Reação de substituição

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Exemplo de halogenação.
Exemplo de nitração.
Exemplo de di-alquilação.

Substituintes são todos os grupos ou espécies químicas ligadas a cadeias de hidrocarbonetos, onde exercem através de atividade sacadora ou doadora de elétrons influenciando assim na conformação estrutural e ou atividade desenvolvida pela molécula que esteja ligado.

Numa reação de substituição, um grupo funcional numa molécula é substituído por outro.

Em química orgânica, as reações de substituição são de grande importância. O conhecimento pormenorizado dos vários tipos de substituição possíveis permite prever o resultado de uma reação química, assim como escolher a temperatura e o solvente correctos para a sua ocorrência.

Essas reações podem ocorrer de diversas maneiras, mas os tipos mais comuns são halogenação, sulfonação, nitração, alquilação e a acilação.

Substituições nucleofílicas[editar | editar código-fonte]

Este tipo de reações de substituição ocorrem quando o reagente é um nucleófilo, o que significa, um átomo ou moléculas com elétrons livres.

Exemplo de substituição nucleofílica aromática
Adição-eliminação em um derivado de ácido carboxííico

As substituições nucleofílicas podem ser produzidas por dois mecanismos iguais:

  • Substituição nucleofílica unimolecular (SN1): Este mecanismo de reação possui duas etapas. Na primeira etapa, o grupo retirante afasta-se, formando um carbocátion. Na segunda etapa, o reagente nucleofílico ataca o carbocátion e forma uma ligação sigma. Este mecanismo pde resultar tanto em inversão quanto na retenção da configuração.
  • Substituição nucleofílica bimolecular (SN2): Este mecanismo de reação possui somente uma etapa. O ataque do reagente e a expulsão do grupo de saída ocorrem simultaneamente. Este mecanismo sempre resulta numa inversão de configuração.

Substituições eletrofílicas[editar | editar código-fonte]

Substituição eletrofílica aromática
  • Reações eletrofílicas em outros compostos insaturados como arenos geralmente conduzem a adição eletrofílica mais que a substituição.

Química de coordenação[editar | editar código-fonte]

Em química de coordenação nos complexos dos metais de transição em dissolução também se produzem reações de substituição de um ligando por outro:

M-X + Y → M-Y + X

Onde X é o grupo saliente e Y o grupo entrante. Se o grupo entrante desloca uma molécula de água é conhecido como anionização, e se é o contrário, onde uma molécula de água desloca a um ligando é uma hidrólise.

Segundo seu mecanismo as reações de substituição de ligando podem ser do tipo:

  • Dissociativa (D), onde se evidencia a existência de um intermediário com um número de coordenação inferior ao complexo inicial. Uma dissociação anterior ocorre do grupo saliente X seguida de uma coordenação com o grupo entrante. Neste caso a etapa determinante da velocidade é a dissociação de X.
[MLnX] → [MLn] + X (Reação de equilíbrio)
[MLn] + Y → [MLnY]
  • Associativa (A), onde se comprova que existe um intermediário com um número de coordenação superior ao complexo inicial. Neste caso, primeiro ocorre a coordenação do grupo entrante Y e finalmente a dissociação do grupo saliente. A etapa limitante da velocidade de reação é a formação da ligação com e grupo entrante Y.
[MLnX] + Y → [MLnXY] → [MLnY] + X
  • Intercâmbio (I), onde não existe evidência de intermediário. Se trata de um processo coordenado. Se diferencia entre intercâmbio associativo (Ia) se a associação tem algo a seguir posteriormente à formação de novas ligações ou dissociativo (Id) se é ao inverso.

Portanto os dois primeiros são mecanismos que dão em duas etapas e o segundo em uma somente.

Referências

  • K. Peter C. Vollhardt (1994). Química Orgánica. Barcelona: Ediciones Omega S.A. ISBN 84-282-0882-4.
  • A.G. Sharpe (1993). Química Inorgánica. Barcelona: Editorial Reverté, S.A. ISBN 84-291-7501-6.
  • D.F. Shriver, P.W. Atkins, C.H. Langford (1998). Química Inorgánica. Barcelona: Editorial Reverté, S.A. ISBN 84-291-7006-5.

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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