Estrutura e nomenclatura dos haletos de alquila

Haletos orgânicos, ou haletos de alquila, são compostos por um átomo ou grupo de átomos eletronegativos - um halogênio - ligado a um carbono com hibridização sp³. Esses compostos são importantes como intermediários de síntese orgânica e possuem diversas aplicações industriais e caseiras.

Dependendo do halogênio que está ligado à cadeia de hidrocarboneto, usamos designações específicas.

Veja alguns exemplos de haletos orgânicos:

Até agora, mencionamos os nomes de diferentes haletos de alquila. Mas como esses nomes são atribuídos a seus respectivos compostos?

A nomenclatura dos compostos halogenados pode seguir dois sistemas:

Classificação dos haletos de alquila

Os haletos de alquila podem ser classificados em primários, secundários ou terciários de acordo com a classificação do carbono em que estão ligados.

Alguns exemplos favorecem o entendimento desta classificação:

Características físico-químicas dos haletos de alquila

Sobre as propriedades físico-químicas dos haletos de alquila, podemos destacar a polarizabilidade, que é a capacidade de uma nuvem eletrônica se distorcer. Quanto maior o átomo, maior a polarizabilidade, pois mais fracamente este segura os elétrons na camada de valência. Quanto mais polarizável o átomo, mais forte são as interações de Van der Waals, o que influencia a solubilidade e os pontos de fusão e ebulição dos compostos. Desta forma, fluoretos de alquila apresentam menores ponto de ebulição do que os cloretos de alquila considerando a mesma cadeia alquílica.

Na figura e tabela a seguir, é possível verificar a força das ligações C-X e, a partir dos mapas eletrostáticos, visualizar que a polaridade (relacionada à diferença de eletronegatividade entre os átomos) é inversamente proporcional à polarizabilidade dos haletos de alquila.

Os compostos orgânicos halogenados apresentam baixa solubilidade em água e são bastantes solúveis em solventes pouco polares. Na síntese de fármacos, a adição de halogênios aumenta a lipossolubilidade dos novos análogos, aumentando a penetração dos novos compostos nas membranas biológicas. Porém, devido ao aumento do coeficiente de partição, há maior tendência de acúmulo destes fármacos no tecido adiposo.

A introdução de um halogênio ou um grupamento halogenado pode resultar na mudança de potência do composto, assim como sua posição na estrutura química.

Agora que já conhecemos a estrutura e as características dos haletos de alquila, vamos entender os princípios de reações iônicas nas quais os haletos de alquilas participam como um dos principais reagentes.

Introdução ao estudo dos mecanismos de reações iônicas

As reações orgânicas são transformações que ocorrem nos compostos orgânicos. Os principais tipos são as reações de adição, de substituição, de oxidação e de eliminação.

As reações ocorrem por meio da quebra de ligações dos compostos reagentes e a formação de outras novas ligações que darão origem aos produtos.

Em química orgânica, a maioria das ligações químicas são de natureza covalente. As ligações covalentes podem ser polares ou apolares. Quando um átomo atrai mais fortemente o par de elétrons em uma ligação do que outro, tem-se uma ligação covalente polar (ou dipolar: um polo positivo e um negativo). Moléculas em ligações polares existentes geram uma distribuição de densidades eletrônicas desiguais, são as denominadas moléculas polares.

Se não houver nenhum deslocamento líquido do par de elétrons, a ligação é covalente apolar. Compostos em que predominam as ligações covalentes apolares são classificados como compostos apolares.

Vejamos outros exemplos!

Cisão homolítica e cisão heterolítica

Veja agora os tipos de quebra que as ligações químicas podem sofrer durante as reações químicas. As quebras de ligações químicas, também chamadas de cisões, podem ser:

Reatividade de compostos orgânicos

Os compostos alifáticos podem conter apenas átomos de carbono e hidrogênio, sendo classificados como hidrocarbonetos não funcionais. Podem também apresentar pelo menos um outro elemento X, um heteroátomo, sendo classificados como compostos com grupos funcionais.

