ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ

Поскольку для алканов типичны реакции с участием свободных радикалов, следует более подробно рассмотреть свойства и реакционную способность этих частиц.

Свободный радикал представляет собой частицу, содержащую у одного из атомов неспаренный электрон, т.е. орбиталь, занятую одним электроном.

Радикалы образуются под действием: 1) высоких температур; 2) видимого или ультрафиолетового света (фотолиз); 3) излучений с высокой энергией (радиолиз); 4) химической энергии (окислительно-восстановительные реакции); 5) механической энергии (виброразмол, ультразвук).

Радикалы – очень реакционноспособные частицы, так как стремятся использовать свой потенциал для образования связи. Их условно можно разделить на две группы: стабильные и нестабильные радикалы. Нестабильные свободные радикалы (короткоживущие) характеризуются рядом признаков: 1) коротким периодом жизни, который измеряется часто тысячными долями секунды; 2) крайне высокой реакционной способностью. Стабильные свободные радикалы относительно долго живут (некоторые существуют даже в свободном состоянии), и их реакционная способность ниже, чем нестабильных радикалов.

Основные типы химических превращений свободных радикалов следующие.

1. Реакции с потерей радикальных свойств:

а) реакция рекомбинации

б) реакция диспропорционирования

В этой реакции происходит миграция водорода от одного радикала к другому, в результате чего образуются алкен и алкан.

2. Реакции с передачей радикальных свойств:

а) реакция присоединения к кратной связи

б) реакция отщепления водорода

в) реакция α, β-расщепления (β-распад)

Распад всегда идет по α, β-связи по отношению к атому со свободным электроном.

г) реакция изомеризации – менее стабильный радикал изомеризуется в более стабильный

 

Свободнорадикальные реакции характеризуются рядом признаков, отличающих их от ионных реакций: 1) инициируются светом, высокой температурой или свободными радикалами, образующимися при разложении других веществ; 2) идут в основном в газовой фазе, если в растворе, то в неполярных растворителях; 3) не катализируются ни кислотами, ни основаниями; 4) тормозятся ингибиторами – веществами, способными реагировать со свободными радикалами; 5) имеют, как правило, индукционный период и 6) часто являются цепными процессами.

 

АЛКАНЫ В ПРИРОДЕ

 

Химическая инертность алканов обусловила их биологическую инертность. Алканы не являются ядами и не вступают в биохимические реакции в организме человека. Очищенные высшие алканы (минеральное вазелиновое масло) применяют поэтому даже в медицинских целях как слабительное (при этом алканы не перевариваются, а действуют как смазка). В то же время химическая инертность алканов делает их опасными в экологическом отношении; прежде всего опасны загрязнения нефтью, поскольку длительное время эти загрязнения не разлагаются.

Являясь, в целом, биологически инертными, алканы тем не менее способны к воздействию на некоторые живые организмы. Известен ряд алканов, выступающих в качестве ферромонов – химических веществ, обеспечивающих общение насекомых. Например, 2-метил-гептадекан

является секс-аттрактантом тигрового мотыля.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: