Organik kimyadaki tüm radikaller. Reaksiyon kinetiğinin incelenmesi

giriiş

1. Doymuş hidrokarbonlar

1.1. Doymuş düz zincirli bileşikler

1.1.1. Tek değerlikli radikaller

1.2. Bir ikame ediciye sahip doymuş dallanmış bileşikler

1.3. Birkaç ikame ediciye sahip doymuş dallı bileşikler

2. Doymamış hidrokarbonlar

2.1. Bir çift bağa sahip doymamış düz hidrokarbonlar (alkenler)

2.2. Bir üçlü bağa sahip doymamış düz hidrokarbonlar (alkinler)

2.3. Doymamış dallanmış hidrokarbonlar

3. Döngüsel hidrokarbonlar

3.1. Alifatik hidrokarbonlar

3.2. Aromatik hidrokarbonlar

3.3. Heterosiklik bileşikler

4. Fonksiyonel gruplar içeren hidrokarbonlar

4.1. Alkoller

4.2. Aldehitler ve ketonlar 18

4.3. Karboksilik asitler 20

4.4. Esterler 22

4.4.1. Eterler 22

4.4.2. Esterler 23

4.5. Aminler 24

5. Çeşitli fonksiyonel gruplara sahip organik bileşikler 25

Edebiyat

giriiş

Organik bileşiklerin bilimsel sınıflandırması ve isimlendirilmesi, organik bileşiklerin kimyasal yapısı teorisinin A.M. Butlerov.

Tüm organik bileşikler aşağıdaki ana seriye ayrılır:

Asiklik - bunlara alifatik veya yağlı bileşikler de denir. Bu bileşikler açık bir karbon atomu zincirine sahiptir.

Bunlar şunları içerir:

1. Sınır (doymuş)
2. Doymamış (doymamış)

Döngüsel - bir halkada kapalı bir atom zincirine sahip bileşikler. Bunlar şunları içerir:

1. 1. Karbosiklik (izosiklik) - halka sistemi yalnızca karbon atomları içeren bileşikler:
   a) alisiklik (sınırlı ve doymamış);
   b) aromatik.
2. Heterosiklik - halka sistemi karbon atomuna ek olarak diğer elementlerin atomlarını da içeren bileşikler - heteroatomlar (oksijen, nitrojen, kükürt vb.)

Şu anda, organik bileşikleri adlandırmak için üç tür isimlendirme kullanılmaktadır: önemsiz, rasyonel ve sistematik isimlendirme - IUPAC isimlendirme (IUPAC) - Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği).

Önemsiz (tarihsel) isimlendirme, organik kimyanın gelişiminin başlangıcında, organik bileşiklerin yapısına ilişkin herhangi bir sınıflandırma veya teori olmadığında ortaya çıkan ilk isimlendirmedir. Organik bileşiklere kaynaklarına (oksalik asit, malik asit, vanilin), renk veya kokularına (aromatik bileşikler) ve daha az sıklıkla kimyasal özelliklerine (parafinler) göre rastgele isimler verildi. Bu tür isimlerin çoğu bugün hala sıklıkla kullanılmaktadır. Örneğin: üre, toluen, ksilen, indigo, asetik asit, bütirik asit, valerik asit, glikol, alanin ve diğerleri.

Rasyonel isimlendirme - Bu isimlendirmeye göre, belirli bir homolog serinin en basit (genellikle ilk) üyesinin adı genellikle bir organik bileşiğin adı için temel alınır. Diğer tüm bileşikler, içindeki hidrojen atomlarının hidrokarbon veya diğer radikallerle (örneğin: trimetilasetik aldehit, metilamin, kloroasetik asit, metil alkol) değiştirilmesiyle oluşan bu bileşiğin türevleri olarak kabul edilir. Şu anda, bu tür bir isimlendirme yalnızca bağlantı hakkında özellikle net bir fikir verdiği durumlarda kullanılmaktadır.