A reatividade dos compostos orgânicos envolve, portanto, a quebra de ligações C-H, mais raramente C-C, e da ligação C-X, que pode ser atacada com maior facilidade do que uma ligação C-H, devido à sua polarização e à alta estabilidade termodinâmica da ligação C-H. Desta forma, em compostos alifáticos R-X, a substituição do grupo X geralmente ocorre mais facilmente e de forma mais controlada do que a substituição C-H, que requer condições mais enérgicas.

Reatividade dos haletos de alquila

Para os compostos alifáticos funcionais R-X, onde X é um elemento do grupo 17, sabemos que a eletronegatividade do elemento X e do carbono no qual está ligado são diferentes. O halogênio X terá maior eletronegatividade que o carbono, o que levará à polarização dessa ligação, gerando uma carga parcial positiva no carbono (representado por +). A presença deste local deficiente de elétrons na molécula favorece o ataque de espécies negativas ou parcialmente negativas (δ^-), os Nucleófilos (Nu^- ou Nu:). Em reações de substituição nucleofílica, o Nu^- substitui o X, também conhecido como grupo abandonador ou grupo de saída.

Para entendermos melhor a substituição nucleofilica (S_N), já citamos que o carbono fica positivado devido ao grupo puxador de elétrons X ligado a ele. Assim, um reagente Nu^- negativo ou parcialmente negativo é capaz de atacar os orbitais eletrônicos do carbono positivado, ou seja, um carbono com déficit de elétrons.

A letra N no símbolo S_N para esta classe de reação é de "nucleofílica". Como já vimos anteriormente, a condição para ser um nucleófilo, em geral, é a disposição de pelo menos um par de elétrons não ligado que é utilizado para estabelecer a nova ligação ao carbono. Além disso, este par de elétrons deve alcançar o centro reativo C δ⁺ com certa facilidade, que é o caso em elétrons de orbitais exteriores de alta polarizabilidade. Uma dificuldade geral na execução da S_N envolve a vizinhança do C funcionalizado (também chamada de posição ß). Por exemplo, se as cadeias ligadas diretamente ao centro eletrofílico próximas a ele forem muito volumosas, causam um impedimento espacial (ou impedimento estérico), o que dificulta o ataque do nucleófilo ao carbono C δ⁺.

A tabela a seguir apresenta vários exemplos de nucleófilos que podem participar deste tipo de reação nucleofílica. Como pode ser visto, a reação é útil para conversão de haletos de alquila em uma grande variedade de compostos orgânicos: álcoois, éteres, ésteres, nitrilas, aminas, alquinos, tióis, tio éteres e até hidrocarbonetos.

Avançando um pouco mais na compreensão de como ocorrem as reações dos haletos de alquila, veremos que estes compostos podem sofrer três tipos de reações:

Abordaremos as reações de substituição e eliminação, assim como seus mecanismos e os fatores que influenciam as reações. Observe a seguir um esquema geral que apresenta os produtos das reações de substituição - reação do haleto de alquila com nucleófilo (Nu:) - e de eliminação - quando um próton do haleto de alquila é subtraído por uma base (B^-).

Reações de substituição nucleofílica (S_N)

Está claro que a presença do halogênio mais eletronegativo que o carbono polariza esta ligação deixando o carbono parcialmente positivo, sendo reativo para o ataque de reagentes nucleofílicos. O halogênio é o grupo de saída (S), também conhecido como grupo abandonador (GA) ou grupo de saída (GS), neste tipo de reação chamada de substituição nucleófilica (S_N).

As reações de S_N podem ser de dois tipos: S_N2 - substituição nucleofílica bimolecular e S_N1 - substituição nucleofílica unimolecular.

O mecanismo da substituição nucleofílica predominante dependerá de fatores como: a estrutura do haleto de alquila, a reatividade do nucleófilo, a concentração do nucleófilo e o solvente da reação. Iremos detalhar e analisar cada fator em nosso estudo.

