Predigere le reazioni di competizione SN1/SN2/E1/E2 tende a far impazzire gli studenti, ma non è così male una volta notato lo schema generale:
- le condizioni di base (cariche positive e negative) tendono ad andare SN2 o E2 (nessun carbocatione)
- le condizioni neutre o acide tendono ad andare SN1 o E1 (si forma il carbocatione).
E’ così che si determina una reazione SN1/E1 da una reazione SN2/E2. Ma come decidere tra sostituzione o eliminazione? Le cose generali da osservare sono l’ingombro, la nucleofilia e il calore:
- Se vedi calore (o Δ), la reazione andrà per eliminazione.
- Se vedi un composto grande e ingombrante, la reazione andrà per elminazione.
- Se vedi una base forte, la reazione andrà per eliminazione. Una base forte è qualsiasi cosa più forte di RO-.
L’eccezione: se tutto è primario, probabilmente andrà SN2.
Queste regole probabilmente sembrano confuse, quindi esaminiamo questi otto esempi e vediamo come si applicano.
a) NaCN è carico! (Na+ e CN-), quindi è SN2 o E2. CN non è una base forte, quindi è SN2.
b) KOtBu (terz-butossido di potassio) è carico, quindi è SN2 o E2. -OtBu è una base forte, quindi se qualcosa è più ingombrante di 1º andrà E2. -OtBu è 3º, quindi andrà sicuramente E2 (KOtBu è un classico reagente E2).
c) NaOMe è carico quindi E2 o SN2. NaOMe è una base forte, quindi se qualcosa >1º andrà E2. -OMe è 1º (in realtà, nemmeno 1º), ma l’alogenuro alchilico è 2º, quindi andrà E2.
d) NaOMe è carico quindi E2 o SN2. NaOMe è una base forte, quindi se qualcosa >1º andrà E2. Ma in questo caso non c’è nessun tipo di massa – niente è >1º! NaOMe è 1 e l’alogenuro alchilico è anche 1º, quindi andrà SN2.
e) Metanolo (MeOH) è neutro quindi probabilmente E1 o SN1. Il metanolo è una base debole e non c’è massa, quindi SN1. In generale l’acqua e l’alcool fanno una miscela di SN1 e E1 con alogenuri alchilici (soprattutto SN1).
f) H2SO4 è acido quindi probabilmente E1 o SN1. Non può essere SN1 però perché non c’è nucleofilo in H2SO4. (HSO4- è un nucleofilo molto debole). Un alcool con H2SO4 o H3PO4 è una reazione di disidratazione – E1.
g) H2SO4 è acido quindi probabilmente E1 o SN1. In questo caso abbiamo un nucleofilo- Cl-, quindi andrà SN1.
h) Le ammine sono neutre ma non così SN1/E1- tendono ad andare SN2/E2, perché sono basiche (una soluzione di ammina ha un pH basico). Questa ammina è molto voluminosa quindi andrà E2.
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