Sistematik isimlendirme - IUPAC isimlendirmesi - Uluslararası Birleşik Kimyasal İsimlendirme. Sistematik isimlendirme, organik bileşiklerin yapısı ve sınıflandırılmasına ilişkin modern teoriye dayanır ve isimlendirmenin ana sorununu çözmeye çalışır: her organik bileşiğin adı, fonksiyonların (ikame edicilerin) doğru adlarını ve hidrokarbonun ana iskeletini içermelidir. ve adın tek doğru yapısal formülü yazmak için kullanılabilecek şekilde olması gerekir.

Uluslararası bir isimlendirme oluşturma süreci 1892'de başladı ( Cenevre terminolojisi), 1930'da devam etti ( Liege terminolojisi), 1947'den bu yana, daha fazla gelişme, IUPAC komisyonunun organik bileşiklerin isimlendirilmesine ilişkin faaliyetleriyle ilişkilidir. Yıllar geçtikçe yayınlanan IUPAC kuralları 1979 yılında “ mavi kitap". IUPAC komisyonu, görevinin yeni, birleşik bir isimlendirme sistemi oluşturmak değil, mevcut uygulamayı düzene koymak ve "düzenlemek" olduğunu düşünüyor. Bunun sonucu, IUPAC kurallarında çeşitli terminoloji sistemlerinin ve dolayısıyla aynı madde için kabul edilebilir birçok ismin bir arada bulunmasıdır. IUPAC kuralları aşağıdaki sistemlere dayanmaktadır: ikame, radikal-işlevsel, katkı (bağlayıcı), değiştirme terminolojisi vb.

İÇİNDE değiştirme terminolojisi isim bir hidrokarbon fragmanına dayanmaktadır ve diğerleri hidrojen ikame edicileri olarak kabul edilir (örneğin, (C6H5)3CH - trifenilmetan).

İÇİNDE radikal fonksiyonel isimlendirme Ad, organik radikalin adının eklendiği bileşiğin kimyasal sınıfını belirleyen karakteristik fonksiyonel grubun adına dayanmaktadır, örneğin:

C2H5OH - etil alkol;

C2H5Cl - etil klorür;

CH3 –O–C2H5 - metil etil eter;

CH3 –CO–CH = CH2 - metilvinil keton.

İÇİNDE bağlantı terminolojisi isim birkaç eşit parçadan oluşur (örneğin, C 6 H 5 –C 6 H 5 bifenil) veya bağlı atomların adlarının ana yapının adına eklenmesiyle (örneğin, 1,2,3,4-) tetrahidronaftalin, hidrosinnamik asit, etilen oksit, stiren diklorür).

Moleküler zincirde karbon olmayan atomlar (heteroatomlar) olduğunda ikame isimlendirme kullanılır: bu atomların “a” (a-isimlendirme) ile biten Latince isimlerinin kökleri, sonuçta ortaya çıkacak tüm yapının isimlerine eklenir. heteroatomlar yerine karbon olsaydı (örneğin, CH3 –O–CH2 –CH2 –NH–CH2 –CH2 –S–CH3 2-oksa-8-thia-5-azanonane).

IUPAC sistemi dünyada genel olarak tanınmaktadır ve yalnızca ülke dilinin gramerine göre uyarlanmaktadır. IUPAC sistemini daha az yaygın olan molekül türlerine uygulamaya yönelik kuralların tamamı uzun ve karmaşıktır. Burada sadece sistemin temel içerikleri sunulmaktadır ancak bu, sistemin kullanıldığı bağlantıların isimlendirilmesine olanak sağlar.

1. DOYGUN HİDROKARBONLAR

1.1. Doymuş dallanmamış bileşikler

İlk dört doymuş hidrokarbonun isimleri önemsizdir (tarihsel isimler) - metan, etan, propan, bütan. Beşinciden başlayarak isimler, moleküldeki karbon atomu sayısına karşılık gelen Yunan rakamlarıyla "" son ekinin eklenmesiyle oluşturulur. -BİR", kök Latin rakamı "nona" olduğunda "dokuz" sayısı hariç.