A reação do tipo S_N2 - substituição nucleofílica bimolecular

A reação do tipo S_N2 ocorre por um mecanismo concertado, de forma que o nucleófilo é atraído pela carga parcial positiva do carbono ligado ao grupo de saída. Enquanto o nucleófilo se aproxima do carbono para formar uma nova ligação, a ligação carbono-halogênio se rompe de forma heterolítica, ou seja, uma nova ligação está se formando enquanto a ligação carbono-halogênio está se rompendo - tudo ao mesmo tempo, como podemos verificar pelas linhas pontilhadas no esquema a seguir.

Importante entender que a linha cheia significa ligação existente enquanto a linha pontilhada, ligação sendo quebrada ou formada em uma representação do estado de transição na reação.

A reação a seguir evidencia o ataque do íon hidroxila (nucleófilo) ao cloreto de metila, levando à substituição do átomo de cloro (grupo de saída) pela hidroxila, formando o álcool - metanol. Acompanhe o esquema para entender todo o processo.

Vamos detalhar o mecanismo: devemos lembrar que no íon hidróxido que o átomo de oxigênio possui um elétron a mais na sua camada de valência, o que lhe confere carga negativa; a molécula do cloreto de metila possui o carbono parcialmente positivo, devido à ligação como o cloro, que atrai os elétrons do ânion hidroxila. Ao mesmo tempo, a hidroxila forma uma nova ligação com o carbono enquanto do lado oposto a ligação carbono-cloro se desfaz. Ao final da reação, verificamos que a hidroxila se ligou ao carbono, que teve sua configuração invertida, e o íon cloreto se formou. A observação do estado de transição deixa claro o termo: reação concertada.

A reação do tipo S_N2 é uma reação de cinética de 2ª Ordem, em que a velocidade da reação é diretamente proporcional à quantidade do substrato e do reagente, ou seja, a velocidade da reação depende tanto da concentração do haleto de alquila quanto do nucleófilo/reagente.

Para a reação citada anteriormente, a Velocidade = k. [CH₃Cl]. [^-OH] e o estudo de sua velocidade estão citados na tabela a seguir.

A análise dos dados da tabela anterior esclarece a cinética de 2ª ordem. A velocidade da reação aumenta quando a concentração do substrato e/ou do nucleófilo aumenta. Isto é observado nas reações 2 e 3. Na reação 4, podemos ver que o dobro da concentração do substrato [CH₃Cl] e do Nu aumenta a velocidade da reação em quatro vezes.

A reação do tipo S_N1 - substituição nucleofílica unimolecular

Considerando nossos estudos sobre a reação de substituição nucleófilica e o mecanismo S_N2, se fôssemos questionados sobre a reação de um haleto terciário, como o cloreto de terc-butila, com um nucleófilo fraco como a água, rapidamente afirmaríamos que esta reação não ocorre. Para nossa surpresa, esta reação é extremamente rápida e favorecida, mas por outro mecanismo: o mecanismo S_N1 - substituição nucleofílica unimolecular. Esse mecanismo apresenta cinética de 1ª Ordem, onde apenas uma espécie o haleto de alquila, está envolvida na etapa lenta (determinante) da reação.

A etapa lenta das reações do tipo S_N1 envolve a formação de um intermediário carbocátion a partir da cisão heterolítica da ligação entre o halogênio e um carbono no qual estava ligado.

Vamos observar no esquema a seguir a reação de substituição nucleofílica do S_N1 que ocorre com o cloreto de terc-butila em água:

No mecanismo S_N1, a primeira etapa é a determinante da reação, ou seja, a velocidade da reação depende de a capacidade do grupo de saída quebrar a ligação com o carbono levando à formação de uma carbocátion. Quanto mais estabilizado o carbocátion mais favorecida será esta etapa. A presença de substituintes alquila neste carbono aumenta a sua estabilidade pelo efeito doador de elétrons fraco e pelo efeito de hiperconjugação dos grupos de alquila (forças de Van der Waals). Desta forma a reatividade dos haletos de alquila frente ao mecanismo S_N1 é:

É importante destacar que, além do efeito doador dos grupos alquilas e o efeito de hiperconjugação, outros efeitos, como o de ressonância, são capazes de estabilizar carbocátions. É o caso dos carbocátions benzílicos e alílicos.

