Tipos Reações de Substituição na Química


Substituição nucleofílica alifática

É um tipo de reação que envolve troca de bases. Nesses casos, uma base forte substitui uma fraca li­gada a uma cadeia carbônica alifática. Representam-se genericamente essas reações da se­guinte forma: R-/+W:->R-W + X:

Considere-se:
• X : uma base de Lewis, fraca, que está ligada à cadeia carbônica;
• W : uma base de Lewis mais forte do que X.

Tipos Reações de Substituição

Atenção!
Lembre-se de que bases de Lewis são aquelas que apresentam um par de elétrons disponível para fazer uma ligação química.

Nessas reações, a base fraca de Lewis normalmente é um halogênio – elemento do grupo 17 da tabela perió­dica. A base forte pode ser o NaOH (bases minerais), NaO — R, NaNH2, NaCN, NH3, R — NH2, NaC = CH etc. A retirada do sódio (Na) utilizado nesses exemplos de bases fortes deixa a estrutura resultante com um par de elétrons disponível, permitindo a troca pela base fraca.

Obtenção de álcool

Da reação do haleto de alquila com uma base mine­ral (hidróxidos de metais alcalinos) em meio aquoso, obtém-se um álcool. Deve-se prestar bastante atenção nessa reação, pois se ela for realizada em presença de um álcool, ocorrerá, em vez de uma substituição, uma eliminação com conse­quente formação de dupla ligação (como a reação de de­rivados halogenados com potassa alcoólica). Portanto, o produto depende do solvente utilizado como meio na reação. Resumidamente, define-se da seguinte maneira: R — X + NaOH R — X + NaOH. Exemplo de substituição: H,C — CH, — Cl + NaOH -> NaCl + H,C — CH, — OH

Obtenção de nitrilas

A reação de haletos de alquila com NaCN resulta na formação de nitrilas (cianetos orgânicos).

Obtenção de éteres – síntese de Wiiiiamson

Uma reação muito importante dessa sequência é a de haletos de alquila com alcoolatos. A terminação “lato” do nome indica a substituição do hidrogênio do álcool por um átomo de sódio. Essa síntese – ou seja, essa reação que aumenta o tamanho da cadeia – é um importante método de obtenção de éteres assimétricos, uma vez que a desidratação de álcoois origina muitos produtos secundários indesejáveis na obtenção desses éteres. Portanto:
• desidratação de álcool — » éter simétrico;
• síntese de Wiiiiamson — > éter assimétrico.

Reação com sodamida

A reação dos haletos de alquila com sodamida (NaNH2) dá origem também a aminas e tende a seguir o mesmo processo de reação em cadeia que será estudado em breve, na síntese de Hoffmann.

Obtenção de aminas de Hoffmann

A reação de haletos de alquila com NH3 produz ami­nas primárias. Por sua vez, como as aminas primárias formadas são também bases, elas continuam a reagir com os haletos utilizados como reagentes, originando aminas secundárias. Estas dão continuidade ao processo origi­nando aminas terciárias na sequência da reação.

A reação é em cadeia e forma, além do produto desejado, vários subprodutos, cuja separação é bastan­te complicada. É exatamente por isso que este não é um método muito aconselhável para a obtenção de ami­nas.

Substituição acílica nucleofílica

Reação com acetiletos de metais alcalinos

Acetiletos de sódio ou potássio (NaC == C — R ou KC ~ C – – R), que, a partir de uma utilização mais frequente, originam alcinos quando em reação com ha­letos de alquila. Na sequência são apresentadas algumas das princi­pais reações desse grupo.

Reações de cloreto de acila

Nessas reações, a base fraca é o cloro ligado à acila.

• Com soda cáustica: A hidroxila da soda cáustica (NaOH) substitui o clo­ro da acila, originando assim um ácido carboxílico.
• Com sodamina: Os cloretos de acila (ou cloretos de ácido), quando reagidos com sodamida (NaNH2), resultam em amidas.
• Com alcoolatos: Os alcoolatos (NaO — R), ao reagirem com cloretos de acila, dão origem a ésteres. Reações desse tipo são chamadas de esterificações e são muito importantes para os seus estudos.
• Com aminas: Cloretos de acila reagem com aminas primárias e secundárias, resultando em amidas N substituídas, ou seja, que apresentam radicais ligados ao nitrogénio da amida.
• Com amónia: Reagindo cloretos de acila com amónia (NH3), obtêm-se amidas.
• Com soda cáustica: Essa reação resulta num ácido carboxílico e num sal orgânico.

Observa-se que houve a formação de um éster. Por­tanto, esta é uma reação de esterifícação.

Reações com álcool e fenol

Um hidrogênio é polarizado quando vem ligado a elementos de alta eletronegatividade, como o oxigênio (O) e o nitrogênio (N). Retirando-se o hidrogênio pola­rizado de um álcool ou fenol, a estrutura que resulta pode substituir a base fraca das acilas. A seguir são apresenta­dos alguns exemplos.
Cloreto de acila com álcool
Anidrido com álcool

Com sodamida

Esse tipo de reação origina uma amida e um sal or­gânico.

ácido carboxílico

Novamente, foram formados ésteres. Logo, essas são reações de esterifícação. Essas reações ocorrem de maneira mais rápida se forem realizadas em meio alcalino, ou seja, em presença de bases, pois o ácido formado será neutralizado. Em alguns livros e artigos, essas reações são chamadas de alcoólises.