Reacción de radicales libres
Una reacción de radicales libres es cualquier reacción química que involucra radicales libres . Este tipo de reacción es abundante en las reacciones orgánicas . Dos estudios pioneros sobre las reacciones de radicales libres han sido el descubrimiento del radical trifenilmetilo por Moses Gomberg (1900) y el experimento del espejo de plomo [1] descrito por Friedrich Paneth en 1927. En este último experimento, el tetrametilplomo se descompone a temperaturas elevadas en radicales metilo y plomo elemental en un tubo de cuarzo . Los radicales metilo gaseosos se mueven a otra parte de la cámara en un gas portador donde reaccionan con el plomo en una película de espejo que desaparece lentamente.
Cuando las reacciones radicales forman parte de la síntesis orgánica , los radicales suelen generarse a partir de iniciadores radicales como peróxidos o compuestos azobis. Muchas reacciones radicales son reacciones en cadena con un paso de iniciación de la cadena , un paso de propagación de la cadena y un paso de terminación de la cadena . Los inhibidores de la reacción ralentizan una reacción radical y la desproporción radical es una reacción competitiva. Las reacciones radicales ocurren con frecuencia en la fase gaseosa, a menudo se inician por la luz, rara vez son catalizadas por ácidos o bases y no dependen de la polaridad del medio de reacción. [2] Las reacciones también son similares ya sea en la fase gaseosa o en la fase de solución. [3]
Cinética
La cinética química de una reacción radical depende de todas estas reacciones individuales. En estado estacionario, las concentraciones de especies iniciadoras (I . ) y terminales T . son insignificantes y la velocidad de iniciación y la velocidad de terminación son iguales. La velocidad de reacción total se puede escribir como: [4]
![{\displaystyle \ {\text{tasa}}=k_{\text{obs}}[I]^{3/2}\,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2d7469aa73ce024cef4f7dfb148339d6bb16253c)
con una dependencia de orden roto de 1,5 con respecto a la especie iniciadora.
La reactividad de diferentes compuestos hacia un radical determinado se mide en los llamados experimentos de competencia. Los compuestos que tienen enlaces carbono-hidrógeno reaccionan con los radicales en el orden primario < secundario < terciario < bencilo < alilo, lo que refleja el orden en la energía de disociación del enlace C-H [4]
Muchos efectos estabilizadores pueden explicarse como efectos de resonancia , un efecto específico de los radicales es el efecto captodativo .
Reacciones
Los tipos de reacciones más importantes que involucran radicales libres son: [ cita requerida ]
- Sustitución de radicales libres , por ejemplo, halogenación y autooxidación por radicales libres .
- Reacciones de adición de radicales libres
- Reacciones de radicales libres intramoleculares (sustitución o adición) como la reacción de Hofmann-Löffler o la reacción de Barton
- Las reacciones de reordenamiento de radicales libres son raras en comparación con los reordenamientos que involucran carbocationes y están restringidas a migraciones de arilo .
- Reacciones de fragmentación u homólisis , como por ejemplo la reacción de Norrish , la reacción de Hunsdiecker y ciertas descarboxilaciones . Para las fragmentaciones que tienen lugar en la espectrometría de masas, véase análisis del espectro de masas .
- Transferencia de electrones . Un ejemplo es la descomposición de ciertos perésteres por Cu(I) , que es una reacción de reducción de un electrón que forma Cu(II), un radical alcoxi de oxígeno y un carboxilato . Otro ejemplo es la electrólisis de Kolbe .
- La sustitución aromática nucleofílica radical es un caso especial de sustitución aromática nucleofílica .
- Reacciones de acoplamiento carbono-carbono, por ejemplo reacciones de acoplamiento mediadas por manganeso .
- Reacciones de eliminación
Los radicales libres pueden formarse por reacción fotoquímica y reacción de fisión térmica o por reacción de oxidación-reducción. Las reacciones específicas que involucran radicales libres son la combustión , la pirólisis y el craqueo . [5] Las reacciones de radicales libres también ocurren dentro y fuera de las células, son dañinas y han sido implicadas en una amplia gama de enfermedades humanas (ver ácido 13-hidroxioctadecadienoico , ácido 9-hidroxioctadecadienoico , especies reactivas de oxígeno y estrés oxidativo ), así como muchas de las enfermedades asociadas con el envejecimiento (ver envejecimiento ). [6] [7] [8]
Véase también
Referencias
- ^ Über die Darstellung von freiem Mmethyl Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (Series A y B) Volumen 62, Número 5, páginas 1335–47 Fritz Paneth, Wilhelm Hofeditz doi :10.1002/cber.19290620537
- ^ Reacción de radicales libres – del libro El mundo de la química de Eric Weisstein
- ^ March, Jerry (1985), Química orgánica avanzada: reacciones, mecanismos y estructura, 3.ª edición, Nueva York: Wiley, ISBN 9780471854722, OCLC 642506595
- ^ ab Química orgánica avanzada FA Carey RJ Sundberg ISBN 0-306-41198-9
- ^ Robert T. Morrison, Robert N. Boyd y Robert K. Boyd, Química orgánica, sexta edición (Benjamin Cummings), 1992, ISBN 0-13-643669-2
- ^ Free Radic Biol Med. 1 de agosto de 2006;41(3):362–87
- ^ Mol Biotechnol. Septiembre de 2007;37(1):5–12
- ^ Biochim Biophys Acta. Febrero de 2014;1840(2):809–17. doi: 10.1016/j.bbagen.2013.03.020
