Electrófilo

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Electrófilo (del otro griego ἤλεκτρον - "ámbar" + otro griego φιλέω - "amar", literalmente " electrones amorosos ") - un reactivo o molécula que tiene un orbital libre en el nivel electrónico externo. Por regla general, tales reactivos son aceptores de pares de electrones en la formación de un enlace químico con un nucleófilo , que es un donante de pares de electrones y desplaza al grupo saliente en forma de una partícula cargada positivamente [1] . Todos los electrófilos son ácidos de Lewis .

Los electrófilos exhiben las propiedades de los reactivos deficientes en electrones que tienden a llenar el orbital vacante con electrones. Los electrófilos incluyen iones cargados positivamente - cationes (el ejemplo más simple es el protón H + , carbocationes , NO 2 + ), moléculas neutras deficientes en electrones - SO 3 , así como moléculas con un enlace altamente polarizado (HCOO - Br + ).

Reacciones que ocurren con la participación de electrófilos:

Ejemplos

Reacciones de adición electrófila Ad E

Característica de los hidrocarburos con enlaces insaturados: alquenos , dienos , alquinos . La reacción Ad E más común es la adición de halógenos a un enlace múltiple. Los halógenos actúan como electrófilos. El mecanismo de adición se considera en el ejemplo de la formación de 1,2-dibromoetano , como resultado de la interacción del etileno con el bromo según la reacción:

{\mathsf {CH_{2}=CH_{2}+Br_{2}\rightarrow CH_{2}Br-CH_{2}Br))

La adición de bromo a través de un enlace múltiple incluye 3 etapas:

Formación del complejo π La molécula de Br 2 que actúa como electrófilo interactúa con una molécula de alqueno donadora de electrones, lo que da como resultado la formación de un intermedio inestable (compuesto intermedio): un complejo π. El escenario es rápido.
Formación de un ion bromonio cíclico En esta etapa, el complejo π se transforma en un ion de bromonio cíclico. En el proceso de formación de este catión cíclico, se produce una ruptura heterolítica del enlace Br-Br y el orbital p vacío del átomo de carbono con hibridación sp 2 se superpone con el orbital p del "par solitario" de electrones del átomo de halógeno, formando un ion de bromonio cíclico.
Ataque nucleófilo por ion bromuro En la última, tercera etapa, el anión bromo, como agente nucleofílico, ataca a uno de los átomos de carbono del ion bromonio. El ataque nucleofílico del ion bromuro conduce a la apertura de un anillo de tres miembros y la formación de un dibromuro vecinal (del latín vic - cercano). Este paso se puede considerar formalmente como una sustitución nucleófila de S N 2 en el átomo de carbono, donde el grupo saliente es el catión bromo Br + .

Este mecanismo se refiere a la reacción de adición electrofílica bimolecular Ad E 2

Adición de haluros de hidrógeno

Otra importante reacción de adición electrófila a los hidrocarburos insaturados es la conocida hidrohalogenación .

Escala de electrofilia

índice electrofílico
Flúor	3.86
Cloro	3.67
Bromo	3.40
Yodo	3.09
Ion hipoclorito	2.52
dióxido de azufre	2.01
disulfuro de carbono	1.64
Benceno	1.45
Sodio	0.88
Algunos valores seleccionados [2] (cantidad adimensional).

Existen varios métodos para clasificar los electrófilos en orden de su reactividad. Uno de ellos es el índice omega - ω o índice de electrofilia , inventado por el físico químico estadounidense Robert Parr [2] . El índice omega se define como:

\omega ={\frac {\chi^{2}}{2\eta}}\,

la relación entre el cuadrado de la electronegatividad y la llamada dureza química. Esta relación corresponde a la ecuación para encontrar la potencia eléctrica : ${\ estilo de visualización \ chi ^ {2} \,}$ ${\ estilo de visualización \ eta \,}$

P={\frac{V^{2}}{R}}\,

donde es la resistencia eléctrica y es el voltaje . En este sentido, el índice electrofílico es una especie de potencia de uno u otro reactivo electrofílico. El índice de electrofilia es una cantidad adimensional. $R\,$ $V\,$

También existe un índice de electrofilia para los radicales libres [3] .

Los electrófilos como cancerígenos

Las manifestaciones negativas asociadas con los carcinógenos surgen debido a la presencia de propiedades electrofílicas en estos últimos, interactúan fácilmente con los grupos nucleofílicos de las bases nitrogenadas (grupos NH 2 ) que componen los ácidos nucleicos , en particular el ADN , formando ADN unido covalentemente (a menudo firmemente) - aductos [4] . Esta propiedad es especialmente pronunciada en carcinógenos genotóxicos.

Notas

↑ Cram D., Hammond J. Química orgánica. - M. : Mir, 1964. - 715 p.
↑ 1 2 Índice de electrofilia Parr, RG; Szentpaly, L.v.; Liu, S. J. Am. química soc. ; (Artículo); 1999 ; 121(9); 1922-1924. doi : 10.1021/ja983494x
↑ Índice de electrofilia y nucleofilia para radicales Freija De Vleeschouwer, Veronique Van Speybroeck, Michel Waroquier, Paul Geerlings y Frank De Proft Org. Letón.; 2007; 9(14) págs. 2721-2724; (Letra) doi : 10.1021/ol071038k
↑ Miller EC Algunas perspectivas actuales sobre la carcinogénesis química en humanos y animales de experimentación: discurso presidencial.. - C. p. 1479 - 1496. - (1978).

Véase también

nucleófilo