Kluczowa różnica między podstawieniem wolnorodnikowym a addycją wolnorodnikową polega na tym, że podstawienie wolnorodnikowe obejmuje zastąpienie grupy funkcyjnej inną grupą funkcyjną, podczas gdy addycja wolnorodnikowa obejmuje dodanie nowej grupy funkcyjnej do cząsteczki.
Wolny rodnik może być atomem, cząsteczką lub jonem składającym się z niesparowanego elektronu walencyjnego . Istnieją dwa główne typy reakcji rodnikowych: reakcje podstawienia wolnych rodników i reakcje addycji wolnych rodników.
ZAWARTOŚĆ
1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym jest wolny rodnik?
3. Co to jest wolna radykalna substytucja?
4. Co to jest dodatek wolnych rodników?
5. Wolne radykalne substytucje a wolne rodniki w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie – Wolna substytucja rodników a dodawanie wolnych rodników
Czym jest wolny rodnik?
Wolnym rodnikiem może być atom, cząsteczka lub jon składający się z niesparowanego elektronu walencyjnego. Zwykle te niesparowane elektrony mogą sprawić, że wolne rodniki będą wysoce reaktywne chemicznie; jednak mogą istnieć pewne wyjątki. Ze względu na wysoką reaktywność większość wolnych rodników ma tendencję do samoistnej dimeryzacji. Dlatego mają bardzo krótką żywotność.
Co to jest wolna radykalna substytucja?
Podstawienie wolnorodnikowe to rodzaj reakcji podstawienia, w której jako reaktywny produkt pośredni biorą udział wolne rodniki. Reaktywne półprodukty to krótkotrwałe, wysokoenergetyczne i wysoko reaktywne cząsteczki. Cząsteczki te powstają podczas reakcji chemicznej, która ma tendencję do szybkiego przekształcania się w bardziej stabilne cząsteczki. Ponadto reakcja podstawienia jest rodzajem reakcji chemicznej, w której jedna grupa funkcyjna w związku chemicznym ma tendencję do zastępowania przez inną grupę funkcyjną.
Rysunek 01: Różne etapy reakcji wolnych rodników
Powyższy obraz przedstawia ogólnie etapy reakcji wolnorodnikowych; etapy 2 i 3 są nazwane reakcjami inicjacji, w których wolne rodniki powstają w wyniku homolizy . Homolizę można osiągnąć przy użyciu ciepła lub światła UV i przy użyciu inicjatorów rodnikowych, np. nadtlenków organicznych, związków azowych itp. Końcowe etapy 6 i 7 są zbiorczo określane jako zakończenie; tutaj rodnik ma tendencję do rekombinacji z innym rodnikiem. Jednak rodnik czasami reaguje dalej, gdy zachodzi propagacja. Propagacja jest podana w krokach 4 i 5 na powyższym obrazku.
Niektóre przykłady reakcji podstawienia rodnikowego obejmują odtlenianie Bartona-McCombie, reakcję Wohla-Zieglera, reakcję Dowda-Beckwitha itp.
Co to jest dodawanie wolnych rodników?
Addycja wolnorodnikowa jest rodzajem reakcji addycji, w której grupa funkcyjna jest dodawana do związku poprzez pośredniczący reaktywny w stosunku do wolnych rodników związek pośredni. Ten typ addycji może zachodzić pomiędzy rodnikami i rodnikami nierodnikowymi lub pomiędzy dwoma rodnikami. Podstawowe etapy addycji wolnych rodników obejmują inicjację, propagację łańcucha i zakończenie łańcucha.
Rysunek 02: Radykalny dodatek HBr do alkenów
Podczas procesu inicjacji do inicjacji stosuje się inicjator rodnikowy, w którym rodnik tworzy się z prekursora nierodnikowego. Podczas procesu propagacji łańcucha, wolny rodnik ma tendencję do reagowania z formami nierodnikowymi w celu wytworzenia nowego rodnika. Ostatnim krokiem jest zakończenie łańcucha, gdzie dwa rodniki reagują ze sobą, tworząc rodzaj nierodnikowy. Typowym przykładem tego typu reakcji jest arylowanie Meerweina.
Zazwyczaj reakcje addycji wolnych rodników opierają się na odczynnikach o słabych wiązaniach, dzięki czemu mogą ulegać homolizie tworząc rodniki. Gdy istnieją silne wiązania, mechanizm reakcji staje się inny niż zwykłe reakcje addycji wolnych rodników.
Jaka jest różnica między substytucją wolnych rodników a dodawaniem wolnych rodników?
Wolnym rodnikiem może być atom, cząsteczka lub jon składający się z niesparowanego elektronu walencyjnego. Kluczowa różnica między podstawieniem wolnorodnikowym a addycją wolnorodnikową polega na tym, że podstawienie wolnorodnikowe obejmuje zastąpienie grupy funkcyjnej inną grupą funkcyjną, podczas gdy addycja wolnorodnikowa obejmuje dodanie nowej grupy funkcyjnej do cząsteczki.
Poniższy rysunek przedstawia różnice między podstawieniem wolnych rodników a addycją wolnych rodników w formie tabelarycznej do porównania obok siebie.
Podsumowanie – Wolna substytucja rodników a dodawanie wolnych rodników
Wolnym rodnikiem może być atom, cząsteczka lub jon składający się z niesparowanego elektronu walencyjnego. Kluczowa różnica między podstawieniem wolnorodnikowym a addycją wolnorodnikową polega na tym, że podstawienie wolnorodnikowe obejmuje zastąpienie grupy funkcyjnej inną grupą funkcyjną, podczas gdy addycja wolnorodnikowa obejmuje dodanie nowej grupy funkcyjnej do cząsteczki.
Referencja:
1. „Co to jest wolna radykalna substytucja?” Chemistry LibreTexts , Libretexts, 13 września 2020 r., Dostępne tutaj .
Zdjęcie dzięki uprzejmości:
1. „ FreeRadicalSubstitutionGeneralDescr (1) ” Autor: V8rik z angielskiej Wikipedii (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia
2. „ Dodatek wolnych rodników nadtlenkowych ” Autor: Bryn C – przeniesiony z en (domena publiczna) przez Commons Wikimedia
