Ideias principais
Um haleto de alquila pode reagir com um nucleófilo ou uma base de quatro modos: SN1, SN2, E1 e E2. A estrutura do substrato, o nucleófilo, o grupo abandonador e o solvente decidem qual vence.
- SN2 é de uma etapa com ataque pela retaguarda, então a configuração se inverte. É mais rápida em substratos metílicos e primários, lenta em secundários e não ocorre em terciários.
- SN1 passa por um carbocátion, então é mais rápida em substratos terciários, dá produto racêmico e sua velocidade depende só do substrato.
- A estabilidade do carbocátion é 3° > 2° > 1° > metila. Os melhores grupos abandonadores são bases mais fracas: I⁻ > Br⁻ > Cl⁻ > F⁻.
- Solventes próticos polares favorecem SN1 e apróticos polares favorecem SN2. Uma base forte e volumosa favorece E2, e o calor favorece a eliminação sobre a substituição.
Equações principais
SN1: rate = k[RX]SN2: rate = k[RX][Nu]carbocation: 3° > 2° > 1° > CH₃⁺leaving group: I⁻ > Br⁻ > Cl⁻ > F⁻
Exemplo resolvido
Compare CH₃Br, CH₃CH₂Br, (CH₃)₂CHBr e (CH₃)₃CBr com iodeto em acetona (SN2): as velocidades caem na ordem CH₃Br > CH₃CH₂Br > (CH₃)₂CHBr > (CH₃)₃CBr. Em etanol, o 2-bromo-2-metilpropano reage por SN1 e E1, e dobrar a concentração do nucleófilo não muda nada porque a velocidade é k[RX].
Erros comuns
- Esperar SN2 em um carbono terciário, onde a retaguarda é muito impedida.
- Usar a lei de velocidade de SN1, que não tem termo do nucleófilo, para uma reação SN2.
- Escolher o fluoreto como bom grupo abandonador. Ele é ruim porque o fluoreto é a base mais forte dos haletos.
Prática
Teste-se com perguntas de prática sobre este tema: Substituição, eliminação e carbocátions