nucleófilas

Los nucleófilos son especies químicas que donan un par de electrones a un electrófilo durante una reacción. Por lo general poseen pares solitarios o sistemas π que pueden formar un enlace covalente con un átomo receptor de carga positiva parcial. En la práctica, los nucleófilos incluyen aniones como OH−, OR−, CN− e I−, así como moléculas neutras con pares de electrones no compartidos, como aminas (R2NH), alcoholes (ROH) y agua (H2O). También existen nucleófilos más complejos, como enolatos y ciertos nucleófilos organometálicos o de hidruro.

La nucleofilia no es lo mismo que la basicidad. Aunque a veces coinciden, depende del tipo de reaccion y del electrófilo involucrado. Factores clave incluyen la carga (los aniones suelen ser nucleófilos más fuertes que sus formas neutras), la polarizabilidad y la estereo­metría. Las especies cargadas grandes y polares suelen ser nucleófilos efectivos; la accesibilidad del átomo atacado también importa. Según la teoría de hard y soft (HSAB), los nucleófilos duros prefieren centros electrofílicos duros y los suaves, centros suaves.

El medio solvente tiene un impacto significativo. En disolventes proticos, los aniones pequeños quedan fuertemente solvatados y su nucleofilia puede disminuir, mientras que en disolventes polar aproticos la nucleofilia suele aumentar para muchos aniones, especialmente los más pequeños; por ejemplo, F− es relativamente poco nucleofílico en protolitos pero se comporta como nucleófilo fuerte en disolventes como DMSO o DMF. La nucleofilia también se ve afectada por la estérica de la molécula; los nucleófilos voluminosos tienden a ser menos reactivos en reacciones de sustitución nucleofílica bimolecular SN2.

Las reacciones nucleofílicas incluyen la sustitución SN2 en haluros de alquilo, la sustitución SN1 que forma carbocationes seguidas de ataque nucleófilo, y la adición nucleofílica a carbonilos (aldehídos y cetonas) o a epóxidos. En síntesis orgánica y bioquímica, los nucleófilos juegan un papel central en la construcción de enlaces y en la transformación de sustratos mediante ataques dirigidos a centros electrofílicos.