A substituição nucleofílica é uma classe de reações químicas encontradas em toda a química orgânica, incluindo aqueles usados ​​para fabricar produtos petroquímicos e farmacêuticos comuns. Seu mecanismo subjacente foi descoberto há 82 anos pelos químicos britânicos Edward Hughes e Christopher Ingold, que mostrou que uma espécie química rica em elétrons, chamado de nucleófilo, "ataca" e substitui um fragmento pobre em elétrons de uma molécula orgânica, chamado de grupo de saída.

Um dos principais tipos de reações de substituição nucleofílica, chamado S _N 2, envolve o ataque do nucleófilo e a partida do grupo de saída ao mesmo tempo. Hughes e Ingold primeiro fizeram a observação, posteriormente confirmado por gerações de químicos, isso é _N 2 reações, todas pareciam ocorrer via "ataque do lado posterior, "pelo qual o nucleófilo se junta à molécula orgânica em um local oposto ao grupo de saída.

Embora S _N 2 reações foram consideradas entendidas, uma nova variante foi encontrada por um grupo de cientistas em Cingapura. Em um próximo artigo a ser publicado na revista Ciência , um grupo de pesquisa liderado pelo professor Choon-Hong Tan da Universidade Tecnológica de Nanyang (NTU) relata que as reações SN2 também podem ocorrer por meio de "ataque frontal, "pelo qual o nucleófilo se aproxima da molécula do mesmo lado que o grupo de saída.

Uma das principais características de um S padrão _N 2 reação é que o nucleófilo, na tentativa de um ataque pelas costas, é bloqueado por outras partes da molécula. Este fenômeno, chamado de "impedimento estérico, "impõe limites estritos sobre a rapidez com que S _N 2 reações podem acontecer. Por contraste, a reação recém-descoberta, que os pesquisadores chamam de S _N 2X, ocorre via ataque frontal e não está sujeito a impedimento estérico.

A descoberta do S _N A reação 2X envolveu uma quantidade considerável de trabalho de detetive químico. "Tivemos que projetar nosso experimento para excluir as possibilidades de vários outros tipos de reações, bem como verificar cuidadosamente se os subprodutos da reação eram consistentes com a nossa interpretação, "comentou Xin Zhang, um estudante de graduação da NTU que foi o primeiro autor do artigo.

A ausência de impedimento estérico em S _N 2X significa que certas reações em química orgânica podem ser realizadas de forma mais eficiente do que se acreditava anteriormente. "No papel, nós demonstramos o S _N Reação 2X em um conjunto especialmente escolhido de reações - reações enantiosseletivas de haletos terciários estereoquimicamente impedidos, "explicou o professor Tan." Mas agora que um exemplo foi encontrado, parece muito provável que outros o sigam. A revisão dessa parte fundamental da química orgânica significa que muitas reações, que os químicos pensaram que entendíamos, pode agora ter que ser reexaminado. Isso pode ter implicações abrangentes em todo o campo. "