Tablo 1. Doymuş hidrokarbonların adları

1.1.1. Tek değerlikli radikaller

Doymuş dallanmamış doymuş hidrokarbonlardan hidrojenin terminal karbon atomundan çıkarılmasıyla oluşan tek değerlikli radikallere "ekinin değiştirilmesi" denir. -BİR"son ekiyle hidrokarbon adına" –IL".

Serbest değerliğe sahip karbon atomu bir sayı alır mı? Bu radikallere denir normal veya dallanmamış alkiller:

CH3 – - metil;

CH3 –CH2 –CH2 –CH2 – - bütil;

CH3 –CH2 –CH2 –CH2 –CH2 –CH2 – - heksil.

Tablo 2. Hidrokarbon radikallerinin adları

1.2. Bir ikame ediciye sahip doymuş dallanmış bileşikler

Bireysel isimlerdeki alkanlara yönelik IUPAC isimlendirmesi, Cenevre isimlendirme prensibini korur. Bir alkan adlandırılırken, belirli bir bileşikteki (ana zincir) en uzun karbon zincirine karşılık gelen hidrokarbonun adından başlanır ve daha sonra bu ana zincire bitişik radikaller gösterilir.

Ana karbon zinciri öncelikle en uzun olmalıdır ve ikinci olarak eşit uzunlukta iki veya daha fazla zincir varsa en dallı olanı seçilir.

*Doymuş dallanmış bileşikleri adlandırmak için en uzun karbon atomu zincirini seçin:

* Seçilen zincir Arap rakamlarıyla bir uçtan diğer uca numaralandırılır ve numaralandırma, ikame edicinin en yakın olduğu uçtan başlar:

*İkame edicinin konumunu belirtin (alkil radikalinin bulunduğu karbon atomunun numarası):

*Alkil radikali zincirdeki konumuna göre adlandırılır:

*Ana (en uzun karbon zinciri) olarak adlandırılır:

İkame edici bir halojen (flor, klor, brom, iyot) ise, tüm isimlendirme kuralları aynı kalır:

Önemsiz isimler yalnızca aşağıdaki hidrokarbonlar için korunur:

Hidrokarbon zincirinde birkaç özdeş ikame edici varsa, isimlerinin önüne mevcut grup sayısını belirten "di", "tri", "tetra", "penta", "heksa" vb. öneki yerleştirilir. :

1.3. Birkaç ikame ediciye sahip doymuş dallı bileşikler

İki veya daha fazla farklı yan zincir varsa, bunlar şu şekilde listelenebilir: a) alfabetik sıraya göre veya b) artan karmaşıklık sırasına göre.

a) Farklı yan zincirleri listelerken alfabetik sıraçarpma önekleri dikkate alınmaz. Öncelikle atom ve grup adları alfabetik sıraya göre düzenlenir ve ardından çarpan önekleri ve konum numaraları (yer belirleyiciler) eklenir:

2-metil-5-propil-3,4-dietiloktan

b) Yan zincirleri artan karmaşıklığa göre sıralarken aşağıdaki ilkeler kullanılır:

Daha az karmaşık bir zincir, daha az toplam karbon atomuna sahip olandır, örneğin:

olduğundan daha az karmaşık

Dallanmış bir radikaldeki toplam karbon atomu sayısı aynıysa, radikalin en uzun ana zincirine sahip yan zinciri daha az karmaşık olacaktır, örneğin:

olduğundan daha az karmaşık

İki veya daha fazla yan zincir eşdeğer konumdaysa, sıralamanın artan karmaşıklığa veya alfabetik olmasına bakılmaksızın, adında ilk olarak listelenen zincire daha düşük olan sayı verilir:

a) alfabetik sıra:

b) zorluk sırası:

Hidrokarbon zincirinde birkaç hidrokarbon radikali varsa ve bunların karmaşıklığı farklıysa ve birkaç sayıdan oluşan farklı sıralar numaralandırıldığında, sıralardaki sayılar artan sırada düzenlenerek karşılaştırılır. “En küçük”, serinin ilk farklı rakamının daha küçük olduğu rakamlar olarak kabul edilir (örneğin: 2, 3, 5, 2'den küçük, 4, 5 veya 2, 7, 8, 3, 4, 9'dan küçük). Bu ilke, ikame edicilerin niteliğine bakılmaksızın gözetilir.

