Supstitucija (hemija)
U supstitucionim reakcijama, funkcionalna grupa jednog hemijskog jedinjenja se zamenjuje drugom grupom.[1][2] U organskoj hemiji, reakcije elektrofilne i nukleofilne supstitucije imaju primarni značaj. Reakcije organske supstitucije se klasifikuju u nekoliko glavnih tipova organskih reakcija u zavisnosti od toga da li je reagens elektrofil ili nukleofil, da li je reakcioni intermedijar karbokatjon, karbanjon ili slobodni radikal, ili da li je supstrat alifatičan ili aromatičan. Detaljno razumevanje tipa reakcije pomaže u predviđanju produkta reakcije. To je takođe korisno za optimizaciju reakcije u pogledu promenljivih, kao što su temperatura i izvor rastvarača.
Dobar primer reakcije supstitucije je fotohemijska hlorinacija metana kojom se formira metil hlorid.
|
|
| hlorinacija metana hlorom |
|---|
Nukleofilna supstitucija se odvija kad je reagens nukleofil (atom ili molekul sa slobodnim elektronima).
Nukleofil reaguje sa alifatičnim supstratom u reakciji nukleofilne alifatične supstitucija. Ta supstitucija se može odvijati putem dva različita mehanizma: unimolekularna nukleofilna supstitucija (SN1) i bimolekularna nukleofilna supstitucija (SN2). SN1 mehanizam ima dva stupnja. U prvom stupnju, odlazeća grupa se udalji, čime se formira karbokatjon. U drugom stupnju, nukleofilni reagens napada karbokatjon i formira sigma vezu. Ovaj mehanizam može da proizvede bilo inverziju ili zadržavanje konfiguracije. SN2 reakcija ima samo jedan stupanj. Napad reagensa i uklanjanje odlazeće grupe se odvijaju simultano. Ovaj mehanizam uvek dovodi do inverzije konfiguracije.[3]
Kad je supstrat aromatično jedinjenje reakcioni tip je nukleofilna aromatična supstitucija. Derivati karboksilnih kiselina reaguju sa nukleofilima u nukleofilnoj acilnoj supstituciji.
Elektrofili učestvuju u reakcijama elektrofilne supstitucije, a posebno u elektrofilnim aromatičnim supstitucijama.
|
|
| Elektrofilna aromatična supstitucija |
|---|
Elektrofilne reakcije sa drugim nezasićenim jedinjenjima, osim arena, generalno dovode do elektrofilne adicije umesto supstitucije.
- ↑ Smith, Michael B.; March, Jerry (2007). Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (6th izd.). New York: Wiley-Interscience. ISBN 0-471-72091-7.
- ↑ Naum S. Imyanitov (1993). „Is This Reaction a Substitution, Oxidation-Reduction, or Transfer?”. J. Chem. Educ. 70 (1): 14–16. DOI:10.1021/ed070p14.
- ↑ Clayden Jonathan, Nick Greeves, Stuart Warren, Peter Wothers (2001). Organic chemistry. Oxford, Oxfordshire: Oxford University Press. ISBN 0-19-850346-6.
