10.7: Reacciones de Adición Nucleofílica

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Cuando una reacción de adición iónica escalonada implica un ataque nucleofílico al carbono como primer paso, se describe como una adición nucleofílica. Las reacciones de este tipo suelen ser catalizadas por bases, las cuales generan el nucleófilo requerido. Por ejemplo, considere la adición de algún reactivo débilmente ácido\(\ce{HX}\) a un alqueno. En presencia de una base fuerte\(\left( ^\ominus \ce{OH} \right)\),\(\ce{HX}\) podría renunciar a su protón para formar la base conjugada\(\ce{X}^\ominus\), que se espera sea un nucleófilo mucho mejor que\(\ce{HX}\):

\[\ce{H}:\ce{X} + ^\ominus \ce{OH} \rightleftharpoons \ce{H_2O} + :\ce{X}^\ominus\]

Lo que puede seguir con un alqueno es una reacción iónica en cadena con los siguientes dos pasos de propagación. Primero, el nucleófilo ataca al carbono para formar un anión de carbono (carbanión) intermedio (Ecuación 10-8). Segundo, la transferencia electrófila de un protón desde\(\ce{HX}\) el carbanión forma el aducto y regenera al nucleófilo (Ecuación 10-9). La reacción global es la adición\(\ce{HX}\) al doble enlace:

Reacción neta:

El\(\ce{HX}\) reactivo puede ser agua, un alcohol\(\left( \ce{ROH} \right)\), un tiol\(\left( \ce{RSH} \right)\), una amina\(\left( \ce{RNH_2} \right)\), o cianuro de hidrógeno\(\left( \ce{HCN} \right)\) u otros ácidos de carbono (es decir, compuestos con\(\ce{C-H}\) enlaces ácidos). Sin embargo, rara vez se encuentra la adición nucleofílica de estos reactivos a alquenos simples. Para tener adición nucleofílica, el doble enlace debe estar sustituido con grupos fuertemente atrayentes de electrones tales como grupos que contienen carbonilo\(\ce{NO_2}\)\(\ce{C \equiv N}\), o grupos amonio o sulfonio cargados positivamente. Sin embargo, los alquinos generalmente son más reactivos hacia los nucleófilos que hacia los electrófilos. Por ejemplo, con un catalizador base, 2-hexen-4-ino agrega metanol a través del triple enlace, dejando el doble enlace intacto:

(No obstante, el doble enlace parece ser necesario debido a que no se observa una adición correspondiente para 2-butino,\(\ce{CH_3C \equiv CCH_3}\).)

Muchas reacciones de adición nucleofílica tienen un valor sintético considerable, particularmente las que implican la adición de ácidos de carbono\(\ce{HCN}\), tales como, porque proporcionan formas de formar enlaces carbono-carbono. Más de su utilidad se discutirá en los Capítulos 14, 17 y 18.

Referencias

John D. Robert and Marjorie C. Caserio (1977) Basic Principles of Organic Chemistry, second edition. W. A. Benjamin, Inc. , Menlo Park, CA. ISBN 0-8053-8329-8. This content is copyrighted under the following conditions, "You are granted permission for individual, educational, research and non-commercial reproduction, distribution, display and performance of this work in any format."