Bazı referans kitaplarında, numaralandırma seçimini belirlemek için rakamların toplamı kullanılır; numaralandırma, ikame edicilerin konumunu gösteren rakamların toplamının en küçük olduğu taraftan başlar:

2, 3 , 5, 6, 7, 9 - sayı dizisi en küçüğüdür

2, 4 , 5, 6, 8, 9

2+3+5+6+7+9 = 32 - ikame sayılarının toplamı en küçüktür

2+4+5+6+8+9 = 34

Bu nedenle hidrokarbon zinciri soldan sağa doğru numaralandırılırsa hidrokarbonun adı şöyle olacaktır:

(2,6,9-trimetil-5,7-dipropil-3,6-dietildekan)

(2,2,4-trimetilpentan, ama değil 2,4,4-trimetilpentan)

Hidrokarbon zinciri birkaç farklı ikame edici (örneğin, hidrokarbon radikalleri ve halojenler) içeriyorsa, ikame ediciler alfabetik sıraya göre veya artan karmaşıklık sırasına göre (flor, klor, brom, iyot) listelenir:

a) alfabetik sıra 3-bromo-1-iyodo-2-metil-5-kloropentan;

b) artan karmaşıklık sırası: 5-kloro-3-bromo-1-iyodo-2-metilpentan.

Edebiyat

1. Kimya için IUPAC isimlendirme kuralları. M., 1979, cilt 2, yarım cilt 1,2
2. Kimyagerin El Kitabı. L., 1968
3. Bankalar J. Organik bileşiklerin adları. M., 1980

Kimyadaki radikaller, bileşikler arasındaki geçişle ilişkili belirli özelliklere sahip atomik parçacıklardır. Bu yazıda radikallerin temsilcileri, tanımları ve özellikleri ile tanışacağız, ayrıca tür çeşitliliğine de dikkat edeceğiz.

giriiş

Kimyada radikal, bir bileşiğin bir kombinasyonundan diğerine değişime uğramadan hareket edebilen bir atom veya onun grubudur. Benzer bir tanım, onu yaratan A.L. Lavoisier tarafından da kullanıldı.

Lavoisier'e göre, her asidin iki basit ve ayrışamayan maddeden (oksijen ve bir asit radikali) oluştuğu varsayılmıştır. Bu görüşe göre sülfürik asitlerin oksijen ve sülfürden oluştuğu varsayılmıştır. Ancak o zamanlar asit anhidrit ile asidin kendisi arasındaki fark henüz bilinmiyordu.

Bir teori oluşturmak

Kimyada radikal teorisi, 19. yüzyılın ilk yarısında kimyanın önde gelen teorilerinden biriydi. A.L. Lavoisier'in kimya biliminde oksijen atomlarının önemi ve kimyasal bileşimin dualistik formu hakkındaki fikrine dayanmaktadır. bağlantılar. Terminolojik birim olarak “radikal”i kullanarak düşüncelerini dile getirdi. Organik ve inorganik asitlerin yapısal özelliklerini etkilediler. Ona göre ikincisi oksijenden ve basit radikallerden (1. elementten) oluşmuştur. Organik asitler, O2 ve kompleks radikallerin (bileşik C ve H) etkileşimi ile birleşen maddelerdir.

Siyanojenin ve bazı siyanürler ile klorürler arasındaki analojinin keşfinden sonra, karmaşık radikallerin anlaşılması iyileştirildi ve güçlendirildi. 1. bileşikten 2. bileşikten geçiş sürecinde değişmeyen atomlar olarak tanımlanmaya başlandı. I. Barzelitsus bu görüşü otoriter görüşüyle ​​desteklemiştir. Bu maddelerin anlaşılmasına yönelik bir diğer önemli adım, şarap alkolü ve eterin bir "eterin" hidrat olarak değerlendirilmesi önerisiydi. Benzer bir bakış açısı J. Dumas ve P. Bulle tarafından da kabul edildi.

