Pagrindinis skirtumas tarp laisvųjų radikalų pakeitimo ir laisvųjų radikalų pridėjimo yra tas, kad laisvųjų radikalų pakeitimas apima funkcinės grupės pakeitimą kita funkcine grupe, o laisvųjų radikalų pridėjimas apima naujos funkcinės grupės pridėjimą prie molekulės.
Laisvasis radikalas gali būti atomas, molekulė arba jonas, sudarytas iš nesuporuoto valentinio elektrono. Yra du pagrindiniai radikalų reakcijų tipai: laisvųjų radikalų pakeitimo ir laisvųjų radikalų prisijungimo reakcijos.
Kas yra laisvasis radikalas?
Laisvasis radikalas gali būti atomas, molekulė arba jonas, sudarytas iš nesuporuoto valentinio elektrono. Paprastai šie nesuporuoti elektronai gali padaryti laisvuosius radikalus labai chemiškai reaktyvius; tačiau gali būti keletas išimčių. Dėl didelio reaktyvumo dauguma laisvųjų radikalų linkę spontaniškai dimerizuotis. Todėl jų tarnavimo laikas labai trumpas.
Kas yra laisvųjų radikalų pakeitimas?
Laisvųjų radikalų pakeitimas yra pakeitimo reakcijos tipas, kurio metu laisvieji radikalai yra reaktyvioji tarpinė medžiaga. Reaktyvūs tarpiniai produktai yra trumpaamžės, didelės energijos ir didelės reaktyvios molekulės. Šios molekulės susidaro vykstant cheminei reakcijai, kuri greitai virsta stabilesnėmis molekulėmis. Be to, pakeitimo reakcija yra cheminės reakcijos tipas, kai viena cheminio junginio funkcinė grupė yra linkusi pakeisti kita funkcine grupe.
01 pav.: Įvairūs laisvųjų radikalų reakcijų žingsniai
Aukščiau pateiktame paveikslėlyje nurodyti laisvųjų radikalų reakcijos žingsniai apskritai; 2 ir 3 žingsniai vadinami iniciacijos reakcijomis, kurių metu homolizės būdu susidaro laisvieji radikalai. Homolizė gali būti pasiekta naudojant šilumą arba UV šviesą ir naudojant radikalius iniciatorius, pvz. organiniai peroksidai, azo junginiai ir kt. Paskutiniai 6 ir 7 žingsniai bendrai vadinami užbaigimu; čia radikalas linkęs rekombinuotis su kita radikalų rūšimi. Tačiau radikalas kartais toliau reaguoja ten, kur vyksta plitimas. Sklidimas pateiktas iš 4 ir 5 žingsnių aukščiau esančiame paveikslėlyje.
Kai kurie radikalų pakeitimo reakcijų pavyzdžiai yra Barton-McCombie deoksigenacija, Wohl-Ziegler reakcija, Dowd-Beckwith reakcija ir kt.
Kas yra laisvųjų radikalų papildymas?
Laisvųjų radikalų prisijungimas yra prisijungimo reakcijos tipas, kai funkcinė grupė pridedama prie junginio per laisvųjų radikalų reaktyvų tarpinį produktą. Šio tipo papildymas gali įvykti tarp radikalių ir neradikalių rūšių arba tarp dviejų radikalų rūšių. Pagrindiniai laisvųjų radikalų pridėjimo žingsniai apima inicijavimą, grandinės plitimą ir grandinės nutraukimą.
02 paveikslas: radikalus HBr priedas prie alkenų
Iniciacijos proceso metu inicijavimui naudojamas radikalus iniciatorius, kai radikalų rūšis susidaro iš neradikalinio pirmtako. Grandinės plitimo proceso metu laisvasis radikalas linkęs reaguoti su neradikalų rūšimi, kad susidarytų nauja radikalų rūšis. Paskutinis žingsnis yra grandinės nutraukimas, kai du radikalai reaguoja vienas su kitu, sukurdami neradikalų rūšį. Dažnas tokio tipo reakcijos pavyzdys yra Meerwein arilinimas.
Paprastai laisvųjų radikalų pridėjimo reakcijos yra pagrįstos reagentais, turinčiais silpnus ryšius, todėl jie gali homolizuoti ir suformuoti radikalų rūšis. Kai yra stiprūs ryšiai, reakcijos mechanizmas skiriasi nuo įprastų laisvųjų radikalų prisijungimo reakcijų.
Kuo skiriasi laisvųjų radikalų pakeitimas ir laisvųjų radikalų papildymas?
Laisvasis radikalas gali būti atomas, molekulė arba jonas, sudarytas iš nesuporuoto valentinio elektrono. Pagrindinis skirtumas tarp laisvųjų radikalų pakeitimo ir laisvųjų radikalų pridėjimo yra tas, kad laisvųjų radikalų pakeitimas apima funkcinės grupės pakeitimą kita funkcine grupe, o laisvųjų radikalų pridėjimas apima naujos funkcinės grupės pridėjimą prie molekulės.
Toliau pateiktame paveikslėlyje pateikiami skirtumai tarp laisvųjų radikalų pakeitimo ir laisvųjų radikalų pridėjimo lentelės pavidalu, kad būtų galima palyginti.
Santrauka – laisvųjų radikalų pakeitimas prieš laisvųjų radikalų papildymą
Laisvasis radikalas gali būti atomas, molekulė arba jonas, sudarytas iš nesuporuoto valentinio elektrono. Pagrindinis skirtumas tarp laisvųjų radikalų pakeitimo ir laisvųjų radikalų pridėjimo yra tas, kad laisvųjų radikalų pakeitimas apima funkcinės grupės pakeitimą kita funkcine grupe, o laisvųjų radikalų pridėjimas apima naujos funkcinės grupės pridėjimą prie molekulės.
