Especies nucleofílicas:

Como un nucleófilo es una especie rica en electrones, ataca a sitios de reacción deficientes en electrones, donando un par de electrones.

Nucleófilos de carga negativa y orden de nucleofilicidad, ordenados del más fuerte al más débil: (Nucleófilos fuertes)

BrOHCN

Nucleófilos sin carga negativa, pero que tienen pares de electrones no compartidos: (Nucleófilos débiles)

Especies electrofílicas:

Como un electrófilo es una especie deficiente en electrones, ataca a sitios de reacción de alta densidad electrónica. Puede ser una especie cargada positivamente o una especie polar que es atraída por un par de electrones no compartidos

Electrófilos con carga positiva:

ClNOetcCHCHCHR 2233 ),,(

Nucleófilos sin carga positiva:

333 BFAlClFeCl

Reacción de Adición

Ejemplo: Adición de HX a Alquenos

Mecanismo de la reacción

El protón se adiciona a los alquenos formando un carbocatión que es atacado

en una etapa posterior por el nucleófilo

Reacción de eliminación  

Cuando un nucleófilo o una base de Lewis atacan a un halogenuro de alquilo,

puede atacar a un hidrógeno y causar la eliminación de HX para formar un

alqueno.

Reacciones de sustitución

Sustitución Nucleofílica Bimolecular

Mecanismo de la SN2

El mecanismo de la reacción es concertado, un sólo paso. Se produce simultáneamente el ataque del nucleófilo y la pérdida del grupo saliente.

Estereoquímica

En la reacción SN2 el nucleófilo ataca por el lado opuesto al grupo saliente (ataque dorsal) lo que supone inversión del centro quiral.

Grupo saliente

La reacción SN2 requiere buenos grupos salientes, aumentando su velocidad al aumentar la aptitud de éste.

Reacciones de sustitución

Influencia del sustrato

Los haloalcanos primarios y secundarios dan reacciones de sustitución del tipo SN2. Los terciarios no permiten el ataque del nucleófilo, debido a los impedimentos estéricos.

Influencia del nucleófilo

La velocidad de la SN2 aumenta a medida que mejora la nucleofilia de la especie atacante. Esta reacción no transcurre con nucleófilos malos como agua, alcoholes, ácido acético

El disolvente

Los disolventes apróticos dejan libre el nucleófilo permitiéndole atacar y favorecen la velocidad de la SN2

Sustitución Nucleofílica Unimolecular

Mecanismo de la SN1

El mecanismo de la reacción transcurre en dos etapas; la primera supone la perdida del grupo saliente con formación del carbocatión; en la segunda etapa se produce el ataque del nucleófilo.

Estereoquímica

En la reacción SN1 el nucleófilo ataca al carbocatión formado por ambas caras, lo que genera mezcla de enantiómeros.

Grupo saliente

La reacción SN1 requiere buenos grupos salientes, aumentando su velocidad al aumentar la aptitud de éste.

Influencia del sustrato

Los haloalcanos secundarios y terciarios dan reacciones de sustitución del tipo SN1.

Influencia del nucleófilo

La velocidad de la SN1 no se ve afectada por el tipo de nucleófilo. El paso determinante de la velocidad es la perdida del grupo saliente.

El disolvente

Los disolventes próticos estabilizan el carbocatión y favorecen la velocidad de la SN1.

Competencia SN2 / SN1

Mecanismo esperado según el tipo de sustrato

La sustitución electrofílica aromática es la reacción más importante de los

compuestos aromáticos. Es posible introducir al anillo muchos sustituyentes

distintos por este proceso. Si se elige el reactivo apropiado pueden efectuarse

reacciones de bromación, cloración, nitración, sulfonación, alquilación y

acilación, estas seis son reacciones directas, y a partir de ellas se pueden

introducir otros grupos.

Sustitución Electrofílica Aromática

Seleccionando las condiciones y los reactivos apropiados, el anillo aromático

se puede halogenar, nitrar, sulfonar, acilar y alquilar. Todas estas reacciones y

muchas otras proceden a través de un mecanismo similar.