Substituição Nucleofílica
Substituição nucleofílica ocorre quando um átomo do substrato é atacado e substituído por um nucleófilo.
Lembrando que um nucleófilo é um composto com excesso de elétrons ou com carga parcial negativa,
que quer se ligar com um substrato de carga positiva (ou com deficiência de elétrons).
Já vimos a substituição eletrofílica e a radicalar, está faltando apenas essa.
Um nucleófilo ataca átomos de carbono parcialmente positivos.
Esses átomos de carbono parcialmente positivos geralmente estão polarizados por estarem ligados a elementos muito eletronegativos,
como halogênios, oxigênio, etc.
Levando isso em consideração, as funções orgânicas que possuem esses átomos e, consequentemente, costumam sofrer substituição nucleofílica são:
Haletos orgânicos (R-X)
Álcoois (R-OH)
Ésteres (R1-COO-R2)
Anidridos (R1-CO-O-CO-R2)
Haletos de acila (R-CO-X)
Vamos ver cada um desses cinco cenários para finalizar nosso assunto de reações orgânicas.
1. Haletos Orgânicos
Em uma ligação C-Cl, por exemplo, a eletronegatividade do Cl é maior que a do C, fazendo com que o Cl tenha carga negativa e o C tenha carga positiva.
Se essa ligação é quebrada para ser substituída por outra, o C+ é atacado por um nucleófilo, caracterizando uma substituição nucleofílica.
Um grande exemplo de substituição nucleofílica de haleto é a transformação de um haleto em um álcool (substituir o Cl- por um OH-).
A reação de um haleto com uma base forte já é algo natural do meio, não precisando de nada mais, ela já acontece de forma direta.
Isso é um detalhe interessante de se saber.
2. Álcoois
Em uma ligação C-OH, o O é mais eletronegativo, fazendo com que o O tenha carga negativa e o C tenha carga positiva.
Ao sofrer cisão heterolítica, o carbono positivo se torna um alvo excelente para um nucleófilo atacar e realizar a substituição.
A reação daqui é a oposta da reação que vimos no exemplo anterior:
Se um haleto é substituído por uma hidroxila, aqui uma hidroxila será substituída por um haleto.
A diferença é que aqui, ao invés de reagir com uma base forte, nós reagimos com um ácido forte.
Existem também substituições nuculeofílicas que envolvem derivados dos ácidos carboxílicos: haletos de acila, anidridos de ácidos carboxílicos e ésteres.
Esses compostos têm uma característica em comum: todos possuem o grupo carbonila (C=O).
O oxigênio é mais eletronegativo, então o carbono da carbonila se torna parcialmente positivo em todos esses casos.
Isso faz com que esse carbono, em específico, seja um alvo perfeito para nucleófilos.
A substituição nucleofílica é a menos cobrada no geral.
Dentre essas, as que você realmente precisa aprender são as reações envolvendo ésteres, que será o próximo capítulo voltado só para elas.
Aqui, você precisa entender onde que ocorre a troca (no carbono da carbonila que fica com carga positiva) e quais grupos podem entrar no local.
Em geral, os principais nucleófilos podem realizar as trocas e as reações seguem o mesmo padrão já estudado.
Anidridos costumam realizar substituições com álcoois ou fenóis, formando ácidos carboxílicos e ésteres.
Haletos de acila costumam reagir com álcoois também, formando ésteres e um ácido inorgânico forte.
E as reações dos ésteres serão discutidas no nosso último capítulo de reações orgânicas. Vamos pra cima!