Fatores que influenciam o mecanismo da reação S_N2

Neste módulo, vamos discutir os fatores que influenciam a velocidades de reação para os mecanismos de substituição nucleofílica do tipo S_N1 e S_N2. Iniciaremos nossa abordagem pelas reações do tipo S_N2.

A reação S_N2 e a basicidade relativa dos íons haletos

Quando analisamos as características do substrato que influenciam as reações de substituição nucleofílica, precisamos avaliar a natureza do grupo de saída ou grupo abandonador e a estrutura desse substrato.

Um bom grupo abandonador deve ser uma base fraca e relativamente estável - deve receber facilmente os elétrons da ligação rompida. A base fraca facilita o rompimento da ligação C-GS, pois esta ligação tende a ser mais fraca.

Já vimos que os haletos se comportam como grupos de saída, mas possuem reatividades distintas devido à sua basicidade e polarizabilidade. A seguir, podemos observar a ordem de basicidade dos haletos e de que maneira estes funcionam como grupo de saída.

Assim, os iodetos de alquila são melhores grupos de saída que os fluoretos e, consequentemente, mais reativos para as reações de substituição nucleofílica. Mas existem outros grupos abandonadores e devem apresentar a mesma característica de bases fracas, alguns exemplos podem ser de moléculas neutras como H₂O, NH₃ etc. Observe o exemplo a seguir em que o metanol em um meio ácido-prótico pode gerar a formação do éter metílico:

Ainda sobre como os haletos de alquila reagem por substituição nucleofílica: a estrutura do haleto também influencia a velocidade das reações. Vamos lembrar que o mecanismo S_N2 é concertado: o nucleófilo ataca o átomo de carbono pelo lado oposto à ligação do grupo de saída (halogênio). Este fato pode ser explicado pela presença do halogênio que estaria bloqueando um lado do carbono - impedimento estérico - e pela teoria dos orbitais moleculares em que, para formar uma ligação, o nucleófilo que contém o par de elétrons e seu orbital molecular HOMO (orbital molecular ocupado de maior energia) se sobrepõe ao orbital molecular LUMO (orbital molecular vazio de menor energia) do átomo de carbono.

À medida que o nucleófilo forma a nova ligação, o grupo de saída se afasta, ou seja, vai rompendo a ligação com o carbono, o que gera uma inversão da configuração do carbono sp³ - tetraédrico.

No mecanismo S_N2, proposto em 1937 por Edward Hughes e Christopher Ingold, toda reação ocorre em uma única etapa - reação concertada e sem intermediários de reação - por meio da formação de um estado de transição que é um arranjo transitório entre os átomos.

A estereoquímica na reação S_N2

Como podemos observar no mecanismo demonstrado na figura anterior, no estado de transição o nucleófilo ataca o carbono sp³ pelo lado oposto do grupo de saída - esse carbono em que a substituição ocorre tem sua configuração invertida durante a reação. Paul Walden verificou essa inversão de configuração do carbono nas reações S_N2, desta forma sendo nomeada de Inversão de Walden. Carbonos quirais ao sofrerem reações S_N2 terão sua estereoquímica invertida, por exemplo, a reação do (R)-2-bromo-butano com o íon hidroxila fornecerá o (S)-2-butanol.

Natureza do substrato

Outro fator que influencia a velocidade da reação S_N2 é a natureza do substrato, como pode ser observado na tabela a seguir.

Em outras palavras, as características estruturais do haleto de alquila, analisando a substituição do carbono sp³, são determinantes para sua reatividade e velocidade da reação.

