Nukleofiininen

Nukleofiininen (nucleophilic) viittaa kemiallisessa kontekstissa kykyyn toimia elektroniparinsa luovuttajana reaktion elektrofiiliin. Nukleofiili on atomi tai molekyyli, jolla on vapaa elektronipari, jonka avulla se voi muodostaa uuden kytkennän elektrofiiliin. Yleisiä nukleofiilejä ovat negatiivisesti varautuneet ionit kuten OH−, CN− sekä RO− (alkoksidi-ioni) sekä amiiniryhmät. Neutraalit molekyylit, joilla on vapaa elektronipari, kuten NH3 ja H2O, voivat myös toimia nukleofiileinä.

Nukleofili vaikuttaa monenlaisiin reaktioihin. SN2-reaktioissa nukleofiili hyökkää elektrofiilin vastakkaiselta puolelta ja lähtöryhmä poistuu samanaikaisesti. SN1-reaktioissa elektrofiili muodostaa ensin karbokationin, jonka jälkeen nukleofiili liittyy, ja reaktiokokonaisuus on riippuvainen elektrofiilin stabiliteetistä. Nukleofiilinen lisäys karbonyyliryhmiin, kuten aldehydeihin ja ketoneihin, johtaa alkoholin tavoin rakenteen lisäykseen hapelle. Myös nucleophilic aromatic substitution (S_NAr) tapahtuu tietyissä aktivoiduissa renkaissa.

Tekijät, jotka vaikuttavat nukleofiliin, ovat varaus ja elektroninen tiheys, steriikka (tilavuus esteet), liuotin sekä polariteetti ja polarisaatio. Protisissa liuottimissa nukleofilia nousee yleensä roikkumaan jaksotuksen alhaisemman heittäytymisen puolen mukaan (halogeenien järjestys I− > Br− > Cl− > F− SN2-reaktioissa), kun taas aprotisissa liuottimissa tilanne voi olla päinvastainen. Hard–soft acid–base -periaate auttaa ymmärtämään, millaiset elektrofiilit ja nukleofiilit sopivat toisiinsa.

Käytännössä nukleofilia on keskeinen tekijä orgaanisessa synteesiissä, biokemiallisissa prosesseissa ja katalyysissä.