Substitučná reakcia, ktorákoľvek z triedy chemických reakcií, pri ktorej je atóm, ión alebo skupina atómov alebo iónov v molekule nahradený iným atómom, iónom alebo skupinou. Príkladom je reakcia, pri ktorej je atóm chlóru v molekule chlórometánu nahradený hydroxidovým iónom za vzniku metanolu:
koordinačná zlúčenina: substitúcia
Jednou z najbežnejších reakcií vykazovaných koordinačnými zlúčeninami je reakcia substitúcie alebo nahradenia jedného ligandu iným.
CH 3 Cl + - OH → CH 3 OH + Cl -
Pokiaľ je atóm chlóru vytesní iných skupín, ako je napríklad kyanid ion (- CN), ethoxid ión (C 2 H 5 O -), alebo hydrogénsulfid ion (HS -) -chlormethanu sa transformuje, v tomto poradí, k acetonitrilu (CH 3 CN), metyl-etyléter (CH 3 OC 2 H 5), alebo methanthiolu (CH 3 SH). Takto môže organická zlúčenina, ako je alkylhalogenid, viesť k vzniku mnohých typov organických zlúčenín substitučnými reakciami s vhodnými činidlami.
Substitučné reakcie sú rozdelené do troch všeobecných tried v závislosti od typu atómu alebo skupiny, ktorá pôsobí ako substituent. V jednom je substituent bohatý na elektróny a poskytuje pár elektrónov na väzbu so substrátom (transformovaná molekula). Tento typ reakcie je známy ako nukleofilná substitúcia. Príklady nukleofilními činidlami sú halogénové anióny (Cl -, Br -, I -), amoniak (NH 3), hydroxylová skupina, alkoxyskupina (RO -), kyanoskupinu a sírovodík skupina. V druhom type substitučnej reakcie je substituent nedostatočný v elektrónoch a pár elektrónov na spojenie so substrátom pochádza zo samotného substrátu. Táto reakcia je známa ako elektrofilná substitúcia. Príklady elektrofilní druhu sú hydronium ión (H 3 O +), sú halogénvodíky (HCI, HBr, HI), tým nitronium ion (NO 2 +), a oxid sírový (SO 3). Substráty nukleofilov sú zvyčajne alkylhalogenidy, zatiaľ čo aromatické zlúčeniny patria medzi najdôležitejšie substráty elektrofilov. Tretia trieda substitúcií zahŕňa reakcie voľných radikálov s vhodnými substrátmi. Príklady radikálových činidiel sú halogénové radikály a kyslík obsahujúce látky odvodené od peroxyzlúčenín.
