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.
Co to jest wolny radykał?
Wolny rodnik może być atomem, cząsteczką lub jonem składającym 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 innej grupy funkcyjnej.
Rysunek 01: Różne kroki w wolnych radykalnych reakcjach
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 za pomocą ciepła lub światła UV oraz przy użyciu inicjatorów rodnikowych, m.in. nadtlenki organiczne, związki azowe 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 wolne rodniki?
Dodawanie wolnorodnikowe 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, inicjator rodnikowy jest używany do inicjacji, gdzie rodnik tworzy się z nie-rodnikowego prekursora. 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. Kiedy istnieją silne wiązania, mechanizm reakcji staje się inny niż zwykłe reakcje addycji wolnych rodników.
Jaka jest różnica między wolnymi rodnikami zastępowania a wolnymi rodnikami?
Wolny rodnik może być atomem, cząsteczką lub jonem składającym 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 a addycją wolnych rodników w formie tabelarycznej dla porównania.
Podsumowanie – Wolne radykalne zastępowanie kontra wolne rodniki
Wolny rodnik może być atomem, cząsteczką lub jonem składającym 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.
