La substitution nucléophile est une classe de réactions chimiques rencontrées dans toute la chimie organique, y compris ceux utilisés pour fabriquer des produits pétrochimiques et pharmaceutiques courants. Son mécanisme sous-jacent a été découvert il y a 82 ans par les chimistes britanniques Edward Hughes et Christopher Ingold, qui a montré qu'une espèce chimique riche en électrons, appelé nucléophile, "attaque" et remplace un fragment pauvre en électrons d'une molécule organique, appelé un groupe de départ.

L'un des principaux types de réactions de substitution nucléophile, appelé S N 2, implique l'attaque nucléophile et le départ du groupe partant en même temps. Hughes et Ingold ont d'abord fait l'observation, confirmé par la suite par des générations de chimistes, c'est N 2 réactions semblaient toutes se produire via une "attaque arrière, " par lequel le nucléophile rejoint la molécule organique à un endroit opposé au groupe partant.

Bien que S N 2 réactions étaient censées être comprises, une nouvelle variante a été découverte par un groupe de scientifiques à Singapour. Dans un article à paraître à paraître dans la revue Science , un groupe de recherche dirigé par le professeur Choon-Hong Tan de l'Université technologique de Nanyang (NTU) rapporte que les réactions SN2 peuvent également se produire via "une attaque frontale, " par lequel le nucléophile approche la molécule du même côté que le groupe partant.

Une des caractéristiques clés d'un S standard N 2 réaction est que le nucléophile, en tentant une attaque par derrière, est bloqué par d'autres parties de la molécule. Ce phénomène, appelé « encombrement stérique, " impose des limites strictes sur la rapidité avec laquelle S N 2 réactions peuvent se produire. Par contre, la réaction nouvellement découverte, que les chercheurs appellent S N 2X, se produit via une attaque frontale et n'est pas sujette à un encombrement stérique.

La découverte du S N La réaction 2X impliquait une quantité considérable de travail de détective chimique. "Nous avons dû concevoir notre expérience pour exclure les possibilités de plusieurs autres types de réactions, ainsi que de vérifier soigneusement que les sous-produits de la réaction étaient cohérents avec notre interprétation, " a commenté Xin Zhang, un étudiant diplômé de NTU qui était le premier auteur de l'article.

L'absence d'encombrement stérique chez S N 2X signifie que certaines réactions en chimie organique peuvent être effectuées plus efficacement qu'on ne le croyait auparavant. "Dans le journal, nous avons démontré le S N Réaction 2X dans un ensemble de réactions spécialement choisi - réactions énantiosélectives d'halogénures tertiaires à encombrement stérique, " expliqua le professeur Tan. " Mais maintenant qu'un exemple a été trouvé, il semble très probable que d'autres suivront. La révision d'une partie aussi fondamentale de la chimie organique signifie que de nombreuses réactions, que les chimistes croyaient comprendre, devra peut-être maintenant être réexaminé. Cela pourrait avoir des implications de grande envergure dans tout le domaine. »