ההבדל העיקרי בין החלפת רדיקלים חופשיים לתוספת רדיקלים חופשיים הוא שהחלפת רדיקלים חופשיים כרוכה בהחלפה של קבוצה תפקודית בקבוצה תפקודית אחרת, בעוד שהוספת רדיקלים חופשיים כרוכה בהוספת קבוצה תפקודית חדשה למולקולה.
רדיקל חופשי יכול להיות אטום, מולקולה או יון המורכבים מאלקטרון ערכיות לא מזווג. ישנם שני סוגים עיקריים של תגובות רדיקלים: החלפת רדיקלים חופשיים ותגובות הוספת רדיקלים חופשיים.
מהו רדיקל חופשי?
רדיקל חופשי יכול להיות אטום, מולקולה או יון המורכבים מאלקטרון ערכיות לא מזווג.בדרך כלל, האלקטרונים הבלתי מזווגים הללו יכולים להפוך את הרדיקלים החופשיים לתגובתי מאוד מבחינה כימית; עם זאת, יכולים להיות כמה חריגים. בשל התגובתיות הגבוהה שלהם, רוב הרדיקלים החופשיים נוטים להתעמעם באופן ספונטני. לכן, יש להם אורך חיים קצר מאוד.
מהי החלפה רדיקלית חופשית?
החלפה של רדיקלים חופשיים היא סוג של תגובת החלפה הכוללת רדיקלים חופשיים כחומר הביניים התגובתי. תוצרי ביניים תגובתיים הם מולקולות קצרות מועד, אנרגיה גבוהה ותגובתיות גבוהה. מולקולות אלו נוצרות במהלך תגובה כימית שנוטה להפוך במהירות למולקולות יציבות יותר. יתרה מכך, תגובת החלפה היא סוג של תגובה כימית שבה קבוצה תפקודית אחת בתרכובת כימית נוטה להיות מוחלפת בקבוצה תפקודית אחרת.
איור 01: שלבים שונים בתגובות רדיקליות חופשיות
התמונה לעיל מציינת את השלבים של תגובות רדיקלים חופשיים באופן כללי; שלב 2 ו-3 נקראים תגובות התחלה שבהן רדיקלים חופשיים נוצרים באמצעות הומליזה. ניתן להשיג הומוליזה באמצעות חום או אור UV ובאמצעות יוזמים רדיקליים, למשל. פרוקסידים אורגניים, תרכובות אזו וכו'. השלבים האחרונים 6 ו-7 נקראים ביחד כ-termination; כאן, הרדיקל נוטה להשתלב מחדש עם מין רדיקלי אחר. עם זאת, הרדיקל לפעמים מגיב עוד יותר היכן שמתרחשת התפשטות. ההפצה ניתנת משלבים 4 ו-5 בתמונה למעלה.
כמה דוגמאות לתגובות החלפה רדיקליות כוללות דה-חמצן של ברטון-מקומי, תגובת Wohl-Ziegler, תגובת דאוד-בקוויט וכו'.
מהי תוספת רדיקלית בחינם?
הוספת רדיקלים חופשיים היא סוג של תגובת הוספה שבה קבוצה פונקציונלית מתווספת לתרכובת דרך תוצר ביניים תגובתי של רדיקלים חופשיים.סוג זה של תוספת יכול להתרחש בין מין רדיקלי ולא רדיקלי או בין שני מינים רדיקליים. השלבים הבסיסיים של הוספת רדיקלים חופשיים כוללים התחלה, התפשטות שרשרת וסיום שרשרת.
איור 02: תוספת רדיקלית של HBr על Alkenes
במהלך תהליך החניכה, יוזם רדיקלי משמש לחניכה, כאשר מין רדיקלי נוצר ממבשר לא רדיקלי. במהלך תהליך התפשטות השרשרת, רדיקל חופשי נוטה להגיב עם זן שאינו רדיקלי על מנת לייצר זן רדיקלי חדש. השלב האחרון הוא סיום שרשרת, שבו שני הרדיקלים מגיבים זה עם זה, ויוצרים מין לא רדיקלי. דוגמה נפוצה לסוג זה של תגובה כוללת ארילציה של Meerwein.
בדרך כלל, תגובות הוספה של רדיקלים חופשיים מבוססות על ריאגנטים בעלי קשרים חלשים כך שהם יכולים לעבור הומאליזה ויוצרים מינים רדיקליים. כאשר יש קשרים חזקים, מנגנון התגובה הופך להיות שונה מתגובות הוספת רדיקלים חופשיים הרגילים.
מה ההבדל בין החלפה רדיקלית חופשית לתוספת רדיקלית חופשית?
רדיקל חופשי יכול להיות אטום, מולקולה או יון המורכבים מאלקטרון ערכיות לא מזווג. ההבדל העיקרי בין החלפת רדיקלים חופשיים לתוספת רדיקלים חופשיים הוא שהחלפת רדיקלים חופשיים כרוכה בהחלפה של קבוצה תפקודית בקבוצה תפקודית אחרת, בעוד שהוספת רדיקלים חופשיים כרוכה בהוספת קבוצה תפקודית חדשה למולקולה.
האיור הבא מפרט את ההבדלים בין החלפת רדיקלים חופשיים להוספת רדיקלים חופשיים בצורת טבלה להשוואה זה לצד זה.
סיכום – החלפה רדיקלית חופשית לעומת תוספת רדיקלית חופשית
רדיקל חופשי יכול להיות אטום, מולקולה או יון המורכבים מאלקטרון ערכיות לא מזווג. ההבדל העיקרי בין החלפת רדיקלים חופשיים לתוספת רדיקלים חופשיים הוא שהחלפת רדיקלים חופשיים כרוכה בהחלפה של קבוצה תפקודית בקבוצה תפקודית אחרת, בעוד שהוספת רדיקלים חופשיים כרוכה בהוספת קבוצה תפקודית חדשה למולקולה.
