8: Reacciones de Sustitución Nucleofílica
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- 8.1: Preludio a las reacciones de sustitución nucleofílica
- El Dr. Tim Spector, profesor de Epidemiología Genética en el Kings College de Londres, sabe un par de cosas sobre los gemelos. Debería: como jefe del Departamento de Investigación de Gemelos en Kings College, Spector trabaja con alrededor de 3500 pares de gemelos idénticos, investigando la influencia del plano genético de una persona en todo, desde la probabilidad de que sea obesa, hasta si tienen o no creencias religiosas, hasta qué tipo de persona enamorarse de.
- 8.2: Dos modelos mecanicistas para la sustitución nucleofílica
- Al comenzar nuestro estudio de las reacciones de sustitución nucleofílica, primero nos centraremos en los compuestos simples de haluro de alquilo. Si bien las reacciones específicas que consideraremos inicialmente no ocurren en los seres vivos, no obstante es útil comenzar con haluros de alquilo como modelo para ilustrar algunas ideas fundamentales que debemos cubrir. Posteriormente, pasaremos a aplicar lo que hemos ganado sobre haluros de alquilo a las biomoléculas más grandes y complejas que están experimentando sustitución nucleofílica en las células.
- 8.3: Nucleófilos
- Un nucleófilo es un átomo o grupo funcional con un par de electrones (generalmente un par sin enlace, o solitario) que pueden ser compartidos. Lo mismo, sin embargo, puede decirse de una base: de hecho, las bases pueden actuar como nucleófilos, y los nucleófilos pueden actuar como bases. ¿Cuál es entonces la diferencia entre una base y un nucleófilo?
- 8.4: Electrofilos
- A continuación, pasamos a los electrófilos. En la gran mayoría de las reacciones de sustitución nucleofílica verá en este y otros textos de química orgánica, el átomo electrófilo es un carbono unido a un átomo electronegativo, generalmente oxígeno, nitrógeno, azufre, o un halógeno.
- 8.5: Grupos de salida
- En nuestra discusión general sobre las reacciones de sustitución nucleofílica, hasta ahora hemos estado usando el ion cloruro como nuestro grupo de salida común. Los cloruros de alquilo son efectivamente reactivos comunes en las reacciones de sustitución nucleofílica de laboratorio, al igual que los bromuros de alquilo y los yoduros de alquilo.
- 8.6: Regioquímica de reacciones SN1 con electrófilos alílicos
- Las reacciones SN1 con electrófilos alílicos a menudo pueden conducir a más de un posible resultado regioquímico: la deslocalización por resonancia del intermedio carbocatión significa que más de un carbono es electrófilo. Por ejemplo, la hidrólisis de este bromuro alílico de alquilo conduce a una mezcla de alcoholes alílicos primarios y secundarios.
- 8.7: ¿SN1 o SN2? Predecir el Mecanismo
- Si bien muchas reacciones de sustitución nucleofílica pueden describirse como que proceden a través de vías SN1 o SN2 'puras', otras reacciones -en particular algunas reacciones bioquímicas importantes que veremos más adelante- se encuentran en algún lugar del continuo entre el SN1 y el modelo SN2 (más sobre esto más adelante).
- 8.8: Reacciones de Sustitución Nucleofílica Biológica
- Las reacciones de sustitución nucleofílica que hemos visto hasta ahora han sido todas reacciones de laboratorio, más que bioquímicas. Ahora, finalmente, echemos un vistazo a algunos ejemplos de sustituciones nucleofílicas en un contexto biológico. Todos los principios que hemos aprendido hasta ahora todavía se aplican a estas reacciones bioquímicas, pero además hay que considerar los papeles de los catalizadores enzimáticos.
- 8.9: Sustitución nucleofílica en el Laboratorio
- Los químicos orgánicos sintéticos suelen hacer uso de una reacción conceptualmente muy similar a las reacciones de metilación dependientes de SAM que vimos anteriormente. La 'síntesis de éter de Williamson' lleva el nombre de Alexander William Williamson, quien desarrolló la reacción en 1850.