Os haletos metílicos e primários reagem muito mais facilmente que outros haletos. Como o ataque do nucleófilo ocorre pelo lado de trás do carbono, carbonos terciários e secundários apresentam reações muito lentas devido ao impedimento estérico de seus substituintes, o que dificulta a aproximação do nucleófilo.

Na figura a seguir, a visualização do ataque do íon hidroxila ao C sp³ do haleto de alquila em uma visão tridimensional e que demonstra o volume dos átomos. O impedimento estérico dos substituintes torna-se visível.

A força e a concentração do nucleófilo

Já vimos que a reação S_N2 é bimolecular, de cinética de 2º Ordem, pois sua velocidade depende tanto da concentração do substrato quanto do reagente (nucleófilo). Quanto maior a concentração e a força do nucleófilo mais rápida a reação por este mecanismo.

Apesar de podermos avaliar a nucleofilicidade e a basicidade de um nucleófilo e, em muitos casos, ambas serem grandezas diretamente proporcionais, elas possuem definições diferentes. Vejamos:

De forma geral, bons nucleófilos são bases fortes e, quando carregados negativamente, sempre serão mais reativos que seus respectivos ácidos conjugados.

A polarizabilidade da substância também influencia a nucleofilicidade da mesma, ou seja, o tamanho-volume do átomo determina se os elétrons da camada de valência estão disponíveis ou não para serem doados.

Átomos grandes possuem os elétrons mais afastados do núcleo e mais disponíveis para reagir. Assim, a nucleoficidade dos halogênios é:

Efeito do solvente

As reações orgânicas ocorrem em meios líquidos e para isso o substrato e o reagente estão dispersos em um solvente. Os solventes podem ser classificados como:

Teoria do estado de transição

Quando estudamos as reações químicas, temos dois tipos de reações: as exergônicas, que ocorrem com variação de energia livre negativa liberando energia para o ambiente, e as endergônicas, que ocorrem com variação de energia livre positiva absorvendo energia do ambiente.

Mas existem reações em que a diferença de basicidade entre o nucleófilo e o grupo de saída não é grande, desta forma a reação é reversível. Podemos citar como exemplo a reação do brometo de etila com o íon iodeto: a reação se torna reversível, pois a basicidade dos íons, medida pela força do seu ácido conjugado (pKa), são semelhantes (pKa do HI = -9 e pKa do HBr = -10).

Segundo o princípio de Le Châtelier, que estudou a termodinâmica das reações, se um equilíbrio for perturbado, o sistema se ajusta para compensar o distúrbio, ou seja, podemos orientar a direção das reações reversíveis pela remoção do produto assim que o mesmo é formado.

Grupo de saída

Assim como vimos no mecanismo S_N2, a basicidade e a polarizabilidade dos halogênios influenciam a reatividade dos haletos de alquila. Os átomos de halogênios mais facilmente polarizáveis e que formam ânion, que são bases fracas, são melhores grupos de saída, favorecendo o mecanismo S_N1 pela rápida quebra da ligação C-X para formação do carbocátion.

A reação S_N1 e suas características

No mecanismo S_N1, também temos os fatores que afetam a velocidade da reação. São eles:

Nucleófilo

Na cinética de reação de primeira ordem, mecanismo S_N1, o nucleófilo não participa da etapa determinante da reação. Por isso sua concentração não influencia a velocidade na qual a substituição nucleofílica ocorre. Neste mecanismo, a força do nucleófilo não é determinante para esse tipo de reação, mesmo que em muitos casos os próprios solventes se comportem como o nucleófilo, sendo a reação conhecida como solvólise.

