¿Qué Son Reacciones De Sustitución Nucleofilica Tipo 1?
En química, una sustitución nucleófila es un
tipo de reacción de sustitución en la que un nucleófilo, "rico en
electrones", reemplaza en una posición electrófila, "pobre en
electrones", de una molécula a un átomo o grupo, denominados grupo
saliente.
Es un tipo de reacción fundamental en química
orgánica, donde la reacción se produce sobre un carbono electrófilo. Aunque
reacciones de sustitución nucleófila también pueden tener lugar sobre compuestos
inorgánicos covalentes.
Si ignoramos las cargas formales, en química
orgánica la reacción general de sustitución nucleófila consiste en:
Nu: + R-L → R-Nu + L:
El nucléofilo Nu, mediante su par de
electrones (:), reemplaza en el sustrato R-L, donde R es el electrófilo, al
grupo saliente L, el cual se lleva consigo un par de electrones. El nucléofilo
puede ser una especie neutra o un anión, mientras el sustrato puede ser neutro
o tener carga positiva (catión).
La reacción SN1 (sustitución nucleófila
unimolecular) implica dos etapas. En la primera tiene lugar la salida del grupo
saliente y la formación del intermedio carbocatión (etapa determinante de la
velocidad) y, a continuación, en la segunda, el nucleófilo se une a éste. La
SN1 tiende a ser importante cuando el átomo de carbono del sustrato está
rodeado de grupos voluminosos, debido tanto a que tales grupos interfieren
estéricamente con la reacción SN2 como a que los carbonos más sustituidos
forman carbocationes más estables.
¿Cual Es EL Mecanismo De Reacción?
Ejemplos De Rxn SN1
1) Un
ejemplo de una reacción que tiene lugar con un mecanismo de
reacción SN1 es la hidrólisis del bromuro
de tert-butilo con agua, formando alcohol tert-butílico:
Esta reacción
SN1 tiene lugar en tres etapas:
a. Formación
de un carbocatión de tert-butilo, por la separación de
un grupo saliente (un anión bromuro) del átomo de carbono: esta
etapa es lenta y es reversible.
b. Ataque
nucleofílico: el carbocatión reacciona con el nucleófilo. Si
el nucleófilo es una molécula neutra (por ejemplo,
un disolvente), se requiere un tercer paso para completar la reacción.
Cuando el disolvente es agua, el intermediario es un ion oxonio. Esta
etapa de reacción es rápida.
c. Deprotonación:
La eliminación de un protón en el nucleófilo protonado por el agua
actuando como base conduce a la formación del alcohol y un ion hidronio.
Esta etapa de la reacción es rápida.
2) El
2-etoxi-3-metilbutano es el producto que se espera de un proceso SN1. El
mecanismo que explica la formación de este compuesto se da a continuación:
3) Las
transposiciones no son exclusivas de los hidruros. Los grupos alquilo, como el
metilo también pueden migrar con el par de electrones de enlace (migración 1,2
de metilo). Por ejemplo, cuando el 1-bromo-2,2-dimetilpropano se calienta en
etanol a reflujo se obtiene el 2-etoxi-2-metilbutano.
¿Que Es Un
Nucleofilio Y Un Electrófilo?
Nucleofilio:
Son especies
con pases electrónicos libres dispuestos a compartirlos y son bases de Lewis
que atacan a un carbono desplazando al grupo saliente, es frecuente encontrar
nucleofilos iónicos pero también existen numerosos ejemplos de nucleofilos
neutros la característica general de todo nucleofilo es la presencia de partes
solitarios sobre el átomo que ataca
H3C−Br+NH3=H3C−NH2+HBr
(Lenta)
H3C−Br+OH−=H3C−OH+Br
(Rápido)
En la primera
reacción el amoniaco actúa como nucleofilo especie neutra pero con pares
solitarios sobre el nitrógeno desplazando al bromo del carbono y formando una
amina en la segunda reacción el ion hidróxido actúa como nucleofilio
desplazando el bromo y formando un alcohol.
Se conoce
como nucleofilia a la capacidad de un nucleofilio para atacar a un sustrato, el
nucleofilio depende de varios factores, posición del átomo atacante en la tabla
periódica, carga y resonancia la resonancia disminuye la nucleofilia la
deslocalización de los pares solitarios y disminuye la capacidad de ataque del
nucleofilo
Electrófilo:
Es un reactivo
químico atraído hacia zonas ricas en electrones que participa en una reacción
química aceptando un par de electrones formado en un enlace con un nucleofilo
ya que los electrófilos aceptan electrones ellos son ácidos de Lewis la mayoría
de los electrófilos están cargados positivamente, tienen un átomo que lleva una
carga positiva parcial o bien no posee un octeto de electrones, los
electrófilos atacan la zona de mayor densidad electrónica del electrófilo
¿Químicamente
Que Importancia Tienen Los Mecanismos De Reacción?
