in un solo tempo con l’attacco del nucleofilo entrante sul substrato a 180° dal gruppo che

si allontana. La reazione si accompagna all’inversione della stereochimica intorno al carbonio

stereogeno.

La reazione risulta inibita dalla voluminosità dei reagenti. Ne viene che le reazioni SN2 sono

favorite nel caso dei substrati primari e secondari. Tali alogenuti danno SN2 in presenza di un

nucleofilo forte e di un solvente aprotico polare. 2 1

Reazione SN1 sostituzione nucleofila unimolecolare

→

del legame C-X e formazione del carbocatione

Stadio 1: Scissione

H C CH

3 3 La reazione, condotta in solventi protici e in presenza

+ + -

Br

Br di un nucleofilo debole, è governata principalmente

H

H C H CH

3 da fattori elettronici, cioè la stabilità relativa

3 dell’intermedio carbocationico. Gli alogenuri alchilici

intermedio carbocationico secondari e terziari reagiscono con meccanismo SN1.

Stadio 2: Reazione dell'intermedio con il nucleofilo

CH

CH H H

3 H C

3 3

H O

2 +

+ O O

H H

H CH H

H C

3

H CH 3

3

Stadio 3: Trasferimento di un protone all'acqua per dare il prodotto neutro.

H

H C H C

3 3

H O

2 +

H O

+

O OH 3

H H 3

H

H C H C

3 3

Scrivere il prodotto della reazione:

1-