Der Hauptunterschied zwischen radikalischer Substitution und radikalischer Addition besteht darin, dass bei der radikalischen Substitution eine funktionelle Gruppe durch eine andere funktionelle Gruppe ersetzt wird, während bei der radikalischen Addition eine neue funktionelle Gruppe an ein Molekül hinzugefügt wird.
Ein freies Radikal kann ein Atom, Molekül oder Ion sein, das aus einem ungepaarten Valenzelektron besteht. Es gibt zwei Hauptarten von Radikalreaktionen: radikalische Substitution und radikalische Additionsreaktionen.
Was ist ein freies Radikal?
Ein freies Radikal kann ein Atom, Molekül oder Ion sein, das aus einem ungepaarten Valenzelektron besteht. Normalerweise können diese ungepaarten Elektronen die freien Radikale chemisch hoch reaktiv machen; es kann jedoch einige Ausnahmen geben. Aufgrund ihrer hohen Reaktivität neigen die meisten freien Radikale dazu, spontan zu dimerisieren. Daher haben sie eine sehr kurze Lebensdauer.
Was ist die Substitution durch freie Radikale?
Freiradikalische Substitution ist eine Art von Substitutionsreaktion, an der freie Radikale als reaktives Zwischenprodukt beteiligt sind. Reaktive Zwischenprodukte sind kurzlebige, energiereiche und hochreaktive Moleküle. Diese Moleküle bilden sich während einer chemischen Reaktion, die dazu neigt, sich schnell in stabilere Moleküle umzuwandeln. Darüber hinaus ist eine Substitutionsreaktion eine Art chemische Reaktion, bei der eine funktionelle Gruppe in einer chemischen Verbindung dazu neigt, durch eine andere funktionelle Gruppe ersetzt zu werden.
Abbildung 01: Verschiedene Schritte in Reaktionen mit freien Radikalen
Das obige Bild zeigt die Schritte von Radikalreaktionen im Allgemeinen; Schritt 2 und 3 werden als Initiationsreaktionen bezeichnet, bei denen sich durch Homolyse freie Radikale bilden. Die Homolyse kann unter Verwendung von Wärme oder UV-Licht und unter Verwendung von radikalischen Initiatoren, z. organische Peroxide, Azoverbindungen usw. Die abschließenden Schritte 6 und 7 werden gemeinsam als Terminierung bezeichnet; hier neigt das Radikal dazu, sich mit einer anderen Radikalart zu rekombinieren. Das Radikal reagiert jedoch manchmal dort weiter, wo eine Ausbreitung stattfindet. Die Ausbreitung ergibt sich aus den Schritten 4 und 5 im obigen Bild.
Einige Beispiele für radikalische Substitutionsreaktionen umfassen Barton-McCombie-Desoxygenierung, Wohl-Ziegler-Reaktion, Dowd-Beckwith-Reaktion usw.
Was ist die Addition freier Radikale?
Radikalische Addition ist eine Art Additionsreaktion, bei der eine funktionelle Gruppe über ein radikalisch reaktives Zwischenprodukt an eine Verbindung hinzugefügt wird. Diese Art der Addition kann zwischen einem Radikal und einer Nicht-Radikal-Spezies oder zwischen zwei Radikal-Spezies stattfinden. Die grundlegenden Schritte der Addition freier Radikale umfassen die Initiierung, Kettenfortpflanzung und Kettenterminierung.
Abbildung 02: Radikalische Addition von HBr an Alkene
Während des Initiierungsprozesses wird ein radikalischer Initiator für die Initiierung verwendet, wobei sich eine radikalische Spezies aus einem nicht-radikalischen Vorläufer bildet. Während des Kettenfortpflanzungsprozesses neigt ein freies Radikal dazu, mit einer Nicht-Radikal-Spezies zu reagieren, um eine neue Radikal-Spezies zu erzeugen. Der letzte Schritt ist der Kettenabbruch, bei dem die beiden Radikale miteinander reagieren und eine nicht-radikalische Spezies erzeugen. Ein gängiges Beispiel für diesen Reaktionstyp ist die Meerwein-Arylierung.
Typischerweise basieren Additionsreaktionen freier Radikale auf Reagenzien mit schwachen Bindungen, so dass sie einer Homolyse unter Bildung von Radikalspezies unterzogen werden können. Wenn starke Bindungen vorhanden sind, unterscheidet sich der Reaktionsmechanismus von üblichen radikalischen Additionsreaktionen.
Was ist der Unterschied zwischen der Substitution durch freie Radikale und der Addition durch freie Radikale?
Ein freies Radikal kann ein Atom, Molekül oder Ion sein, das aus einem ungepaarten Valenzelektron besteht. Der Hauptunterschied zwischen radikalischer Substitution und radikalischer Addition besteht darin, dass bei der radikalischen Substitution eine funktionelle Gruppe durch eine andere funktionelle Gruppe ersetzt wird, während bei der radikalischen Addition eine neue funktionelle Gruppe an ein Molekül hinzugefügt wird.
Die folgende Abbildung listet die Unterschiede zwischen radikalischer Substitution und radikalischer Addition in tabellarischer Form zum direkten Vergleich auf.
Zusammenfassung – Substitution durch freie Radikale vs. Addition durch freie Radikale
Ein freies Radikal kann ein Atom, Molekül oder Ion sein, das aus einem ungepaarten Valenzelektron besteht. Der Hauptunterschied zwischen radikalischer Substitution und radikalischer Addition besteht darin, dass bei der radikalischen Substitution eine funktionelle Gruppe durch eine andere funktionelle Gruppe ersetzt wird, während bei der radikalischen Addition eine neue funktionelle Gruppe an ein Molekül hinzugefügt wird.
