Electrófilo

En química, un electrófilo (literalmente amante dos electróns) é un reactivo que é atraído polos electróns e acepta electróns. Os electrófilos son especies químicas cargadas positivamente ou neutras que teñen orbitais libres, que son atraídos a un centro rico en electróns. Participan nunha reacción química aceptando un par de electróns para enlazarse a un nucleófilo. Como os electrófilos aceptan electróns, funcionan como ácidos de Lewis. A maioría dos electrófilos están cargados positivamente, ou ben teñen un átomo que leva unha carga parcial positiva, ou presentan un átomo que non ten un octete de electróns. Os electrófilos son atacados pola parte máis poboada de electróns dun nucleófilo.

Os electrófilos que participan frecuentemente en sínteses orgánicas poden ser catións como o H⁺ e NO⁺, moléculas neutras polarizadas como o HCl, haluros de alquilo, haluros de acilo, e compostos carbonilo, ou moléculas neutras polarizables como o Cl₂ e Br₂, ou tamén axentes oxidantes como os perácidos orgánicos, ou especies químicas que non satisfán a regra do octete como os carbenos e radicais, e algúns ácidos de Lewis como o BH₃ e DIBAL.

Escala de electrofilia

índice de electrofilia
Flúor	3,86
Cloro	3,67
Bromo	3,40
Iodo	3,09
Hipoclorito	2,52
Dióxido de xofre	2,01
Disulfuro de carbono	1,64
Benceno	1,45
Sodio	0,88
Algúns valores seleccionados ^[1] (sen dimensións)

Hai varios métodos para situar os electrófilos por orde de reactividade^[2] e un deles é o ideado por Robert Parr ^[1] no que o índice de electrofilia ω vén dado por:

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

onde $\chi \,$ é a electronegatividade e $\eta \,$ é a dureza química. Esta ecuación está relacionada coa clásica ecuación da potencia eléctrica:

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

onde $R\,$ é a resistencia eléctrica (Ohm ou Ω) e $V\,$ é a voltaxe. Neste sentido o índice de electrofilia é un tipo de potencia eléctrica. Atipáronse correlacións entre a electrofilia de varios compostos químicos e as velocidades de reacción en sistemas bioquímicos.

Tamén hai un índice de electrofilia para radicais libres.^[3] Os radicais fortemente electrofílicos como os halóxenos reaccionan con sitios ricos en electróns, e os radicais fortemente nucleofílicos como o 2-hidroxipropil-2-il e o radical ter-butil reaccionan con preferencia con sitios pobres en electróns.

Superelectrófilos

Os superelectrófilos defínense como reactivos electrófilos catiónicos con reactividades moi potenciadas en presenza de superácidos. Estes compostos foron primeiramente descritos por George A. Olah.^[4] Os superelectrófilos forman un superelectrófilo dobremente deficiente en electróns por protosolvatación dun electrófilo catiónico. Como observou Olah, unha mestura de ácido acético e trifluoruro de boro pode retirar un ión hidruro do isobutano cando se combina con ácido fluorhídrico por medio da formación dun superácido a partir de BF₃ e HF. O intermediario reactivo responsable é o dicatión CH₃CO₂H₃. Igualmente, o metano pode ser nitratado a nitrometano con tetrafluoborato de nitronio NO+
2BF−
4 só en presenza dun ácido forte como o ácido fluorosulfúrico.

Nos superelectrófilos gitiónicos^[5] (ou gitónicos^[6]), os centros cargados son separados por un só átomo, por exemplo, o ión protonitronio O=N⁺=O⁺—H (un ión nitronio protonado). E, en superelectrófilos distónicos, son separados por 2 ou máis átomos, por exemplo, no reactivo de fluorinación F-TEDA-BF₄^[7]

Notas

↑ ^1,0 ^1,1 Electrophilicity Index Parr, R. G.; Szentpaly, L. v.; Liu, S. J. Am. Chem. Soc.; (Article); 1999; 121(9); 1922-1924. doi 10.1021/ja983494x
↑ Electrophilicity Index Chattaraj, P. K.; Sarkar, U.; Roy, D. R. Chem. Rev.; (Review); 2006; 106(6); 2065-2091. doi 10.1021/cr040109f
↑ Electrophilicity and Nucleophilicity Index for Radicals Freija De Vleeschouwer, Veronique Van Speybroeck, Michel Waroquier, Paul Geerlings, and Frank De Proft Org. Lett.; 2007; 9(14) pp 2721 - 2724; (Letter) doi 10.1021/ol071038k
↑ Electrophilic reactions at single bonds. XVIII. Indication of protosolvated de facto substituting agents in the reactions of alkanes with acetylium and nitronium ions in superacidic media George A. Olah, Alain Germain, Henry C. Lin, David A. Forsyth J. Am. Chem. Soc.; 1975; 97(10); 2928-2929. doi 10.1021/ja00843a067 10.1021/ja00843a067
↑ Klumpp, Douglas A. "Superelectrophiles in heterocyclic ring-forming reactions". Reviews and Accounts 200 (1): 63–80.
↑ George A. Olah, Douglas A. Klump. Superelectrophiles and Their Chemistry. Google books [1]
↑ Knorr Cyclizations and Distonic Superelectrophiles Kiran Kumar Solingapuram Sai, Thomas M. Gilbert, and Douglas A. Klumpp J. Org. Chem. 2007, 72, 9761-9764 doi 10.1021/jo7013092

Véxase tamén

Outros artigos

Nucleófilo

[Parr-1] 1,0 ^1,1 Electrophilicity Index Parr, R. G.; Szentpaly, L. v.; Liu, S. J. Am. Chem. Soc.; (Article); 1999; 121(9); 1922-1924. doi 10.1021/ja983494x

[2] Electrophilicity Index Chattaraj, P. K.; Sarkar, U.; Roy, D. R. Chem. Rev.; (Review); 2006; 106(6); 2065-2091. doi 10.1021/cr040109f

[3] Electrophilicity and Nucleophilicity Index for Radicals Freija De Vleeschouwer, Veronique Van Speybroeck, Michel Waroquier, Paul Geerlings, and Frank De Proft Org. Lett.; 2007; 9(14) pp 2721 - 2724; (Letter) doi 10.1021/ol071038k

[4] Electrophilic reactions at single bonds. XVIII. Indication of protosolvated de facto substituting agents in the reactions of alkanes with acetylium and nitronium ions in superacidic media George A. Olah, Alain Germain, Henry C. Lin, David A. Forsyth J. Am. Chem. Soc.; 1975; 97(10); 2928-2929. doi 10.1021/ja00843a067 10.1021/ja00843a067

[5] Klumpp, Douglas A. "Superelectrophiles in heterocyclic ring-forming reactions". Reviews and Accounts 200 (1): 63–80.

[6] George A. Olah, Douglas A. Klump. Superelectrophiles and Their Chemistry. Google books [1]

[7] Knorr Cyclizations and Distonic Superelectrophiles Kiran Kumar Solingapuram Sai, Thomas M. Gilbert, and Douglas A. Klumpp J. Org. Chem. 2007, 72, 9761-9764 doi 10.1021/jo7013092

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]