A fő különbség a szabad gyökös szubsztitúció és a szabad gyökös addíció között az, hogy a szabad gyökös szubsztitúció egy funkciós csoport másik funkciós csoporttal való helyettesítését jelenti, míg a szabad gyökös addíció egy új funkciós csoport hozzáadását jelenti egy molekulához.
A szabad gyök lehet atom, molekula vagy ion, amely páratlan vegyértékelektronból áll. A gyökös reakcióknak két fő típusa van: a szabad gyökös szubsztitúciós és a szabad gyökös addíciós reakció.
Mi az a szabad gyök?
A szabad gyök lehet egy páratlan vegyértékelektronból álló atom, molekula vagy ion. Általában ezek a párosítatlan elektronok a szabad gyököket kémiailag erősen reaktívvá tehetik; azonban lehet néhány kivétel. Magas reaktivitásuk miatt a legtöbb szabad gyök hajlamos spontán dimerizálódásra. Ezért nagyon rövid az élettartamuk.
Mi a szabadgyökös helyettesítés?
A szabad gyökös szubsztitúció a szubsztitúciós reakció egy fajtája, amelyben a szabad gyökök reaktív köztitermékként vesznek részt. A reaktív intermedierek rövid élettartamú, nagy energiájú és nagy reaktív molekulák. Ezek a molekulák egy kémiai reakció során képződnek, amelyek hajlamosak gyorsan stabilabb molekulákká átalakulni. Ezenkívül a szubsztitúciós reakció a kémiai reakció egy olyan fajtája, ahol egy kémiai vegyületben egy funkciós csoport hajlamos egy másik funkciós csoportra cserélni.
01. ábra: A szabadgyökök reakcióinak különböző lépései
A fenti kép a szabad gyökös reakciók lépéseit mutatja általában; a 2. és 3. lépést iniciációs reakcióknak nevezzük, ahol homolízis útján szabad gyök képződik. A homolízist hő- vagy UV-fénnyel és gyökös iniciátorokkal, pl. szerves peroxidok, azovegyületek stb. Az utolsó 6. és 7. lépést együttesen terminációnak nevezzük; itt a gyök hajlamos egy másik gyökfajjal rekombinálni. A gyök azonban néha tovább reagál ott, ahol terjed. A terjedést a fenti kép 4. és 5. lépése adja meg.
A gyökös szubsztitúciós reakciókra példa a Barton-McCombie-deoxigénezés, a Wohl-Ziegler-reakció, a Dowd-Beckwith-reakció stb.
Mi az a szabadgyökös addíció?
A szabad gyökös addíció az addíciós reakció egy fajtája, ahol egy funkciós csoportot adnak a vegyülethez egy szabad gyökös reakcióképes intermedieren keresztül. Ez a fajta addíció előfordulhat egy gyökös és egy nem gyökös faj között vagy két gyökfaj között. A szabad gyökök hozzáadásának alapvető lépései közé tartozik az iniciáció, a lánc továbbterjedése és a láncvégződés.
02. ábra: HBr radikális hozzáadása alkéneken
Az iniciációs folyamat során egy gyökös iniciátort használnak az iniciációhoz, ahol egy gyökfaj nem gyökös prekurzorból képződik. A lánc terjedési folyamata során a szabad gyökök hajlamosak reakcióba lépni egy nem gyökös fajjal, hogy új gyökfajtát hozzanak létre. Az utolsó lépés a lánclezárás, ahol a két gyök reagál egymással, és nem gyökös fajt hoz létre. Az ilyen típusú reakciók gyakori példája a Meerwein-arilezés.
A szabad gyökök addíciós reakciói jellemzően azon a reagenseken alapulnak, amelyek gyenge kötésekkel rendelkeznek, így azok homolízisen mennek keresztül, és gyököket képeznek. Erős kötések esetén a reakció mechanizmusa eltér a szokásos szabad gyök addíciós reakcióktól.
Mi a különbség a szabadgyökök helyettesítése és a szabadgyökök hozzáadása között?
A szabad gyök lehet egy páratlan vegyértékelektronból álló atom, molekula vagy ion. A fő különbség a szabad gyökös szubsztitúció és a szabad gyökös addíció között az, hogy a szabad gyökös szubsztitúció egy funkciós csoport másik funkciós csoporttal való helyettesítését jelenti, míg a szabad gyökös addíció egy új funkciós csoport hozzáadását jelenti egy molekulához.
A következő ábra táblázatos formában felsorolja a szabadgyök-helyettesítés és a szabadgyök-összeadás közötti különbségeket egymás melletti összehasonlítás céljából.
Összefoglaló – Szabad gyökök helyettesítése vs szabad gyökök hozzáadása
A szabad gyök lehet egy páratlan vegyértékelektronból álló atom, molekula vagy ion. A fő különbség a szabad gyökös szubsztitúció és a szabad gyökös addíció között az, hogy a szabad gyökös szubsztitúció egy funkciós csoport másik funkciós csoporttal való helyettesítését jelenti, míg a szabad gyökös addíció egy új funkciós csoport hozzáadását jelenti a molekulához.
