¿Cómo saber si una molécula reaccionará vía SN1 o SN2?

Question

He tenido muchos problemas con una pregunta.

2 compuestos, (1-cloro-2,2-dimetilpropil)benceno y (1-cloro-2-metilpropil)benceno reaccionan con EtOH en agua.

Pide que clasifiquen el mecanismo de reacción de cada uno y que, a continuación, expliquen por qué el (1-cloro-2-metilpropil)benceno tiene una velocidad relativa mucho más rápida.

Estoy teniendo grandes problemas con la pregunta, porque simplemente no puedo decir dónde hay grandes diferencias entre las moléculas que podrían hacer una diferencia. Ambas tienen un anillo de benceno, pero este estabiliza tanto el estado de transición y el carbocatión intermedio por lo que favorecerá tanto a SN1 como a SN2. Ambas reacciones se realizan exactamente en el mismo disolvente con el mismo nucleófilo.

Las únicas diferencias que puedo detectar es que en (1-cloro-2,2-dimetilpropil)benceno, habrá más estabilización debido al efecto inductivo y, por tanto, favorecerá la SN1. Pero esto no ayuda a determinar el mecanismo del (1-cloro-2-metilpropil)benceno.

Cualquier ayuda será muy apreciada. Muchas gracias :)

Answer 1

Factores que afectan a S _N 1 mecanismo:

1. Débil nucleófilo / base y Buen grupo saliente.
2. Más impedimento estérico .
3. Polar prótico debe utilizarse disolvente.

Factores que afectan a S _N 2 mecanismos:

1. Fuerte nucleófilo / base y Buen grupo saliente.
2. Menos impedimento estérico .
3. Polar aprótico debe utilizarse disolvente.

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Volviendo a tu problema. En realidad, ambos compuestos pueden pasar por S _N 1 o S _N 2 mecanismo como el carbono vinculado con $\ce{Cl}$ es un carbono secundario . Pero, como usted mencionó que está utilizando $\ce{EtOH}$ y deberías saber que $\ce{EtOH}$ es poco básico, casi neutro, por lo tanto, podemos decir que ahora, ambos compuestos pasarán por S _N 1 mecanismo (Recuerde que el primero punto de S _N 1 mecanismo, es decir base débil ).

Ahora, la pregunta es si ambos compuestos seguirán S _N 1 mecanismo, entonces cuál reaccionará más rápido. Para ello, echaremos un vistazo al mecanismo S _N 1 mecanismo:

Paso 1: Salida del grupo (-X)

Paso 2: Ataques nucleófilos débiles por ambos lados

Etapa 3: Formación del producto de sustitución (Inversión o retención, en función de la la etapa 2)

Por lo tanto, nuestra preocupación es sólo el paso 2.

Obsérvese que, la velocidad de reacción en el paso 2 depende de impedimento estérico en su caso. Veamos la estructura del (1-cloro-2,2-dimetilpropil)benceno y del (1-cloro-2-metilpropil)benceno:

El Carbono con punto rojo es el punto donde $\ce{EtOH}$ atacará después de que el (-Cl) se vaya.

Ahora, al comparar los dos compuestos, observará que en los primeros hay mayor impedimento estérico en comparación con el segundo compuesto. Y, esa es la razón por la que el segundo compuesto reaccionará más rápido que el primero.

Conclusión :

(1-cloro-2-metilpropil)benceno se reaccionar más rápido que (1-cloro-2,2-dimetilpropil)benceno debido a menor impedimento estérico alrededor del carbono que está directamente unido al anillo aromático (es decir, el carbono con el punto rojo).

Y, ambos compuestos pasarán por S _N 1 mecanismo debido a presencia de $\ce{EtOH}$ .