Înlocuirea radicală

O reacție de substituție radicală este o reacție de substituție chimică în care radicalii apar ca intermediari de reacție , ^[1] motiv pentru care se numește reacție „nepolară” (reacțiile „polare” sunt în schimb cele care implică prezența electrofililor sau nucleofililor ) . Reacția de substituție poate fi împărțită în următoarele trei etape: inițiere , propagare , terminare .

Este utilizat în domeniul industrial în sinteza compușilor halogenați , ca în cazul solvenților precum diclormetan și cloroform . Râncezirea grăsimilor datorată peroxidării are loc într-un mod radical.

Înlocuirea radicală

Cu titlu ilustrativ, secvențele de reacții în ceea ce privește substituția radicală între un alcan , RH, și un halogen, _X2 sunt raportate. Reacția cu fluor se desfășoară exploziv , în timp ce iodul tinde să nu reacționeze.

start

Reacția începe cu un clivaj homolitic de X ₂ , indus termic (furnizând căldură ) sau fotochimic (furnizând un cuantum $h\nu$ ${\ displaystyle h \ nu}$ ${\ displaystyle h \ nu}$ ):

\mathrm {X_{2}\longrightarrow 2\ X{\cdot }}

{\ displaystyle \ mathrm {X_ {2} \ longrightarrow 2 \ X {\ cdot}}}

{\ displaystyle \ mathrm {X_ {2} \ longrightarrow 2 \ X {\ cdot}}}

Reacția poate fi inițiată și de o moleculă care acționează ca un așa-numit inițiator radical .

Propagare

Radicalul format reacționează cu alcanul pentru a produce un radical alchil , care la rândul său va reacționa cu o moleculă de halogen pentru a forma halogenura de alchil și un radical halogen:

\mathrm {X{\cdot }+R{-}H\longrightarrow X{-}H+R{\cdot }}

{\ displaystyle \ mathrm {X {\ cdot} + R {-} H \ longrightarrow X {-} H + R {\ cdot}}}

{\ displaystyle \ mathrm {X {\ cdot} + R {-} H \ longrightarrow X {-} H + R {\ cdot}}}

\mathrm {R{\cdot }+X_{2}\longrightarrow R{-}X+X{\cdot }}

{\ displaystyle \ mathrm {R {\ cdot} + X_ {2} \ longrightarrow R {-} X + X {\ cdot}}}

{\ displaystyle \ mathrm {R {\ cdot} + X_ {2} \ longrightarrow R {-} X + X {\ cdot}}}

Odată ce faza de propagare a fost atinsă, reacția poate urma o tendință de lanț . În funcție de concentrația reactivilor , poate fi favorizat un produs monosubstituit (exces de alcan) sau un produs mai substituit (exces de halogen). Dacă există posibilitatea formării izomerilor , compusul care implică prezența unui radical mai stabil (primar <secundar <terțiar <alil <benzil) va prevala în procente. Trebuie remarcată selectivitatea ridicată a bromului .

Rezilierea

Reacția se termină atunci când apare combinația radicalilor formați. Posibilitățile sunt următoarele:

\mathrm {R{\cdot }+X{\cdot }\longrightarrow R{-}X}

{\ displaystyle \ mathrm {R {\ cdot} + X {\ cdot} \ longrightarrow R {-} X}}

{\ displaystyle \ mathrm {R {\ cdot} + X {\ cdot} \ longrightarrow R {-} X}}

\mathrm {2\ R{\cdot }\longrightarrow R{-}R}

{\ displaystyle \ mathrm {2 \ R {\ cdot} \ longrightarrow R {-} R}}

{\ displaystyle \ mathrm {2 \ R {\ cdot} \ longrightarrow R {-} R}}

\mathrm {2\ X{\cdot }\longrightarrow X_{2}}

{\ displaystyle \ mathrm {2 \ X {\ cdot} \ longrightarrow X_ {2}}}

{\ displaystyle \ mathrm {2 \ X {\ cdot} \ longrightarrow X_ {2}}}

Notă

^ Smith Michael B., March Jerry; (2007). Reacții, mecanisme și structură de chimie organică avansată (ediția a VI-a). New York: John Wiley & Sons, inc. ISBN 0-471-72091-7

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe Înlocuire radicală

Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei

[1] Smith Michael B., March Jerry; (2007). Reacții, mecanisme și structură de chimie organică avansată (ediția a VI-a). New York: John Wiley & Sons, inc. ISBN 0-471-72091-7

[1]