Kľúčový rozdiel medzi substitúciou voľných radikálov a adíciou voľných radikálov je v tom, že substitúcia voľných radikálov zahŕňa nahradenie funkčnej skupiny inou funkčnou skupinou, zatiaľ čo adícia voľných radikálov zahŕňa pridanie novej funkčnej skupiny do molekuly.
Voľný radikál môže byť atóm, molekula alebo ión, ktorý pozostáva z nepárového valenčného elektrónu. Existujú dva hlavné typy radikálových reakcií: substitúcia voľných radikálov a adičné reakcie voľných radikálov.
Čo je voľný radikál?
Voľný radikál môže byť atóm, molekula alebo ión pozostávajúci z nepárového valenčného elektrónu. Zvyčajne môžu tieto nepárové elektróny spôsobiť, že voľné radikály budú vysoko chemicky reaktívne; môžu však existovať určité výnimky. Vďaka svojej vysokej reaktivite má väčšina voľných radikálov tendenciu spontánne dimerizovať. Preto majú veľmi krátku životnosť.
Čo je substitúcia voľných radikálov?
Substitúcia voľných radikálov je typ substitučnej reakcie, ktorá zahŕňa voľné radikály ako reaktívny medziprodukt. Reaktívne medziprodukty sú molekuly s krátkou životnosťou, vysokou energiou a vysoko reaktívnymi molekulami. Tieto molekuly vznikajú počas chemickej reakcie, ktorá má tendenciu sa rýchlo premieňať na stabilnejšie molekuly. Navyše, substitučná reakcia je typ chemickej reakcie, pri ktorej má jedna funkčná skupina v chemickej zlúčenine tendenciu byť nahradená inou funkčnou skupinou.
Obrázok 01: Rôzne kroky v reakciách voľných radikálov
Vyššie uvedený obrázok ukazuje kroky reakcií voľných radikálov vo všeobecnosti; kroky 2 a 3 sa nazývajú iniciačné reakcie, kde sa homolýzou tvoria voľné radikály. Homolýzu možno dosiahnuť použitím tepla alebo UV svetla a použitím radikálových iniciátorov, napr. organické peroxidy, azozlúčeniny atď. Konečné kroky 6 a 7 sú súhrnne pomenované ako terminácia; tu má radikál tendenciu rekombinácie s iným radikálnym druhom. Radikál však niekedy reaguje ďalej tam, kde dochádza k šíreniu. Šírenie je dané z krokov 4 a 5 na obrázku vyššie.
Niektoré príklady radikálových substitučných reakcií zahŕňajú Barton-McCombie deoxygenáciu, Wohl-Zieglerovu reakciu, Dowd-Beckwithovu reakciu atď.
Čo je pridanie voľných radikálov?
Adícia voľných radikálov je typ adičnej reakcie, pri ktorej sa k zlúčenine pridáva funkčná skupina prostredníctvom medziproduktu reaktívneho s voľnými radikálmi. Tento typ adície sa môže vyskytnúť medzi radikálom a neradikálovými druhmi alebo medzi dvoma radikálovými druhmi. Medzi základné kroky adície voľných radikálov patrí iniciácia, šírenie reťazca a ukončenie reťazca.
Obrázok 02: Radikálna adícia HBr na alkény
Počas procesu iniciácie sa na iniciáciu používa radikálny iniciátor, kde sa z neradikálového prekurzora vytvorí radikálový druh. Počas procesu šírenia reťazca má voľný radikál tendenciu reagovať s neradikálovými druhmi, aby sa vytvorili nové radikálové druhy. Posledným krokom je ukončenie reťazca, kde dva radikály navzájom reagujú a vytvárajú neradikálový druh. Bežný príklad tohto typu reakcie zahŕňa Meerweinovu aryláciu.
Reakcie adície voľných radikálov sú zvyčajne založené na činidlách, ktoré majú slabé väzby, takže môžu podliehať homolýze za vzniku radikálov. Keď existujú silné väzby, reakčný mechanizmus sa líši od bežných reakcií adície voľných radikálov.
Aký je rozdiel medzi substitúciou voľných radikálov a pridaním voľných radikálov?
Voľný radikál môže byť atóm, molekula alebo ión pozostávajúci z nepárového valenčného elektrónu. Kľúčový rozdiel medzi substitúciou voľných radikálov a adíciou voľných radikálov je v tom, že substitúcia voľných radikálov zahŕňa nahradenie funkčnej skupiny inou funkčnou skupinou, zatiaľ čo adícia voľných radikálov zahŕňa pridanie novej funkčnej skupiny do molekuly.
Nasledovný obrázok uvádza rozdiely medzi substitúciou voľných radikálov a adíciou voľných radikálov v tabuľkovej forme na porovnanie vedľa seba.
Zhrnutie – Substitúcia voľných radikálov verzus pridanie voľných radikálov
Voľný radikál môže byť atóm, molekula alebo ión pozostávajúci z nepárového valenčného elektrónu. Kľúčový rozdiel medzi substitúciou voľných radikálov a adíciou voľných radikálov je v tom, že substitúcia voľných radikálov zahŕňa nahradenie funkčnej skupiny inou funkčnou skupinou, zatiaľ čo adícia voľných radikálov zahŕňa pridanie novej funkčnej skupiny do molekuly.
