Problema 4G.24
Considere a reação a seguir.
A velocidade dessa reação aumenta consideravelmente quando iodeto de sódio, , é adicionado ao meio reacional. O iodeto de sódio não é formado nem consumido pela reação, sendo, portanto, considerado um catalisador.
Proponha um mecanismo para a reação sem a adição do catalisador.
Explique como a adição do catalisador aumenta a velocidade da reação.
A reação é uma substituição nucleofílica. A análise do mecanismo parte do tipo de substrato (haleto de alquila primário), o que favorece o mecanismo . O efeito do catalisador é discutido a partir das propriedades do íon iodeto (nucleófilo e grupo de saída).
Como o substrato é um haleto de alquila primário, a reação ocorre via , em uma única etapa, com o cianeto atacando o carbono pelo lado oposto ao do cloreto:
O catalisador participa da reação formando um intermediário, que é posteriormente convertido no produto final. O iodeto é um ânion grande e polarizável, sendo um excelente nucleófilo. Quando é adicionado, ocorre uma reação entre o iodeto e o substrato:
O iodo também é um excelente grupo de saída devido ao seu grande raio iônico. Os íons cianeto substituem o iodo em uma segunda reação , regenerando o íon iodeto:
Como o iodeto é simultaneamente um nucleófilo e um grupo de saída melhores que o cloreto, as duas etapas com o iodeto são, somadas, mais rápidas que a etapa única sem o catalisador.