Klíčový rozdíl mezi substitucí volných radikálů a adicí volných radikálů je ten, že substituce volnými radikály zahrnuje nahrazení funkční skupiny jinou funkční skupinou, zatímco adice volných radikálů zahrnuje přidání nové funkční skupiny do molekuly.
Volný radikál může být atom, molekula nebo iont, který se skládá z nepárového valenčního elektronu. Existují dva hlavní typy radikálových reakcí: substituce volných radikálů a reakce přidání volných radikálů.
Co je volný radikál?
Volný radikál může být atom, molekula nebo iont sestávající z nepárového valenčního elektronu. Obvykle tyto nepárové elektrony mohou způsobit, že volné radikály jsou vysoce chemicky reaktivní; mohou však existovat určité výjimky. Díky své vysoké reaktivitě má většina volných radikálů tendenci spontánně dimerizovat. Mají proto velmi krátkou životnost.
Co je substituce volnými radikály?
Substituce volných radikálů je typ substituční reakce, která zahrnuje volné radikály jako reaktivní meziprodukt. Reaktivní meziprodukty jsou molekuly s krátkou životností, vysokou energií a vysoce reaktivními molekulami. Tyto molekuly se tvoří během chemické reakce, která má tendenci se rychle přeměňovat na stabilnější molekuly. Kromě toho je substituční reakce typem chemické reakce, kdy jedna funkční skupina v chemické sloučenině má tendenci být nahrazena jinou funkční skupinou.
Obrázek 01: Různé kroky v reakcích volných radikálů
Obrázek nahoře ukazuje kroky reakcí volných radikálů obecně; stupně 2 a 3 se nazývají iniciační reakce, kde se homolýzou tvoří volné radikály. Homolýzy lze dosáhnout použitím tepla nebo UV záření a použitím radikálových iniciátorů, např. organické peroxidy, azosloučeniny atd. Konečné kroky 6 a 7 jsou souhrnně pojmenovány jako terminace; zde má radikál tendenci rekombinovat se s jiným radikálním druhem. Radikál však někdy reaguje dále tam, kde dochází k šíření. Šíření je dáno z kroků 4 a 5 na obrázku výše.
Některé příklady radikálových substitučních reakcí zahrnují Barton-McCombie deoxygenaci, Wohl-Zieglerovu reakci, Dowd-Beckwithovu reakci atd.
Co je přídavek volných radikálů?
Adice volných radikálů je typ adiční reakce, kdy je funkční skupina přidána ke sloučenině prostřednictvím meziproduktu reaktivního s volnými radikály. Tento typ adice se může vyskytovat mezi radikálem a neradikálovými druhy nebo mezi dvěma radikálovými druhy. Základní kroky adice volných radikálů zahrnují iniciaci, propagaci řetězce a ukončení řetězce.
Obrázek 02: Radikální adice HBr na alkeny
Během procesu iniciace se k iniciaci používá radikálový iniciátor, kdy se z neradikálového prekurzoru vytvoří radikálový druh. Během procesu propagace řetězce má volný radikál tendenci reagovat s neradikálovými druhy za účelem produkce nových radikálových druhů. Posledním krokem je ukončení řetězce, kdy dva radikály spolu reagují a vytvářejí neradikálový druh. Běžný příklad tohoto typu reakce zahrnuje Meerweinovu arylaci.
Reakce adice volných radikálů jsou typicky založeny na reagenciích, které mají slabé vazby, takže mohou podstoupit homolýzu za vzniku radikálů. Jsou-li silné vazby, reakční mechanismus se liší od běžných adičních reakcí s volnými radikály.
Jaký je rozdíl mezi substitucí volných radikálů a přidáním volných radikálů?
Volný radikál může být atom, molekula nebo iont sestávající z nepárového valenčního elektronu. Klíčový rozdíl mezi substitucí volných radikálů a adicí volných radikálů je v tom, že substituce volných radikálů zahrnuje nahrazení funkční skupiny jinou funkční skupinou, zatímco adice volných radikálů zahrnuje přidání nové funkční skupiny do molekuly.
Následující obrázek uvádí rozdíly mezi substitucí volných radikálů a adicí volných radikálů v tabulkové formě pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – substituce volných radikálů vs přidání volných radikálů
Volný radikál může být atom, molekula nebo iont sestávající z nepárového valenčního elektronu. Klíčový rozdíl mezi substitucí volných radikálů a adicí volných radikálů je v tom, že substituce volných radikálů zahrnuje nahrazení funkční skupiny jinou funkční skupinou, zatímco adice volných radikálů zahrnuje přidání nové funkční skupiny do molekuly.
