¿Qué determina la fuerza del nucleófilo?

Los factores clave que determinan la fuerza del nucleófilo son la carga, la electronegatividad, el impedimento estérico y la naturaleza del solvente.

Charge

La nucleofilicidad aumenta a medida que aumenta la densidad de la carga negativa.

Un anión es siempre un mejor nucleófilo que una molécula neutra, por lo que la base conjugada es siempre un mejor nucleófilo.

Por lo tanto, #"HO"^(-) > "H"_2"O"#; #"H"_2"N"^(-) > "H"_3"N"#; #"HS"^(-) > "H"_2"S"#

Electronegatividad

Un átomo altamente electronegativo es un nucleófilo pobre porque no está dispuesto a compartir sus electrones.

A medida que aumenta la electronegatividad, disminuye la nucleofilicidad.

El orden de electronegatividad es

#"C"# <# "N"# < #"O"# < #"F"#

Entonces el orden de nucleofilicidad es

#"CH"_3^(-) > "NH"_2^(-) > "HO"^(-) > "F"^(-)#

Obstáculo estérico

Cuanto más voluminoso es un nucleófilo, más difícil es atacar el sustrato y más débil se vuelve el nucleófilo.

Entonces el orden de nucleofilicidad es

#("CH"_3)_3"CO"^(-) < ("CH"_3)_2"CHO"^(-) < "CH"_3"CH"_2"O"^(-) > "CH"_3"O"^(-)#

Efecto del solvente

Un disolvente prótico polar como el agua o el metanol puede formar enlaces de hidrógeno con un nucleófilo.

Esto crea una capa de moléculas solventes alrededor del nucleófilo que dificulta su acceso al sustrato y disminuye su nucleofilicidad.

Un disolvente aprótico polar como la acetona o la dimetilformamida solvata preferentemente los cationes, dejando un nucleófilo casi "desnudo". Esto aumenta su nucleofilicidad.


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