Las
reacciones son un elemento importante de la química orgánica y su conocimiento
es esencial para el químico. La conversión de unas sustancias en otras se
realiza mediante el empleo de reacciones que en muchos casos actúan sobre grupos
concretos de la molécula.
Las
reacciones orgánicas presentan dos características especiales que las
diferencian de las inorgánicas: se desarrollan a muy baja velocidad y en la
mayoría de los casos, solamente el grupo funcional interviene en la reacción
por lo que el resto de la molécula orgánica permanece intacta.
Hola, me parece muy buena la explicación, sin embargo no me queda muy claro la parte de la explicación de la reacción Nucleofilica Tipo 1, que tiene que ver, que relación tiene el carbocatión con la determinación de la velocidad.
ResponderEliminarEn el punto a. del ejemplo 1 se menciona un carbocatión de tert-butilo y luego se dice que es una etapa lenta, en el ejemplo se ve que claramente que hay una relación con la velocidad.
En la reacción de sustitución de tipo 1 (SN1) me queda claro que a diferencia de la reacción de sustitución tipo 2 (SN2), no se da de manera simultanea y que ésta tiene unas etapas. Al igual que oscar me queda la duda sobre la velocidad de la reacción y como se da esta relación.
ResponderEliminarEn mi opinión la explicación dado por el grupo 1 aborda la mayoría de lo propuesto a mostrar de la sustitución de tipo 1 (SN1), por otra parte hay algunas cosas que no dejan en claro y que solo lo logran mencionar pero no lo llevan a fondo para explicarlo mejor, dejando preguntas e incógnitas como la de mis compañeros. Entiendo un poco el primer ejemplo me he dado cuenta que según de lo que conocemos de la reacción de sustitución de tipo 2 esta no puede tener lugar en la reacción dada en el ejemplo uno ya que el bromuro de tert-butilo es un sustrato terciario y debido a los impedimentos estéricos de los grupos metilo no puede ser atacado mediante el mecanismo SN2, por ende la sustitución de tipo 1 es conveniente en esta reacción. intentando responder a la pregunta de oscar ya que la formación de los carbocationes en la etapa 1 es el paso lento de la reacción, los carbocationes es muy lenta muy difícil por lo tanto requiere una gran energía de activación y la velocidad de esta reacción depende solo de la primera etapa.
ResponderEliminarMe parece una excelente explicación sobre las reacciones SN1, dejando claro que, en estas se da un remplaza-miento de electrones de una molécula o átomo, siendo esta la primera etapa llamada salida de grupos salientes y prosiguiendo con la segunda (la formación del intermedio carbocatión). Sin embargo no me queda claro porque la segunda etapa es determinante para la velocidad. Ademas, en la información se menciona que las reacciones de sustitución nucleófila también pueden tener lugar sobre compuestos inorgánicos covalentes. mi pregunta es ¿como se da este proceso?.
ResponderEliminaren mi opinión me a quedado muy claro toda la explicación de la reacción de sustitución nucleofilica (SN1) ya que se trabaja con dos funciones muy fundamentales con el mecanismo,una de ellas es que determina las variaciones de sus velocidades y también interviene (SN2) que aporta un carbocation estable, en la parte del primer ejemplo me a quedado muy claro por que se aportan las variaciones de las velocidades en esa reacción
ResponderEliminarPor mi parte cabe decir que me parece desde mi punto de vista que la mayoría de conceptos que este tema abarca están bien explicados, tienen un coherencia y esto hace fácil el entendimiento de la Sustitución Nucleofilica (SN1),a excepción del primer ejemplo del cual quedan varias inquietudes, como por ejemplo la anteriormente ya dicha por Oscar David en donde dice -del ejemplo 1 se menciona un carbocatión de tert-butilo y luego se dice que es una etapa lenta, en el ejemplo se ve que claramente que hay una relación con la velocidad.-. Por otro lado no me quedan más dudas al respecto, pero me gustaría que en el la primera parte en donde se explica de que trata la SN1, dieran los dos ejemplos específicos sobre -cuando se aplica en Química orgánica y cuando en la Química Inorgánica-.
