Radikálová substitúcia

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Verzia z 21:16, 4. apríl 2013, ktorú vytvoril Addbot (diskusia | príspevky) (Bot: Odstránenie 8 odkazov interwiki, ktoré sú teraz dostupné na Wikiúdajoch (d:q902198))

Radikálové reakcie nie sú bežné ako polárne reakcie avšak sú dôležité pri niektorých priemyselných procesoch a v početných bioprocesoch. Radikály sú vysoko reaktívne, pretože obsahujú atóm s nepárnym počtom elektrónov (zvyčajne 7) na valenčnej vrstve, skôr než stabilný oktet. Radikál môže dosiahnuť oktet niekoľkými spôsobmi. Napríklad radikál môže vziať elektrón z iného reaktantu a pritom vznikne druhý radikál. Výsledkom je radikálová adícia alebo substitúcia. Radikálová substitúcia je substitučná reakcia zahŕňajúca voľné radikály ako reaktívny medziprodukt.

Radikalova substitucia

Reakčný mechanizmus

Postupuje podľa 3 krokov reakčného mechanizmu: Inicácia, Propagácia, Terminácia. [1]

Ukážeme si na príklade reakcie chlórmetánu CH3Cl.

Iniciácia

Ožiarenie UV svetlom začne reakciu štiepením relatívne slabej väzby Cl-Cl malého počtu molekúl chlóru Cl2 za vzniku reaktívnych chloridových radikálov •Cl. [1]

Iniciacia

Propagácia

Chloridové radikály napádajú molekuly metánu odoberajúc radikálovo atóm vodíka za vzniku metylového radikálu •CH3. Tieto metylové radikály reagujú s molekulou chlóru v druhom kroku propagácie za vzniku chlórmetánu a chloridového radikálu. Tento cyklus sa vracia k prvému kroku. Keď raz je tento sled iniciovaný, udržiava sa cyklus opakujúcich sa krokov- reťazovej reakcie. [2]

Propagacia

Terminácia

Občas sa stane, že 2 radikály sa stretnú a vytvoria tak stabilný produkt. Keď sa tak stane, cyklus je zastavený a reťazec ukončený. Tento krok nie je veľmi častý, pretože koncentrácia v tomto momente je veľmi malá. Takže šanca, že sa 2 radikály stretnú je tiež veľmi malá. [2]

Terminacia

Reakcie

V radikálovej substitúcii halogénov reagujú radikály halogénov s uhľovodíkmi. K dôležitým radikálovým substitúciám patrí aj radikálová substitúcia arylov. Mnoho oxidácií a redukcií v organickej chémii je na princípe radikálovej substitúcie, napr. oxidácia aldehydov na karboxylové kyseliny za katalýzy kyselinou chrómovou.

Niektoré menné reakcie sú:


Biologický význam

Príkladom je syntéza vitamínu D, ktorý sa tvorí v koži pôsobením slnečného žiarenia z provitamínu 7-dehydrocholesterolu, derivátu cholesterolu. Ultrafialové žiarenie štiepi B jadro zlúčeniny za vzniku cholekalciferolu, teda vitamínu D3.

Ako príklad uvediem tiež syntézu prostaglandínov- obrovskej skupiny látok obsiahnutých vo všetkých tkanivách a telových tekutinách. Množstvo liečiv je založených na derivátoch prostaglandínov, napríklad lieky vyvolávajúce prácu (posiľujúce matku) pri pôrode, redukujúce vnútrobunkový tlak v glaukóme, kontrolujúce astmu a kontrolujúce vrodené srdcové defekty. Biosyntéza prostaglandínu je iniciovaná odobratím vodíka kyseline arachidónovej železno-kyslíkatým radikálom generujúcim nový uhlíkový radikál v radikálovej substitúcii. [2]

Syntéza prostaglandínu

Potom uhlíkový radikál reaguje s molekulou kyslíka O2 za vzniku kyslíkového radikálu, ktorý reaguje s väzbou C=C tej istej molekuly v radikálovej adícii. Niektoré ďalšie transformácie vytvoria prostaglandín H2. [3]

Pozri aj

Referencie

  1. a b MCMURRY, John. Organic chemistry. 6. vyd. [s.l.] : [s.n.]. ISBN 978-80-214-3291-8. S. 140.
  2. a b c MCMURRY, John. Organic chemistry. 6. vyd. [s.l.] : [s.n.]. ISBN 978-80-214-3291-8. S. 141.
  3. MCMURRY, John. Organic chemistry. 6. vyd. [s.l.] : [s.n.]. ISBN 978-80-214-3291-8. S. 142.