Em química orgânica , um substituinte é um átomo ou grupo de átomos que substitui um ou mais átomos de hidrogênio na cadeia principal de um hidrocarboneto . Os termos substituinte e grupo funcional , bem como outros (por exemplo , cadeia lateral ), às vezes são usados quase que indistintamente para descrever ramos de uma cadeia principal.
O sufixo -il é usado para denotar compostos orgânicos contendo uma única ligação que substitui o hidrogênio; -ilideno e -ilidino são usados com ligações duplas e triplas , respectivamente. Além disso, ao nomear hidrocarbonetos contendo um substituinte, os números de posição são usados para indicar o átomo de carbono ao qual o substituinte está ligado quando esta informação é necessária para distinguir isômeros . O efeito polar exercido por um substituinte é uma combinação do efeito indutivo e do efeito mesomérico . Efeitos estéricos adicionais resultam do volume ocupado pelo substituinte.
Os termos mais substituídos e menos substituídos são freqüentemente usados para descrever moléculas e prever seus produtos. Nesta terminologia, o metano é usado como referência. Assim, para cada átomo de hidrogênio que é substituído ou substituído por outra coisa, a molécula pode ser considerada mais substituída. Por exemplo :
O uso do sufixo é determinado pelo número de átomos de hidrogênio que o substituinte substitui na cadeia principal (ou também em um substituinte). De acordo com as diretrizes da IUPAC de 1993 :
Quando o substituinte está ligado à cadeia principal por várias ligações do mesmo tipo, os prefixos di, tri, tetra, etc. são usados: -diil (duas ligações simples), -triil (três ligações simples), -tetrail (quatro ligações simples), -diilideno (duas ligações duplas).
Sufixos múltiplos são acrescentados para várias ligações de diferentes tipos de ligações: -ililideno (uma única e uma dupla), -ililidino (uma única e uma tripla), -dililideno (duas simples e uma dupla).
O nome da cadeia principal pode ser alterado de duas maneiras:
Observe que alguns termos populares como " vinil " (usado em polivinil, por exemplo) são apenas parte do nome químico completo.
De acordo com as regras acima, um átomo de carbono em uma molécula, considerado como um substituinte, tem os seguintes nomes dependendo do número de hidrogênios ligados a ele e do tipo de ligações formadas com o resto da molécula:
CH 4 | metano | sem conexão |
- CH 3 | grupo metil ou metanil | uma ligação simples a um átomo diferente de hidrogênio |
= CH 2 | grupo metileno ou metanilideno ou metilideno | uma ligação dupla |
-CH 2- | ponte de metileno ou grupo metanodiil ou metdiil | duas ligações simples |
≡CH | grupo metilidino ou metanilidino | uma ligação tripla |
= CH− | grupo metino ou methanylylidène ou méthylylidène | uma ligação simples e uma ligação dupla |
> CH− | grupo metanetriil ou mettriil | três ligações simples |
≡C− | metanililidino ou grupo metililidino | uma ligação tripla e uma ligação simples |
= C = | grupo metanodiilideno ou metdiilideno | duas ligações duplas |
> C = | metanodililideno ou grupo metidililideno | duas ligações simples e uma ligação dupla |
> C < | grupo metanotetrail ou metetrail | quatro ligações simples |
Numa fórmula química, um substituinte orgânico tal como metilo , etilo ou arilo pode ser escrito como R (ou R 1 , R 2 , etc. ). O R , derivado de radicais restante ou dos, pode substituir qualquer parte da fórmula, se o autor considere oportuno. O primeiro a usar este símbolo foi Charles Gerhardt em 1844.
O símbolo X é frequentemente usado para denotar substituintes eletronegativos, como haletos .
Um estudo de quimioinformática identificou 849.574 substituintes únicos, tendo até 12 átomos diferentes de hidrogênio e contendo apenas carbono , hidrogênio , nitrogênio , oxigênio , enxofre , fósforo , átomos de selênio e halogênio em um pool de 3.043.941 moléculas. Cinqüenta substituintes podem ser considerados convencionais porque estão presentes em mais de 1% desse conjunto e 438 em mais de 0,1%. 64% dos substituintes são encontrados em uma única molécula. Os mais comuns são metil , fenil , cloro , metoxi e hidroxil . O número total de substituintes orgânicos em química orgânica é estimado em 3,1 milhões, ou um total de 6,7 × 10 23 moléculas. Um número infinito de substituintes pode ser obtido simplesmente aumentando o comprimento da cadeia de carbono.