Reazione di sostituzione, una qualsiasi di una classe di reazioni chimiche in cui un atomo, ione o gruppo di atomi o ioni in una molecola è sostituito da un altro atomo, ione o gruppo. Un esempio è la reazione in cui l'atomo di cloro nella molecola di clorometano viene spostato dallo ione idrossido, formando metanolo:
composto di coordinamento: sostituzione
Una delle reazioni più generali esibite dai composti di coordinazione è quella della sostituzione o sostituzione di un ligando con un altro.
CH 3 Cl + - OH → CH 3 OH + Cl -
Se l'atomo di cloro viene sostituito da altri gruppi, come lo ione cianuro (- CN), lo ione ossido (C 2 H 5 O -) o lo ione idrosolfuro (HS -) - il clorometano viene trasformato, rispettivamente, in acetonitrile (CH 3 CN), etere etilico di metile (CH 3 OC 2 H 5) o metanethiolo (CH 3 SH). Quindi un composto organico come un alogenuro alchilico può dare origine a numerosi tipi di composti organici mediante reazioni di sostituzione con reagenti adatti.
Le reazioni di sostituzione sono divise in tre classi generali, a seconda del tipo di atomo o gruppo che funge da sostituente. In uno, il sostituente è ricco di elettroni e fornisce la coppia di elettroni per il legame con il substrato (la molecola in fase di trasformazione). Questo tipo di reazione è noto come sostituzione nucleofila. Esempi di reagenti nucleofili sono gli anioni alogeni (Cl -, Br -, I -), l'ammoniaca (NH 3), il gruppo idrossile, il gruppo alcossi (RO -), il gruppo ciano e il gruppo idrosolfuro. Nel secondo tipo di reazione di sostituzione, il sostituente è carente di elettroni e la coppia di elettroni per il legame con il substrato proviene dal substrato stesso. Questa reazione è nota come sostituzione elettrofila. Esempi di specie elettrofile sono lo ione idronio (H 3 O +), gli alogenuri di idrogeno (HCl, HBr, HI), lo ione nitronio (NO 2 +) e il triossido di zolfo (SO 3). I substrati dei nucleofili sono comunemente alogenuri alchilici, mentre i composti aromatici sono tra i substrati più importanti degli elettrofili. La terza classe di sostituzioni comporta le reazioni dei radicali liberi con substrati adatti. Esempi di reagenti radicali sono i radicali alogeni e le specie contenenti ossigeno derivati da composti perossidici.
