A ordem de reatividade na reação de substituição nucleofílica acílica entre ácidos carboxílicos e derivados pode ser definida como: cloretos de ácido
anidridos
ésteres
ácidos carboxílicos > amidas. Justifique essa ordem de reatividade a partir do mecanismo geral das reações destes derivados.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente entender por que a ordem de reatividade nas reações de substituição nucleofílica acílica entre os derivados dos ácidos carboxílicos é: cloretos de ácido > anidridos > ésteres > ácidos carboxílicos > amidas. Para resolver isso, precisamos lembrar como funciona esse tipo de reação e o que influencia a reatividade dos diferentes derivados.
Passo 2
Primeiro, vamos refrescar a memória sobre a reação de substituição nucleofílica acílica. Nessa reação, um nucleófilo (que é uma espécie rica em elétrons) ataca o carbono do grupo carbonila (
) do derivado do ácido carboxílico. Isso forma um intermediário tetraédrico, que depois perde um grupo que sai, chamado de “grupo saindo”, para formar o produto final.
Passo 3
Um ponto chave para entender a reatividade é o quão bom é o grupo que sai da molécula, ou seja, o “grupo saindo”. Quanto melhor ele sair, mais fácil é a reação. Grupos que são estáveis quando estão sozinhos tendem a ser bons grupos saindo. Então, a ordem de reatividade está diretamente ligada à capacidade do grupo saindo de deixar a molécula.
Passo 4
Vamos analisar cada derivado:
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Cloretos de ácido: Aqui, o grupo saindo é o íon cloreto (
). O é um excelente grupo saindo porque é estável quando está fora da molécula. Isso faz com que os cloretos de ácido sejam altamente reativos. -
Anidridos: Nos anidridos, o grupo saindo é um ácido carboxílico. Embora menos estável que o
, ainda é um bom grupo saindo, tornando os anidridos bastante reativos, mas um pouco menos que os cloretos de ácido. -
Ésteres: Nos ésteres, o grupo saindo é um álcool. Os álcoois são menos estáveis como grupos saindo comparados aos íons cloreto e aos ácidos carboxílicos, então os ésteres são menos reativos que anidridos e cloretos de ácido.
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Ácidos carboxílicos: Aqui, o grupo saindo seria um íon hidroxila (
), que não é um bom grupo saindo porque é menos estável. Isso torna os ácidos carboxílicos menos reativos que os ésteres e derivados mais bons grupos saindo. -
Amidas: Nas amidas, o grupo saindo é uma amina, que é ainda menos estável que o íon hidroxila. Por isso, as amidas são os menos reativos nessa ordem.
Passo 5
Resumindo, a reatividade segue a ordem baseada na estabilidade do grupo saindo: quanto mais estável o grupo que sai, mais reativo é o derivado do ácido carboxílico. Assim, os cloretos de ácido têm os melhores grupos saindo, seguidos pelos anidridos, ésteres, ácidos carboxílicos e, por último, as amidas.
Resposta
A ordem de reatividade na substituição nucleofílica acílica é: cloretos de ácido > anidridos > ésteres > ácidos carboxílicos > amidas, porque os grupos saindo nesses derivados vão do mais estável ao menos estável, facilitando a reação conforme a estabilidade aumenta.