ResponderEliminarMe parece que cuando explican que es la reacción SN1 explican mas que todo es lo que es una sustitución nucleofílica, por ello me gustaría anexar mas sobre la definición de esta(SN1):
ResponderEliminarReacción SN1
La reacción SN1 es una reacción de sustitución en química orgánica. "SN" indica que es una sustitución nucleofílica y el "1" representa el hecho de que la etapa limitante es unimolecular.1 2 La reacción involucra un intermediario carbocatión y es observada comúnmente en reacciones de halogenuros de alquilo secundarios o terciarios, o bajo condiciones fuertemente acídicas, con alcoholes secundarios y terciarios. Con los halogenuros de alquilo primarios, sucede la reacción SN2, alternativa. Entre los químicos inorgánicos, la reacción SN1 es conocida frecuentemente como el mecanismo disociativo.
Este tipo de reacción esta bien explicado ya que lo llevan en un contexto de sustitución en la reacción química, ademas estos explican como representa un mecanismo donde la reacción de sustitución nucleofìlica da un determinado rendimiento a su reacción.
ResponderEliminarHola, me parece que la informacion esta excelentemente redactada y hace que entender este tipo de reaccion no sea tan complicado. Pero me surgen 2 dudas que son las siguientes:
ResponderEliminar1. Ustedes en la parte de mecanismos de reaccion mencionan que hay algunas variables mecanisticas que cambian en funcion del tiempo y 2 de ellas se pueden utilizar en el carbono saturado, que son la 1 y la 3. Mi pregunta es: ¿ Porque la 1 y la 3 son viables para utilizarlas en el carbono saturado y la numero 2 no?
2. Esta pregunta es un poco general y me interesaria bastante que me la respondieran. En la ultima parte "¿Químicamente Que Importancia Tienen Los Mecanismos De Reacción? ", mencionan que las reacciones organicas se diferencian de las inorganicas en 2 aspectos que son : La velocidad a la que se desarrollan y el que solamente interviene un grupo funcional. Mi pregunta es la siguiente: ¿ A que se deben este tipo de diferencias y que pasaria si por ejemplo en una reaccion de tipo inorganica se desarrolle a una velocidad baja como lo hacen las de tipo organico ?
Feliz Noche.
Bueno me queda claro que es una reaccion sn1 y el mecanismo de esta pero tengo dos dudas con el primer ejemplo en el cual se mensiona una reaccion "lenta" en la etapa "a" y luego una reacción rapida en la siguiente etapa (la "b"). La primera duda es el porque de que la primera etapa sea lenta y la segunda rapida, y la otra duda es ¿la primera etapa puede ser una reaccion rapida o siempre sera lenta?
ResponderEliminarLos conceptos y explicaciones están muy claras, pero falta mas claridad en cuanto a los ejemplos que se plantean. Además de eso considero que falta mas información y profundización en los pasos de la Sustitución Nucleofilica y las aplicaciones que tiene esta. También se logró observar el complejo proceso que se lleva a cabo en estas reacciones y su gran importancia.
ResponderEliminarPara mi me parece que esta bien explicada y esto lleva a que uno entienda mejor la reacción. Ademas nos explican un mecanismo donde la reacción de sustitución nucleofìlica da un punto de rendimiento a la reacción. me queda claro sobre las reacciones orgánicas que presentan dos características y las diferencian de las inorgánicas, se reproducen a bajas velocidades en mayoría de los casos, el grupo funcional interviene en la reacción y aquí el resto de molecular orgánicas se mantienen intactas.
ResponderEliminarMe parece buena la exolicacion, pero pienso que le falta un poco de informacion mas compleja por ejemplo cuando se aplica en la quimica organiaca y la inorganica, por otro lado lo exolicado es claro a apesar del ejemplo 1 que no me quedo muy claro, no me quedo claro del todo la aplicacion de la velocidad.
ResponderEliminarme parece interesante que en la reacción de tipo 1 (sn1) en el mecanismo de reacción pueden considerar tres vías para el desarrollo del mismo, toda la información es completa y clara pero no me queda claro la parte de la velocidad.
ResponderEliminarEn mi opinión, la información esta completa, y deja comprender los conceptos necesarios para el buen entendimiento de la temática, ademas quiero destacar que se puede comprender casi completamente como las dos etapas de la reacción de sustitución unimolecular (SN1), definen su grupo saliente y la velocidad de la reacción.
ResponderEliminarPor otra parte quisiera agregar que los ejemplos dados dan mayor amplitud a la explicación de la temática.
Yo opino que es una excelente información, clara y entendible, faltaron unas o que otras cositas, pero cada anexo de los compañeros me fueron solucionando cada duda, muy bien, excelente información.
ResponderEliminares un excelente tema facil para comprender, en relacion a los de eliminacion, abordan todos los temas y explican muy bien las etapas.pero podriamos enfocarnos mas en la utilizacion a la ingenieria alguien de este grupo me podria dar esa relacion ?
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