Natureza do substrato e rearranjo de carbocátions

No mecanismo S_N1, o carbocátion é o intermediário de reação e quanto mais facilmente for formado e mais estável maior a velocidade da reação. Neste sentido, precisamos entender que as moléculas podem sofrer rearranjo de estrutura para buscarem carbocátions mais estáveis. Vamos analisar o caso da reação do composto 2-bromo-3-metilbutano na presença de água (solvólise). Com a quebra da ligação C-Br, inicialmente se forma um carbocátion secundário que é vizinho a um carbono terciário. Com o rearranjo 1,2 do hidreto, forma-se um carbocátion terciário que reage mais rapidamente com a água. Dessa forma a reação do 2-bromo-3-metilbutano em água leva à formação do 2-metil-2-butanol.

Efeito do solvente nas reações S_N1

Solventes polares estabilizam as espécies carregadas (parcial ou totalmente) que são formadas durante as reações de substituição nucleofílica via S_N1. Neste meio, a velocidade da reação é aumentada, uma vez que o estado de transição, o par iônico e os intermediários (produtos da etapa lenta) são estabilizados por meio da solvatação.

Estereoquímica das reações S_N1

Retomando o mecanismo da reação S_N1, identificamos que a primeira etapa da reação é a quebra da ligação carbono-grupo de saída com a consequente formação do carbocátion.

O carbocátion possui uma estrutura trigonal plana com um orbital p vazio do carbono sp², assim o ataque do nucleófilo pode ocorrer pelos dois lados do carbono, levando a um processo de racemização, ou seja, formação de 2 estereosisômeros em quantidades iguais - mistura opticamente inativa.

Veja a seguir o exemplo da reação do (S)-3-bromo-3-metil-hexano que, na presença de água e acetona, levam à formação da mistura racêmica (mistura 1:1 dos enantiômeros R e S) do 3-metil-3-hexanol.

Resumo das reações S_N2 e S_N1

No quadro a seguir, disponibilizamos um resumo das reações de substituição nucleofílica que os haletos de alquila sofrem, bem como os fatores que influenciam a prevalência dos mecanismos S_N2 e S_N1, uma vez que os dois podem competir entre si.

Reações de eliminação em haletos de alquilas

Além das reações de substituição nucleofílica, os haletos de alquila podem sofrer reações de eliminação de HX. Neste processo, o halogênio é removido de um carbono e o hidrogênio, do carbono adjacente, também chamada de eliminação β. Como consequência, uma ligação dupla é formada entre esses dois carbonos, originando um alceno.

A reação de eliminação também envolve dois mecanismos distintos chamados de:

As reações de eliminação também possuem mecanismos que competem entre si e são susceptíveis a fatores como: a natureza do substrato, a força e concentração da base, a ocorrência de rearranjos e, no primeiro caso, ainda levam à formação de compostos cíclicos.

Além de competirem entre si, a reação de eliminação compete com a reação de substituição, mas veremos isso um pouco mais adiante.

Natureza do substrato

Nas reações de eliminação 1,2 ou β, a base ataca o próton do carbono β ao carbono do halogênio (grupo de saída). Haletos que apresentam maior polarizabilidade e menor basicidade são reagentes mais reativos neste tipo de reação, assim segue a ordem de reatividade dos haletos de alquila para reações de eliminação, tanto E1 quanto E2:

Os haletos alílicos e benzílicos geram carbocátions estáveis devido à estabilização da carga positiva por ressonância. Veja na figura a seguir.

Regiosseletividade das reações de eliminação

Ao analisarmos os produtos formados na reação de eliminação do 2-cloropentano na presença de uma base forte, verificamos que dois produtos são formados e em proporções diferentes: 67% do produto é a mistura E/Z do 2-penteno e 33% do 1- penteno, mas por que isto ocorre? O que influencia este tipo de eliminação?

Ao analisarmos os produtos - alcenos formados -, verificamos que o 2-penteno é mais estável, com menor energia que o 1-penteno. Isto porque a estabilidade do alceno é dependente do número de substituintes da dupla ligação, quanto mais substituído mais estável o alceno. Assim, nas reações de eliminação, o produto de menor energia é o principal produto formado - na maioria das vezes, é o alceno mais substituído. Este comportamento foi estudado por Alexander Zaitsev e hoje é conhecido como a Regra de Zaitsev.

