Από τη Γ Λυκείου

Αντιδράσεις υποκατάστασης
Στις αντιδράσεις αυτές δύο αντιδρώντα ανταλλάσσουν κάποιο τμήμα τους για να σχηματίσουν δύο νέα προϊόντα. Οι αντιδράσεις δηλαδή αυτές έχουν τη γενική μορφή:  Α-Β + Γ-Δ-->Α-Γ + Β-Δ
Σ’ αυτή την κατηγορία αντιδράσεων ένα άτομο ή μία ομάδα ατόμων αντικαθίσταται από μία άλλη.
Χαρακτηριστικές αντιδράσεις  υποκατάστασης είναι  :

1. Οι αντιδράσεις των αλκυλαλογονιδίων (RX) με ενώσεις του τύπου, Αδ+Βδ- .

Οι αντιδράσεις αυτές έχουν τη γενική μορφή
                        R δ+Xδ- + Αδ+Βδ- -->R Β + Α X

και αποτελούν τη βάση για τη σύνθεση ενός μεγάλου αριθμού οργανικών ενώσεων, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:

Να επισημάνουμε ότι τα αλκυλαλογονίδια είναι πολύ δραστικές ενώσεις, λόγω της ισχυρής πόλωσης του δεσμού C-Χ. Η δραστικότητα τους ακολουθεί τη σειρά:   RI > RBr > RC l > RF.

Παραδείγματα αντιδράσεων αυτής της μορφής δίνονται παρακάτω:
α. Η  αντίδραση αλκυλαλογονίδιου με υδατικό διάλυμα NaOH  στην οποία ευνοείται η υποκατάσταση του αλογόνου από υδροξύλιο, π.χ.
CH3CH2Cl + NaOH --> CH3CH2OH + NaCl
β. Η  αντίδραση αλκυλαλογονίδιου με κυανιούχο κάλιο (KCN)  οδηγεί στο σχηματισμό  νιτριλίου (RCN), το οποίο στη συνέχεια μπορεί να  υδρολυθεί προς σχηματισμό οξέος.
RX + KCN --> RCN + KX

RCN + 2H2O RCOOH + NH3
γ. Η  αντίδραση αλκυλαλογονιδίου με αλκοξείδιο του νατρίου (RONa) οδηγεί στο σχηματισμό αιθέρα. Αν διαλέξουμε διαφορετικά αλκύλια στο RX και στο R΄ONa , τότε σχηματίζεται μικτός αιθέρας. π.χ.
CH3Cl + CH3CH2ONa --> NaCl + CH3OCH2CH3
δ. Με αντίδραση αλκυλαλογονιδίου με ΝΗ3 παίρνουμε αμίνες.  π.χ.
CH3CH2Cl + ΗNH2 --> CH3CH2NH2 + HCl
ε. Με άλατα καρβοξυλικών  δίνουν εστέρες.  π.χ.
CH3Cl + CH3CΟONa --> CH3COΟ- CH3  + NaCl
στ. Με ακετυλίδια παίρνουμε ανώτερα αλκίνια.  π.χ.
CH3Cl + CH3C C- Na --> CH3CC-CH3  + NaCl

2. Οι αντιδράσεις αλογόνωσης των αλκοολών (RΟΗ)
Χαρακτηριστική είναι η υποκατάσταση υδροξυλίου (-ΟΗ) με Cl κατά την αντίδραση αλκοόλης με θειονυλοχλωρίδιο SOCl2.
ROH  + SOCl2 --> RCl + SO2 + HCl
Το τελικό προϊόν (RCl) εύκολα απομονώνεται, καθώς τα δευτερεύοντα προϊόντα (SO2, HCl) είναι αέρια και απομακρύνονται.

3. Οι αντιδράσεις όξινης υδρόλυσης των εστέρων και της εστεροποίησης  των αλκοολών

Η προς τα δεξιά αντίδραση χαρακτηρίζεται υδρόλυση και γίνεται σε όξινο ή βασκικό περιβάλλον, ενώ η προς τα αριστερά ονομάζεται εστεροποίηση και γίνεται σε όξινο περιβάλλον (π.χ. H2SO4). Οι αντιδράσεις αυτές είναι σε χημική ισορροπία, οπότε ανάλογα με τις συνθήκες η αντίδραση ωθείται προς τα δεξιά (υδρόλυση) ή προς τα αριστερά (εστεροποίηση). 

4. Η αλογόνωση των αλκανίων

Η αλογόνωση των αλκανίων είναι μια υποκατάσταση φωτοχημική που γίνεται μέσω ριζών και που δε σταματά στη λήψη μονοπαραγώγου, αλλά συνεχίζει, με αποτέλεσμα να λαμβάνονται μίγματα προϊόντων. Π.χ η αλογόνωση  του  CH4 παρουσία διάχυτου φωτός οδηγεί στις παρακάτω αντιδράσεις :

5. Η αρωματική υποκατάσταση 
Είναι γνωστό ότι τα άτομα του άνθρακα του βενζολίου συνδέονται μεταξύ τους ανά δύο με τον ίδιο τρόπο που δεν είναι ούτε απλός ούτε διπλός δεσμός. Ο δεσμός αυτός είναι δηλαδή ένας ενδιάμεσος δεσμός μεταξύ απλού και διπλού δεσμού.

Εξ’ αιτίας αυτού ο βενζολικός δακτύλιος δίνει εύκολα αντιδράσεις υποκατάστασης και η συμπεριφορά αυτή αποτελεί τη βάση του χημικού χαρακτήρα των αρωματικών ενώσεων (αρωματικός χαρακτήρας). Παρακάτω δίνονται σχηματικά οι πιο χαρακτηριστικές αντιδράσεις υποκατάστασης του βενζολίου. Με βάση τις αντιδράσεις αυτές μπορούν να παρασκευαστούν χιλιάδες υποκατεστημένες αρωματικές ενώσεις.