Sustitución Nucleofílica Aromática

A pesar de que la sustitución nucleofílica aromática es mucho menos común que la sustitución electrofílica tienen ciertos usos. Uno de tales usos es la reacción de las proteínas con 2,4-dinitrofluorobenceno para adherir una “etiqueta” al grupo terminal NH2 del aminoácido en uno de los extremos de la cadena proteínica.

Mecanismo de la sustitución nucleofílica aromática

La reacción ocurre en dos pasos e involucra un carbanión intermediario estabilizado por resonancia:

1) El nucleófilo primero se adiciona al haluro de arilo deficiente electrónicamente, formando un intermediario estabilizado por resonancia cargado negativamente llamado complejo de Meisenheimer.

Ejemplo: Ocurre la adición nucleofílica del ion hidróxido al anillo aromático pobre en electrones, produciendo un carbanión intermediario estabilizado.

2) El ion haluro se elimina en el segundo paso.

Ejemplo: El carbanión intermediario experimenta la eliminación del ion cloruro en un segundo paso para dar el producto de sustitución.

La sustitución nucleofílica aromática sólo ocurre si el anillo aromático tiene un sustituyente atractor de electrones en una posición orto o para el grupo saliente. A mayor cantidad de tales sustituyentes, más rápida la reacción.

Sólo los sustituyentes atractores de electrones orto y para estabilizan el anión intermediario a través de la resonancia.

Nótese las diferencias entre las sustituciones electrofílicas y nucleofílicas aromáticas. Las sustituciones electrofílicas se favorecen por los sustituyentes donadores de electrones, los cuales se estabilizan al carbocatión intermediario, mientras que las sustituciones nucleofílicas se favorecen por los sustituyentes atractores de electrones, los cuales estabilizan un carbanión intermediario. Los grupos atractores de electrones desactivan anillos para la sustitución electrofílica (nitro, carbonilo, ciano, etc.) los activan para una sustitución nucleofílica. Lo que es más, estos grupos son orientadores meta en la sustitución electrofílica, pero son orientadores orto-para en la sustitución nucleofílica. Además, las sustituciones electrofílicas remplazan el hidrógeno en el anillo, mientras que las sustituciones nucleofílicas remplazan un grupo saliente por lo general al ion haluro.

Bibliografía

• Química Orgánica, John McMurry, 7ª edición, Págs: 572 a 574

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