Impedimento Estérico Impedimento Estérico de los Grupos Arilo y de los Grupos Arilo y

Alquilo Alquilo yy

El Efecto Inductivo El Efecto Inductivo

Por: Julio .A. Peñate.Por: Julio .A. Peñate.

¿Qué es impedimento ¿Qué es impedimento Estérico?Estérico?

El impedimento o efecto estérico esta relacionado El impedimento o efecto estérico esta relacionado con la imposibilidad o dificultad de reaccionar de con la imposibilidad o dificultad de reaccionar de una molécula por su tamaño y los ángulos de una molécula por su tamaño y los ángulos de enlace de sus radicales.enlace de sus radicales.En general, el efecto relacionado con el volumen de En general, el efecto relacionado con el volumen de un sustituyente es conocido como efecto estérico. un sustituyente es conocido como efecto estérico.

Cuando un sustituyente produce interacciones Cuando un sustituyente produce interacciones espaciales entre sus átomos y otros átomos o espaciales entre sus átomos y otros átomos o grupos de átomos nos encontramos frente a un grupos de átomos nos encontramos frente a un efecto estérico de dicho sustituyente. En muchos efecto estérico de dicho sustituyente. En muchos casos el efecto estérico de un sustituyente está casos el efecto estérico de un sustituyente está relacionado con el impedimento estérico que este relacionado con el impedimento estérico que este sustituyente ejerce sobre algún tipo de fenómeno sustituyente ejerce sobre algún tipo de fenómeno en estudio (reacción, interacción Inter- o en estudio (reacción, interacción Inter- o intramolecular, etc.).intramolecular, etc.).

El El efecto estérico:efecto estérico: (o  (o efecto de la orientaciónefecto de la orientación) ) es un impedimento descrito en la es un impedimento descrito en la químicaquímica orgánicaorgánica causado por la influencia de un  causado por la influencia de un grupogrupo funcionalfuncional de  de una una moléculamolécula en el curso de una  en el curso de una reacciónreacción química química. . El término fue utilizado por primera vez en 1894 El término fue utilizado por primera vez en 1894 por por VictorVictor Meyer Meyer, que lo acuñó al observar que , que lo acuñó al observar que algunas reacciones son muy lentas cuando en el algunas reacciones son muy lentas cuando en el área de la reacción hay grandes área de la reacción hay grandes átomosátomos o grupos.  o grupos. Hay que tener en cuenta que, para que se Hay que tener en cuenta que, para que se produzca una reacción entre dos moléculas, éstas produzca una reacción entre dos moléculas, éstas deben colisionar de forma que su orientación deben colisionar de forma que su orientación relativa sea la correcta.relativa sea la correcta.

También se produce este efecto cuando un grupo También se produce este efecto cuando un grupo sustituyente interacciona con átomos o grupos de sustituyente interacciona con átomos o grupos de átomos de la cadena en la que se incluye átomos de la cadena en la que se incluye modificando alguna de sus características, como el modificando alguna de sus características, como el punto de ebullición. punto de ebullición.

Clases de efectos estéricosClases de efectos estéricos Impedimento estérico:Impedimento estérico: El efecto se produce cuando el volumen ocupado por parte de El efecto se produce cuando el volumen ocupado por parte de

una molécula impide que otra parte de la misma reaccione. Un una molécula impide que otra parte de la misma reaccione. Un ejemplo conocido del impedimento estérico es la aplicación de ejemplo conocido del impedimento estérico es la aplicación de cetonascetonas en una reacción Grignard; si se añade  en una reacción Grignard; si se añade metilpropanometilpropano, la , la reacción se frena e incluso se detiene. Aunque el efecto estérico reacción se frena e incluso se detiene. Aunque el efecto estérico sea un problema de vez en cuando, también puede ser una sea un problema de vez en cuando, también puede ser una herramienta muy útil: a menudo es utilizado por los químicos herramienta muy útil: a menudo es utilizado por los químicos para modificar el comportamiento de una molécula en una para modificar el comportamiento de una molécula en una reacciónreacción químicaquímica o detener ésta (protección estérica). o detener ésta (protección estérica).

Repulsión estérica:Repulsión estérica: Se produce cuando un grupo de una molécula es aparentemente Se produce cuando un grupo de una molécula es aparentemente

debilitado o protegido por debilitado o protegido por gruposgrupos funcionalesfuncionales menos cargados (o  menos cargados (o con carga eléctrica opuesta), incluyendo soluciones de con carga eléctrica opuesta), incluyendo soluciones de  ionesiones (Repulsión de Debye). En algunos casos, el átomo a  (Repulsión de Debye). En algunos casos, el átomo a interaccionar deberá buscar lugares menos protegidos, lo que interaccionar deberá buscar lugares menos protegidos, lo que permite controlar cuándo y en qué dirección se producirá la permite controlar cuándo y en qué dirección se producirá la interacción molecular.interacción molecular.

Atracción estérica:Atracción estérica: Se produce cuando las moléculas tienen formas o geometrías Se produce cuando las moléculas tienen formas o geometrías

optimizadas para sus interacciones. En este caso, las moléculas optimizadas para sus interacciones. En este caso, las moléculas de reaccionar entre sí de una manera, la mayoría de las veces, de reaccionar entre sí de una manera, la mayoría de las veces, específica.específica.

