Ključna razlika između supstitucije slobodnih radikala i adicije slobodnih radikala je u tome što supstitucija slobodnih radikala uključuje zamjenu funkcionalne skupine drugom funkcionalnom skupinom, dok adicija slobodnih radikala uključuje dodavanje nove funkcionalne skupine molekuli.
Slobodni radikal može biti atom, molekula ili ion koji se sastoji od nesparenog valentnog elektrona. Postoje dvije glavne vrste reakcija radikala: reakcije supstitucije slobodnih radikala i reakcije dodavanja slobodnih radikala.
Što je slobodni radikal?
Slobodni radikal može biti atom, molekula ili ion koji se sastoji od nesparenog valentnog elektrona. Obično ti nespareni elektroni mogu učiniti slobodne radikale vrlo kemijski reaktivnima; međutim, mogu postojati neke iznimke. Zbog svoje visoke reaktivnosti, većina slobodnih radikala ima tendenciju spontane dimerizacije. Stoga imaju vrlo kratak životni vijek.
Što je zamjena slobodnih radikala?
Supstitucija slobodnih radikala vrsta je supstitucijske reakcije koja uključuje slobodne radikale kao reaktivni intermedijer. Reaktivni intermedijeri su kratkotrajne, visokoenergetske i reaktivne molekule. Ove molekule nastaju tijekom kemijske reakcije koja se brzo pretvara u stabilnije molekule. Štoviše, reakcija supstitucije je vrsta kemijske reakcije u kojoj jedna funkcionalna skupina u kemijskom spoju teži biti zamijenjena drugom funkcionalnom skupinom.
Slika 01: Različiti koraci u reakcijama slobodnih radikala
Gornja slika ukazuje na korake reakcija slobodnih radikala općenito; korak 2 i 3 nazivaju se reakcijama inicijacije gdje slobodni radikali nastaju homolizom. Homoliza se može postići korištenjem topline ili UV svjetla i korištenjem radikalnih inicijatora, npr. organski peroksidi, azo spojevi, itd. Završni koraci 6 i 7 zajedno se nazivaju terminacija; ovdje, radikal teži rekombinaciji s drugom radikalnom vrstom. Međutim, radikal ponekad reagira dalje tamo gdje dođe do širenja. Propagacija je dana iz koraka 4 i 5 na gornjoj slici.
Neki primjeri reakcija radikalne supstitucije uključuju Barton-McCombie deoksigenaciju, Wohl-Zieglerovu reakciju, Dowd-Beckwithovu reakciju itd.
Što je dodavanje slobodnih radikala?
Adicija slobodnih radikala vrsta je adicijske reakcije gdje se funkcionalna skupina dodaje spoju preko međuprodukta koji reagira na slobodne radikale. Ova vrsta adicije može se dogoditi između radikalne i neradikalne vrste ili između dvije radikalne vrste. Osnovni koraci dodavanja slobodnih radikala uključuju inicijaciju, širenje lanca i prekid lanca.
Slika 02: Radikalna adicija HBr na alkene
Tijekom procesa inicijacije, radikalni inicijator se koristi za inicijaciju, gdje se radikalna vrsta formira iz ne-radikalskog prekursora. Tijekom procesa lančane propagacije, slobodni radikal nastoji reagirati s ne-radikalnom vrstom kako bi proizveo novu radikalnu vrstu. Posljednji korak je prekid lanca, gdje dva radikala reagiraju jedan s drugim, stvarajući neradikalnu vrstu. Uobičajen primjer ove vrste reakcije uključuje Meerwein arilaciju.
Tipično, reakcije adicije slobodnih radikala temelje se na reagensima koji imaju slabe veze tako da se mogu podvrgnuti homolizi stvarajući radikalne vrste. Kada postoje jake veze, mehanizam reakcije postaje drugačiji od uobičajenih reakcija adicije slobodnih radikala.
Koja je razlika između supstitucije slobodnih radikala i dodavanja slobodnih radikala?
Slobodni radikal može biti atom, molekula ili ion koji se sastoji od nesparenog valentnog elektrona. Ključna razlika između supstitucije slobodnih radikala i adicije slobodnih radikala je u tome što supstitucija slobodnih radikala uključuje zamjenu funkcionalne skupine drugom funkcionalnom skupinom, dok adicija slobodnih radikala uključuje dodavanje nove funkcionalne skupine molekuli.
Sljedeća slika prikazuje razlike između supstitucije slobodnih radikala i dodavanja slobodnih radikala u tabličnom obliku za usporedbu.
Sažetak – Zamjena slobodnih radikala u odnosu na dodavanje slobodnih radikala
Slobodni radikal može biti atom, molekula ili ion koji se sastoji od nesparenog valentnog elektrona. Ključna razlika između supstitucije slobodnih radikala i adicije slobodnih radikala je u tome što supstitucija slobodnih radikala uključuje zamjenu funkcionalne skupine drugom funkcionalnom skupinom, dok adicija slobodnih radikala uključuje dodavanje nove funkcionalne skupine molekuli.