Mas existem situações em que o alceno mais estável não é o mais substituído, uma vez que a conjugação das duplas ligações gera maior estabilidade do que duplas isoladas. Estes são casos que a Regra de Zaitsev não deve ser utilizada para a previsão do principal produto formado.

Outra situação ocorre na utilização de bases volumosas nas reações de eliminação. O volume da base dificulta a retirada de hidrogênios em regiões estericamente impedidas, e nestes casos o alceno menos substituído também é favorecidamente formado.

Nas reações de eliminação através do mecanismo E2, onde se utiliza uma base volumosa como o terc-butóxido de potássio (t-BuOK/t-BuOH), o volume da base não permite que ela se aproxime do hidrogênio ligado ao carbono mais substituído devido ao impedimento estérico. Sendo assim, a base volumosa retira o hidrogênio mais disponível, com menor impedimento estérico, levando à formação do alceno menos substituído, apesar de ser o menos estável, seguindo a Regra de Hoffmann.

Estereoquímica das reações de eliminação

Nas reações de eliminação, existem duas formas de as ligações C-H e C-X estarem dispostas no espaço, em conformação sin ou sinperiplanar (conformação onde estas ligações estão alinhadas paralelamente no espaço) ou em conformação anti ou antiperiplanar (conformação onde estas ligações estão em posições opostas no plano espacial). É importante entender que o confôrmero anti em oposição é mais estável do que o confôrmero sin que é eclipsado.

Essas características conformacionais influenciam a formação do estado de transição nas reações de eliminação do tipo E2, favorecendo o estado de transição em conformação anti, na qual a base retira o hidrogênio posicionado do lado oposto ao grupo de saída. Além da reação que acontece via mecanismo E2 formar, preferencialmente, um alceno mais substituído (regiosseletiva), é também estereosseletiva, uma vez que o produto majoritário da reação é o diastereoisômero E da dupla ligação. Outro fator que favorece a formação deste produto, em vez do seu diasteoisômero Z, é que o isômero E e o seu estado de transição correspondente, formado durante a reação, são mais estáveis pois possuem grupos volumosos em lados opostos da ligação dupla.

Quando retomamos o mecanismo E1, é de se esperar que ambos os estereoisômeros (isômeros E e Z) sejam formados. Porém, o produto majoritário será aquele mais estável, levando em consideração a regra de Zaitsev e a maior distância entre os grupos volumosos.

Competição entre as reações E2 e E1

Os fatores que influenciam as reações de S_N1 e S_N2, são praticamente os mesmos: haletos de alquila primários reagem pelo mecanismo E2, enquanto haletos secundários e terciários podem realizar reações E2 e E1. Observe a tabela a seguir e veja um resumo das características das reações de eliminação.

Competitividade entre as reações de substituição nucleofílica e eliminação

Após o conhecimento da reatividade dos haletos de alquila, verificamos que os mesmos podem reagir com nucleófilos para as substituições nucleofílicas e com bases para as reações de eliminação. Mas os nucleófilos são bases em potencial, e todas as bases são nucleofílicos em potencial. Desta forma, existe uma competição entre as reações de substituição e eliminação.

As reações de S_N2 e E2 são favorecidas por haletos primários e secundários e alta concentração de nucleófilos ou bases fortes. Para haletos primários na presença de bases fortes, como etóxido de sódio, a reação S_N2 é preferencial a E2. Haletos secundários e terciários favorecem as reações E2 na presença de base forte devido ao impedimento estérico.

O aumento da temperatura favorece as reações de eliminação (E2 e E1), já que a temperatura intensifica o efeito da entropia.

O aumento do volume da base forte favorece a reação de eliminação do tipo 2, o volume dos substituintes impede a reação de substituição.

Para as reações S_N1 e E1, a substituição nucleofílica é mais favorecida. Caso se deseje o alceno como produto majoritário, recomenda-se que as condições que favoreçam o mecanismo E2 sejam utilizadas.