Efectos estérico y Efectos estérico y electrostáticoelectrostático La estructura, propiedades y reactividad de una La estructura, propiedades y reactividad de una

molécula depende estrictamente de enlaces molécula depende estrictamente de enlaces químicos. tales como químicos. tales como enlacesenlaces covalentescovalentes,,enlacesenlaces iónicos iónicos, , puentespuentes de de hidrógenohidrógeno y otros.  y otros. Estos enlaces proveen un esquelético básico a la Estos enlaces proveen un esquelético básico a la molécula, fácilmente modificables por las molécula, fácilmente modificables por las fuerzas de repulsión, incluido el efecto estérico fuerzas de repulsión, incluido el efecto estérico descrito anteriormente. El efecto estérico y las descrito anteriormente. El efecto estérico y las interacciones de base siguen siendo interacciones de base siguen siendo insuficientes para explicar muchas de las insuficientes para explicar muchas de las estructuras, propiedades y reacciones. Por lo estructuras, propiedades y reacciones. Por lo tanto, el efecto estérico se opone o tanto, el efecto estérico se opone o complementa por la participación de efectos complementa por la participación de efectos electrostáticos, como la inducción, la electrostáticos, como la inducción, la conjugación, la simetría molecular y las conjugación, la simetría molecular y las interacciones electrostáticas. Existen otros interacciones electrostáticas. Existen otros efectos electrostáticos, que son importantes efectos electrostáticos, que son importantes cuando se considera la estructura y la cuando se considera la estructura y la reactividad química. reactividad química.

Efecto inductivoEfecto inductivo En En químicaquímica, el , el efecto inductivoefecto inductivo es un  es un

efecto experimentalmente observable efecto experimentalmente observable en la transmisión de la en la transmisión de la cargacarga a través  a través de una cadena dede una cadena deátomosátomos en una  en una moléculamolécula por inducción electrostática  por inducción electrostática (principalmente, definición de la (principalmente, definición de la IUPACIUPAC) o por la presencia de un medio polar ) o por la presencia de un medio polar (e. i. dinámico). El efecto polar neto (e. i. dinámico). El efecto polar neto ejercido por un sustituyente es una ejercido por un sustituyente es una combinación de este efecto inductivo y combinación de este efecto inductivo y el el efectoefecto mesómero mesómero. .

Efecto inductivo estáticoEfecto inductivo estático La nube electrónica en un La nube electrónica en un enlaceenlace sigmasigma

 heteroatómico (entre dos átomos diferentes) no  heteroatómico (entre dos átomos diferentes) no es uniforme sino que está ligeramente es uniforme sino que está ligeramente desplazada hacia el más desplazada hacia el más electronegativoelectronegativo de los  de los dos. Esto provoca un estado permanente de dos. Esto provoca un estado permanente de polaridadpolaridad donde la átomo más electronegativo  donde la átomo más electronegativo tiene una mayor densidad electrónica (δ-) tiene una mayor densidad electrónica (δ-) mientras que el otro adquiere un diferencial de mientras que el otro adquiere un diferencial de carga positivo (δ+).carga positivo (δ+).

Si el átomo electronegativo es luego unido a una Si el átomo electronegativo es luego unido a una cadena de átomos, carbono generalmente, la cadena de átomos, carbono generalmente, la carga positiva es enviada a los otros átomos en la carga positiva es enviada a los otros átomos en la cadena. Este es un efecto inductivo aceptor, cadena. Este es un efecto inductivo aceptor, también conocida como -I. Algunos grupos, como también conocida como -I. Algunos grupos, como el de los alquilos, son menos aceptores que el de los alquilos, son menos aceptores que el hidrógeno y son más bien considerados como el hidrógeno y son más bien considerados como dadores de electrones. Este carácter de dador de dadores de electrones. Este carácter de dador de electrones es indicado por el efecto +I.electrones es indicado por el efecto +I.

Características:Características: Como el cambio inducido en la polaridad es menor Como el cambio inducido en la polaridad es menor

que la polaridad original, el efecto inductivo dinámico que la polaridad original, el efecto inductivo dinámico se desvanece rápidamente y sólo es significativo a se desvanece rápidamente y sólo es significativo a cortas distancias. El efecto inductivo estático es cortas distancias. El efecto inductivo estático es permanente más débil pues implica el traslado bruja permanente más débil pues implica el traslado bruja sigma fuertemente sostenidos; otros factores más sigma fuertemente sostenidos; otros factores más fuertes podrían opacar al inductivo.^^fuertes podrían opacar al inductivo.^^

El efecto inductivo prevalece en el estado normal de El efecto inductivo prevalece en el estado normal de la molécula. Es un fenómeno asociado esencialmente la molécula. Es un fenómeno asociado esencialmente a los enlaces covalentes simples. El par electrónico a los enlaces covalentes simples. El par electrónico (:), que es el enlace normal covalente, se desplaza (:), que es el enlace normal covalente, se desplaza ligeramente cuando en la molécula existe un átomo ligeramente cuando en la molécula existe un átomo que ejerza sobre el par electrónico una atracción que ejerza sobre el par electrónico una atracción mayor o menor que el resto de los átomos.mayor o menor que el resto de los átomos.

El efecto inductivo es entonces, el efecto El efecto inductivo es entonces, el efecto de un sustituyente debido a la polarización de un sustituyente debido a la polarización permanente de un enlace; es decir, si en permanente de un enlace; es decir, si en una molécula establece un dipolo, su una molécula establece un dipolo, su acción se transmite a través de la cadena acción se transmite a través de la cadena carbonada. Se representa con una flecha carbonada. Se representa con una flecha cuya punta señala hacia el átomo más cuya punta señala hacia el átomo más electronegativo.electronegativo.

Ejemplos:Ejemplos: Algunos sustituyentes aceptores: NO2; CN; Algunos sustituyentes aceptores: NO2; CN;

OCH3(metoxi es donor, efecto +I, +M en OCH3(metoxi es donor, efecto +I, +M en SeAr)Cl, F, NSeAr)Cl, F, N

Algunos sustituyentes dadores: CH3Algunos sustituyentes dadores: CH3