La sostituzione nucleofila è una classe di reazioni chimiche incontrate in tutta la chimica organica, compresi quelli utilizzati per fabbricare prodotti petrolchimici e farmaceutici comuni. Il suo meccanismo sottostante è stato scoperto 82 anni fa dai chimici britannici Edward Hughes e Christopher Ingold, che ha dimostrato che una specie chimica ricca di elettroni, chiamato nucleofilo, "attacca" e sostituisce un frammento povero di elettroni di una molecola organica, chiamato un gruppo uscente.

Uno dei principali tipi di reazioni di sostituzione nucleofila, chiamato S _n 2, coinvolge l'attacco del nucleofilo e la partenza del gruppo uscente allo stesso tempo. Hughes e Ingold fecero per primi l'osservazione, successivamente confermato da generazioni di chimici, quello è _n 2 reazioni sembravano verificarsi tutte tramite "attacco posteriore, " per cui il nucleofilo si unisce alla molecola organica in una posizione opposta al gruppo uscente.

Sebbene S _n Si credeva che 2 reazioni fossero state comprese, una nuova variante è stata trovata da un gruppo di scienziati a Singapore. In un prossimo articolo che sarà pubblicato sulla rivista Scienza , un gruppo di ricerca guidato dal professor Choon-Hong Tan della Nanyang Technological University (NTU) riferisce che le reazioni SN2 possono verificarsi anche tramite "attacco frontale, " per cui il nucleofilo si avvicina alla molecola dalla stessa parte del gruppo uscente.

Una delle caratteristiche chiave di un S . standard _n 2 reazione è che il nucleofilo, nel tentativo di attacco alle spalle, è bloccato da altre parti della molecola. Questo fenomeno, chiamato "impedimento sterico, " impone limiti rigorosi alla rapidità con cui S _n Possono verificarsi 2 reazioni. Al contrario, la reazione appena scoperta, che i ricercatori chiamano S _n 2X, avviene tramite attacco frontale e non è soggetto a impedimento sterico.

La scoperta del S _n La reazione 2X ha comportato una notevole quantità di lavoro investigativo chimico. "Abbiamo dovuto progettare il nostro esperimento per escludere le possibilità di molti altri tipi di reazioni, oltre a controllare attentamente che i sottoprodotti della reazione fossero coerenti con la nostra interpretazione, " ha commentato Xin Zhang, uno studente laureato NTU che è stato il primo autore della carta.

L'assenza di ingombro sterico in S _n 2X significa che alcune reazioni in chimica organica possono essere eseguite in modo più efficiente di quanto si credesse in precedenza. "Nel giornale, abbiamo dimostrato la S _n Reazione 2X in una serie di reazioni appositamente scelte - reazioni enantioselettive di alogenuri terziari stericamente impediti, " ha spiegato il professor Tan. "Ma ora che è stato trovato un esempio, sembra molto probabile che ne seguiranno altri. La revisione di una parte così fondamentale della chimica organica significa che molte reazioni, che i chimici pensavano che avessimo capito, potrebbe ora essere riesaminato. Questo potrebbe avere implicazioni ad ampio raggio in tutto il campo".