Ключевое различие между свободнорадикальным замещением и свободнорадикальным добавлением заключается в том, что свободнорадикальное замещение включает замену функциональной группы другой функциональной группой, тогда как свободнорадикальное добавление включает добавление новой функциональной группы к молекуле.
Свободный радикал может быть атомом, молекулой или ионом, состоящим из неспаренного валентного электрона. Существует два основных типа радикальных реакций: реакции свободнорадикального замещения и реакции присоединения свободных радикалов.
Что такое свободный радикал?
Свободный радикал может быть атомом, молекулой или ионом, состоящим из неспаренного валентного электрона. Обычно эти неспаренные электроны могут придавать свободным радикалам высокую химическую активность; однако могут быть некоторые исключения. Из-за своей высокой реакционной способности большинство свободных радикалов склонны к спонтанной димеризации. Поэтому у них очень короткий срок службы.
Что такое радикальное замещение?
Свободнорадикальное замещение представляет собой тип реакции замещения, в которой свободные радикалы являются реакционноспособным промежуточным продуктом. Реакционноспособные промежуточные соединения представляют собой короткоживущие, высокоэнергетические и высокореакционноспособные молекулы. Эти молекулы образуются во время химической реакции, которая имеет тенденцию быстро превращаться в более стабильные молекулы. Более того, реакция замещения - это тип химической реакции, при которой одна функциональная группа в химическом соединении имеет тенденцию замещаться другой функциональной группой.
Рисунок 01: Различные этапы свободнорадикальных реакций
На приведенном выше изображении показаны этапы свободнорадикальных реакций в целом; стадии 2 и 3 называются реакциями инициирования, в которых свободные радикалы образуются в результате гомолиза. Гомолиз может быть достигнут с помощью нагревания или УФ-излучения, а также с использованием радикальных инициаторов, т.е. органические пероксиды, азосоединения и т. д. Заключительные стадии 6 и 7 вместе называются обрывом; здесь радикал имеет тенденцию к рекомбинации с другим радикалом. Однако радикал иногда реагирует дальше, когда происходит распространение. Распространение дано из шагов 4 и 5 на изображении выше.
Некоторые примеры реакций радикального замещения включают деоксигенацию Бартона-МакКомби, реакцию Воль-Циглера, реакцию Дауда-Беквита и т.д.
Что такое свободные радикалы?
Свободнорадикальное присоединение - это тип реакции присоединения, при котором функциональная группа добавляется к соединению через промежуточное соединение, реагирующее со свободными радикалами. Этот тип присоединения может происходить между радикалом и нерадикалом или между двумя радикалами. Основные этапы присоединения свободных радикалов включают инициацию, продолжение цепи и обрыв цепи.
Рисунок 02: Радикальное присоединение HBr к алкенам
Во время процесса инициации для инициации используется радикальный инициатор, где радикальные частицы образуются из нерадикального предшественника. В процессе роста цепи свободный радикал имеет тенденцию вступать в реакцию с нерадикальными частицами с образованием новых радикальных частиц. Последним этапом является обрыв цепи, когда два радикала реагируют друг с другом, создавая нерадикальные частицы. Типичный пример реакции этого типа включает арилирование по Меервейну.
Обычно реакции присоединения свободных радикалов основаны на реагентах, имеющих слабые связи, поэтому они могут подвергаться гомолизу с образованием радикалов. При наличии прочных связей механизм реакции становится отличным от обычных реакций присоединения свободных радикалов.
В чем разница между свободным радикальным замещением и свободным радикальным добавлением?
Свободный радикал может быть атомом, молекулой или ионом, состоящим из неспаренного валентного электрона. Ключевое различие между свободнорадикальным замещением и свободнорадикальным добавлением заключается в том, что свободнорадикальное замещение включает замену функциональной группы другой функциональной группой, тогда как свободнорадикальное добавление включает в себя добавление новой функциональной группы к молекуле.
На следующем рисунке перечислены различия между заменой свободных радикалов и добавлением свободных радикалов в табличной форме для параллельного сравнения.
Резюме – Свободнорадикальное замещение против свободнорадикального добавления
Свободный радикал может быть атомом, молекулой или ионом, состоящим из неспаренного валентного электрона. Ключевое различие между свободнорадикальным замещением и свободнорадикальным добавлением заключается в том, что свободнорадикальное замещение включает замену функциональной группы другой функциональной группой, тогда как свободнорадикальное добавление включает в себя добавление новой функциональной группы к молекуле.
