Sostituzione elettrofila al carbonio sp3
La sostituzione elettrofila su un atomo di carbonio ibridato sp3 avviene attraverso tre meccanismi noti come SE1, SE2 e SEi.
Meccanismo SE1
Il meccanismo di sostituzione elettrofila consiste di due stadi:
1) R-Z (lento) → R- + Z+ (favorito da basi)
2) R- + E+ (veloce) → R-E
La reazione segue una cinetica del primo ordine: d[RZ] / dt = k [RZ]. La stereochimica della SE1 è strettamente legata alla struttura del carbanione intermedio. Nei carbanioni stabilizzati per risonanza, la stereochimica della SE1 può essere influenzata dai solventi.
Meccanismo SE2 e SEi
Il meccanismo di sostituzione elettrofila SE2 è analogo a quello SN2, procedendo in un unico stadio con ritenzione della configurazione. La reazione SEi è molto simile alla SE2, con la differenza che una parte della molecola dell’elettrofilo assiste il gruppo uscente nell’eliminazione, formando un legame contemporaneamente alla formazione del nuovo legame con il substrato. La reazione SE2 avviene in un unico stadio, segue una cinetica del secondo ordine e presenta ritenzione di configurazione.
Fattori che possono influenzare la reattività
Natura del substrato
Nel caso di reazioni con meccanismo SE1, la presenza di gruppi elettrondonatori diminuisce la velocità della reazione, mentre la presenza di gruppi elettronattrattori l’aumenta. Per quanto concerne le reazioni SE2, si hanno dati contrastanti in quanto una minima variazione delle condizioni di reazione determina differenze di comportamento.
Effetto del gruppo uscente
La natura del legame C-Z gruppo uscente indirizza spesso la reazione verso un meccanismo piuttosto che un altro. Parimenti, l’effetto del solvente può indirizzare la reazione verso un meccanismo piuttosto che un altro.
Questi fattori influenzano la reattività della sostituzione elettrofila al carbonio sp3, mostrando come varie condizioni e fattori influenzino l’esito di questa reazione.
