Ključna razlika med substitucijo prostih radikalov in adicijo prostih radikalov je v tem, da substitucija prostih radikalov vključuje zamenjavo funkcionalne skupine z drugo funkcionalno skupino, medtem ko adicija prostih radikalov vključuje dodajanje nove funkcionalne skupine v molekulo.
Prosti radikal je lahko atom, molekula ali ion, ki je sestavljen iz nesparjenega valenčnega elektrona. Obstajata dve glavni vrsti radikalskih reakcij: reakcije substitucije prostih radikalov in reakcije dodajanja prostih radikalov.
Kaj je prosti radikal?
Prosti radikal je lahko atom, molekula ali ion, sestavljen iz nesparjenega valenčnega elektrona. Običajno lahko ti neparni elektroni naredijo proste radikale zelo kemično reaktivne; vendar so lahko nekatere izjeme. Zaradi svoje visoke reaktivnosti se večina prostih radikalov nagiba k spontani dimerizaciji. Zato imajo zelo kratko življenjsko dobo.
Kaj je substitucija prostih radikalov?
Substitucija s prostimi radikali je vrsta substitucijske reakcije, ki vključuje proste radikale kot reaktivni intermediat. Reaktivni intermediati so kratkožive, visokoenergijske in visoko reaktivne molekule. Te molekule nastanejo med kemično reakcijo, ki se hitro pretvori v stabilnejše molekule. Poleg tega je substitucijska reakcija vrsta kemične reakcije, kjer je ena funkcionalna skupina v kemični spojini nagnjena k zamenjavi z drugo funkcionalno skupino.
Slika 01: Različni koraki pri reakcijah prostih radikalov
Zgornja slika označuje stopnje reakcij prostih radikalov na splošno; 2. in 3. stopnja se imenujeta iniciacijski reakciji, kjer s homolizo nastane prosti radikal. Homolizo lahko dosežemo s toploto ali UV svetlobo ter z uporabo radikalskih iniciatorjev, npr. organski peroksidi, azo spojine itd. Zadnji stopnji 6 in 7 sta skupaj poimenovani terminacija; tukaj se radikal nagiba k rekombinaciji z drugo radikalno vrsto. Vendar pa radikal včasih reagira še naprej, kjer pride do razmnoževanja. Širjenje je podano iz 4. in 5. koraka na zgornji sliki.
Nekateri primeri radikalnih substitucijskih reakcij vključujejo Barton-McCombiejevo deoksigenacijo, Wohl-Zieglerjevo reakcijo, Dowd-Beckwithovo reakcijo itd.
Kaj je dodatek prostih radikalov?
Adicija prostih radikalov je vrsta adicijske reakcije, pri kateri se funkcionalna skupina doda spojini prek intermediata, ki je reaktiven na proste radikale. Ta vrsta dodatka se lahko pojavi med radikalno in neradikalno vrsto ali med dvema radikalnima vrstama. Osnovni koraki dodajanja prostih radikalov vključujejo iniciacijo, širjenje verige in prekinitev verige.
Slika 02: Radikalna adicija HBr na alkene
Med postopkom iniciacije se za iniciacijo uporabi radikalski iniciator, kjer radikalska vrsta nastane iz neradikalskega prekurzorja. Med procesom širjenja verige prosti radikali reagirajo z neradikalnimi vrstami, da proizvedejo nove radikalne vrste. Zadnji korak je prekinitev verige, kjer oba radikala reagirata drug z drugim in ustvarita neradikalno vrsto. Pogost primer te vrste reakcije vključuje Meerweinovo arilacijo.
Običajno adicijske reakcije prostih radikalov temeljijo na reagentih s šibkimi vezmi, tako da so lahko podvrženi homolizi in tvorijo radikalske vrste. Ko obstajajo močne vezi, postane mehanizem reakcije drugačen od običajnih reakcij adicije prostih radikalov.
Kakšna je razlika med substitucijo prostih radikalov in dodatkom prostih radikalov?
Prosti radikal je lahko atom, molekula ali ion, sestavljen iz nesparjenega valenčnega elektrona. Ključna razlika med substitucijo prostih radikalov in adicijo prostih radikalov je v tem, da substitucija prostih radikalov vključuje zamenjavo funkcionalne skupine z drugo funkcionalno skupino, medtem ko adicija prostih radikalov vključuje dodajanje nove funkcionalne skupine k molekuli.
Naslednja slika navaja razlike med substitucijo prostih radikalov in dodajanjem prostih radikalov v obliki tabele za vzporedno primerjavo.
Povzetek – Zamenjava prostih radikalov proti dodatku prostih radikalov
Prosti radikal je lahko atom, molekula ali ion, sestavljen iz nesparjenega valenčnega elektrona. Ključna razlika med substitucijo prostih radikalov in adicijo prostih radikalov je v tem, da substitucija prostih radikalov vključuje zamenjavo funkcionalne skupine z drugo funkcionalno skupino, medtem ko adicija prostih radikalov vključuje dodajanje nove funkcionalne skupine molekuli.
