Αντίδραση υποκατάστασης, οποιαδήποτε από τις κατηγορίες χημικών αντιδράσεων στις οποίες ένα άτομο, ιόν ή ομάδα ατόμων ή ιόντων σε ένα μόριο αντικαθίσταται από άλλο άτομο, ιόν ή ομάδα. Ένα παράδειγμα είναι η αντίδραση κατά την οποία το άτομο χλωρίου στο μόριο χλωρομεθανίου μετατοπίζεται από το ιόν υδροξειδίου, σχηματίζοντας μεθανόλη:
ένωση συντονισμού: Υποκατάσταση
Μία από τις πιο γενικές αντιδράσεις που επιδεικνύονται από τις ενώσεις συντονισμού είναι εκείνη της υποκατάστασης, ή αντικατάστασης, ενός συνδέτη από άλλο.
CH 3 Cl + - OH → CH 3 OH + Cl -
Εάν το άτομο χλωρίου μετατοπίζεται από άλλες ομάδες-όπως το ιόν κυανιδίου (- CN), το αιθοξείδιο ιόν (C 2 H 5 O -), ή το υδροσουλφίδιο ιόν (HS -) μετασχηματίζεται, αντίστοιχα, σε ακετονιτρίλιο -χλωρομεθανίου (CH 3 CN), μεθυλο αιθυλο αιθέρα (CH 3 OC 2 Η 5), ή μεθανοθειόλης (CH 3 SH). Έτσι μια οργανική ένωση όπως ένα αλκυλαλογονίδιο μπορεί να προκαλέσει πολλούς τύπους οργανικών ενώσεων με αντιδράσεις υποκατάστασης με κατάλληλα αντιδραστήρια.
Οι αντιδράσεις αντικατάστασης χωρίζονται σε τρεις γενικές τάξεις, ανάλογα με τον τύπο του ατόμου ή της ομάδας που δρα ως υποκαταστάτης. Σε ένα, ο υποκαταστάτης είναι πλούσιος σε ηλεκτρόνια και παρέχει το ζεύγος ηλεκτρονίων για σύνδεση με το υπόστρωμα (το μόριο που μεταμορφώνεται). Αυτός ο τύπος αντίδρασης είναι γνωστός ως πυρηνόφιλη υποκατάσταση. Παραδείγματα πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων είναι τα ανιόντα αλογόνου (Cl -, Br -, I -), αμμωνία (ΝΗ 3), η ομάδα υδροξυλίου, η αλκοξυ ομάδα (RO -), η κυανό ομάδα, και το όξινο θειούχο ομάδα. Στον δεύτερο τύπο αντίδρασης υποκατάστασης, ο υποκαταστάτης έχει έλλειψη ηλεκτρονίων και το ζεύγος ηλεκτρονίων για σύνδεση με το υπόστρωμα προέρχεται από το ίδιο το υπόστρωμα. Αυτή η αντίδραση είναι γνωστή ως ηλεκτροφιλική υποκατάσταση. Παραδείγματα ηλεκτρόφιλο είδη είναι η υδρονίου ιόν (H 3 O +), τα αλογονίδια του υδρογόνου (HCl, HBr, ΗΙ), ο νιτρονίου ιόν (NO 2 +), και τριοξείδιο του θείου (SO 3). Τα υποστρώματα των νουκλεόφιλων είναι συνήθως αλκυλαλογονίδια, ενώ οι αρωματικές ενώσεις είναι από τα πιο σημαντικά υποστρώματα των ηλεκτροφιλών. Η τρίτη κατηγορία υποκαταστάσεων περιλαμβάνει τις αντιδράσεις των ελεύθερων ριζών με κατάλληλα υποστρώματα. Παραδείγματα αντιδραστηρίων ρίζας είναι οι ρίζες αλογόνου και είδη που περιέχουν οξυγόνο προερχόμενα από υπεροξυ ενώσεις.
