Radikál (chémia)
Radikál (lat. radicalis, pochádzajúci z koreňa) alebo často aj voľný radikál v chémii označuje paramagnetická častica (atóm, molekula alebo ión) s jedným alebo viacerými nespárovanými elektrónmi. Pre komplexy obsahujúce ióny prechodných kovov ani pre solvatovaný elektrón sa však označenie radikál zvyčajne nepoužíva. Najjednoduchší radikál je atóm vodíka. Prvý organický voľný radikál trifenylmetyl (trityl) bol identifikovaný Mosesom Gombergom v roku 1900.[1]
Prítomnosť nespárovaného elektrónu vo valenčnej vrstve spôsobuje zvyčajnú vysokú reaktivitu radikálov. Najvýznamnejšie sú radikály v oxidačných, polymerizačných a substitučných reakciách a dôležitú úlohu hrajú aj v biochémii a biológii.
Voľný radikál
[upraviť | upraviť zdroj]Chemici v 19. storočí chápali radikál len ako skupinu atómov alebo časť molekuly, ktorá môže prejsť z jednej molekuly na inú, ale nemôže existovať samostatne. Po objavení radikálov ako častíc schopných samostatnej existencie bolo potrebné tieto častice odlíšiť od pôvodného chápania zavedením pojmu voľné radikály.[2] V súčasnosti sú voľné radikály skôr vnímané ako častice, ktoré opustili pôvodný radikálový pár resp. solvatačnú mriežku, keďže väčšina radikálov vzniká homolytickým štiepením kovalentnej väzby alebo prenosom elektrónu medzi dvomi molekulami.
Reaktivita
[upraviť | upraviť zdroj]Stabilita alkylových radikálov, analogicky k stabilite karbokatiónov, je tým vyššia čím viac je dané radikálové centrum substituované. Preto radikálové reakcie prebiehajú prednostne v smere tvorby čo najviac substituovaného radikálu:
- R3C• > R2HC• > RH2C•
Radikál môže byť taktiež stabilizovaný ak sa centrum nachádza v blízkosti funkčnej skupiny priťahujúcej elektróny ako napr. karbonylovej, nitrilovej alebo éterovej skupiny. Stabilita radikálu je tiež zvýšená, ak je nespárený elektrón konjugovaný v systéme π-elektrónov. Reaktívne radikály veľmi ochotne napádajú najmä nenasýtené zlúčeniny. Tieto môžu potom ďalej reagovať napr. s kyslíkom. Medzi najreaktívnejšie radikály patrí hydroxlový radikál HO•, ktorého účinky sa často spájajú s oxidatívnym stresom v biológii a medicíne.
Charakteristické reakcie radikálov sú radikálové substitúcie a radikálové adície. [3]
Význam voľných radikálov v biológii
[upraviť | upraviť zdroj]Medzi ďalšie reaktívne radikály zodpovedné za škody na biologických štruktúrach a spôsobujúce oxidáciu, starnutie a mutácie patria okrem hydroxylového radikálu superoxidový O2-•, peroxylový RO2•, hydroperoxylový HO2• a ďalšie. Tieto radikály patria do skupiny reaktívnych foriem kyslíka, medzi ktoré patria aj neradikálové zlúčeniny ako napr. peroxid vodíka.[4]
Účinky radikálov v živých organizmoch však nie sú iba negatívne. Oxid dusnatý, ktorý bol časopisom Science vyhlásený za molekulu roku 1992, má dôležitú funkciu ako signálna molekula u stavovcov.[5]
Referencie
[upraviť | upraviť zdroj]- ↑ M. Gomberg. An instance of trivalent carbon: triphenylmethyl. J. Am. Chem. Soc., 1900, s. 757–771. DOI: 10.1021/ja02049a006.
- ↑ F. Gerson, W. Huber. Electron Spin Resonance Spectroscopy of Organic Radicals. [s.l.] : WILEY-VCH Verlag GmbH, 2003.
- ↑ Tomris Özben. Free radicals, oxidative stress, and antioxidants: pathological and physiological significance. [s.l.] : Springer, 1998.
- ↑ H. Bayr. Reactive oxygen species. Critical Care Medicine, 2005, s. S498-S501. DOI: 10.1097/01.CCM.0000186787.64500.12.
- ↑ E. Culotta, D.E. Koshland Jr. NO news is good news. (nitric oxide; includes information about other significant advances & discoveries of 1992) (Molecule of the Year). Science, 1992, s. 1862–1864. DOI: 10.1126/science.1361684.
Externé odkazy
[upraviť | upraviť zdroj]
- Voľné radikály a oxidačný stres (slovensky)
- Čo je oxidačný stres a ako ho zvládnuť... Archivované 2008-03-13 na Wayback Machine (slovensky)
- Understanding Free Radicals and Antioxidants (anglicky)
- Free radicals and your health Archivované 2010-01-02 na Wayback Machine (anglicky)