Radikálová substituce

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Radikálové reakce nejsou běžné jako polární reakce, avšak jsou důležité při některých průmyslových procesech a v četných biologických procesech. Radikály jsou vysoce reaktivní, protože obsahují atom s lichým počtem elektronů (obvykle 7) ve valenční vrstvě, spíše než stabilní oktet. Radikál může dosáhnout oktetu několika způsoby. Například může vzít elektron z jiného reaktantu a přitom vznikne druhý radikál. Výsledkem je radikálová adice nebo substituce. Radikálová substituce je substituční reakce zahrnující volné radikály jako reaktivní meziprodukt.

Radikálová substituce

Reakční mechanismus[editovat | editovat zdroj]

Postupuje podle 3 kroků reakčního mechanismu: iniciace, propagace, terminace. [1]

Příkladem může být reakce chlormethanu CH3Cl.

Iniciace[editovat | editovat zdroj]

Ozáření ultrafialovým zářením začne reakci štěpením relativně slabé vazby Cl-Cl malého počtu molekul chloru Cl2 za vzniku reaktivních radikálů chloru • Cl. [1]

Iniciace

Propagace[editovat | editovat zdroj]

Chloridové radikály napadají molekuly methanu odebírající radikálový atom vodíku za vzniku methylového radikálu • CH3. Tyto methylové radikály reagují s molekulou chloru ve druhém kroku propagace za vzniku chlormethanu a radikálu chloru. Tento cyklus se vrací k prvnímu kroku. Když je jednou tento sled spuštěn, udržuje se cyklus opakujících se kroků řetězové reakce. [2]

Propagace

Terminace[editovat | editovat zdroj]

Občas se stane, že se setkají 2 radikály a vytvoří tak stabilní produkt. Když se tak stane, cyklus je zastaven a řetězec ukončen. Tento krok není velmi častý, protože koncentrace v tomto okamžiku je velmi malá, takže šance, že se 2 radikály setkají je také velmi malá. [2]

Terminace

Reakce[editovat | editovat zdroj]

V radikálové substituci halogenů reagují radikály halogenů s uhlovodíky. K důležitým radikálovým substitucím patří i radikálové substituce arylů. Mnoho oxidací a redukcí v organické chemii je na principu radikálové substituce, např. oxidace aldehydů na karboxylové kyseliny za katalýzy kyselinou chromovou.

Některé významné reakce jsou:

Biologický význam[editovat | editovat zdroj]

Příkladem radikálové substituce je syntéza vitamínu D, který se tvoří v kůži působením slunečního zářeníprovitaminu 7-dehydrocholesterolu, derivátu cholesterolu. Ultrafialové záření štěpí B jádro sloučeniny za vzniku cholekalciferolu, tedy vitamínu D3.

Jako příklad lze uvést také syntézu prostaglandinů- velké skupiny látek obsažených ve všech tkáních a tělních tekutinách. Množství léčiv je založených na derivátech prostaglandinů, například léky vyvolávající práci (posilující matku) při porodu, redukující nitrobuněčný tlakglaukomu, kontrolující astma a kontrolující vrozené srdeční defekty. Biosyntéza prostaglandinu je iniciována odebráním vodíku kyselině arachidonové železno-kyslíkatými radikály generujícím nový uhlíkový radikál v radikálové substituci. [2]

Syntéza prostaglandinu

Potom uhlíkový radikál reaguje s molekulou kyslíku O2 za vzniku kyslíkového radikálu, který reaguje s vazbou C=C téže molekuly. Některé další transformace vytvoří prostaglandin H2. [3]

Synteza prostaglandinu3.png

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Radikálová substitúcia na slovenské Wikipedii.

  1. a b McMurry, John. Organic chemistry, 6, 140. ISBN 978-80-214-3291-8. 
  2. a b c McMurry, John. Organic chemistry, 6, 141. ISBN 978-80-214-3291-8. 
  3. McMurry, John. Organic chemistry, 6, 142. ISBN 978-80-214-3291-8. 

Související články[editovat | editovat zdroj]