Kimyadaki radikaller, geçişler sırasında değişime uğramayan maddelerdir. Bunları tanımlamak için oluşturulan teori, 1840-50'lerde yavaş yavaş yerini tipler teorisine bırakmaya başladı. Değişiklik, TR tarafından tutarsız bir şekilde açıklanan önemli sayıda faktörün varlığıyla ilişkilendirildi.

Organizma ve radikaller

Vücuttaki serbest radikaller, elektronların dış kabuğunda yer alan bir veya daha fazla eşleşmemiş elektrona sahip parçacıklardır. Başka bir tanımda serbest radikal, bağımsız varlığını sürdürebilen bir molekül veya atom olarak tanımlanır. Eşlenmemiş durumda bir miktar stabiliteye ve 1 - 2 elektrona (e -) sahiptir. Parçacıklar e - bir molekülün veya atomun yörüngesini tek bir biçimde işgal eder. Radikaller, elektronun manyetik alanlarla etkileşimi ile açıklanan paramanyetik özelliklerin varlığıyla karakterize edilir. Eşlenmemiş formda e - varlığının reaktivitede önemli bir artış gerektirdiği durumlar vardır.

Serbest radikallerin örnekleri arasında oksijen molekülleri (O 2), farklı değerliklerdeki nitrik oksit (NO ve NO 2) ve klor dioksit (ClO 2) yer alır.

Organik

Organik radikaller, hem eşlenmemiş bir elektronun hem de bir yükün varlığıyla karakterize edilen iyonik parçacıklardır. Çoğu zaman, organik kimya reaksiyonlarında, tek elektron transferinden dolayı radikal iyonlar yaratılır.

Oksidasyon tek elektron formunda meydana gelirse ve elektron yoğunluğu fazla olan nötr bir moleküle uygulanırsa, radikal bir katyon oluşumuna yol açacaktır. Nötr molekülün indirgendiği zıt süreç, radikal bir anyonun oluşumuna yol açar.

Polinükleer gruptan bir dizi aromatik hidrokarbon, fazla çaba harcamadan bağımsız olarak her iki tür radikal iyonu (organik) oluşturabilir.

Kimyadaki serbest radikaller hem yapıları hem de özellikleri bakımından son derece çeşitli maddelerdir. Sıvı veya gaz gibi farklı toplanma durumlarında bulunabilirler. Ömürleri veya eşleşmemiş kalan elektron sayısı da farklılık gösterebilir. Geleneksel olarak her radikal iki gruptan birine sınıflandırılabilir: -p- veya s-elektronik. Eşleştirilmemiş e -'nin konumuna göre farklılık gösterirler. İlk durumda, negatif parçacık çoğu durumda 2p yörüngesinde bir pozisyon işgal eder. Karşılık gelen atom çekirdeği sırası düğüm yörünge düzleminde bulunur. S-grubuna sahip versiyonda, elektronun lokalizasyonu, elektronik konfigürasyonda neredeyse hiçbir ihlal meydana gelmeyecek şekilde gerçekleşir.

Hidrokarbon radikali kavramı

Bir hidrokarbon radikali, bir moleküler fonksiyonel grupla bağ oluşturan bir atomik gruptur. Bunlara hidrokarbon kalıntıları da denir. Çoğu zaman kimya sırasında. Reaksiyonlarda radikaller bir bileşikten diğerine geçiş yapar ve değişmezler. Bununla birlikte, bu tür kimyasal çalışma nesneleri bir dizi fonksiyonel grup içerebilir. Bunu anlamak kişiyi radikallere karşı son derece dikkatli davranmaya zorlar. Bu tür bileşikler çoğunlukla hidrokarbon kalıntıları içeren maddeleri içerir. Radikalin kendisi fonksiyonel bir grup olabilir.

Alkillerdeki olay

Alkil radikalleri, alkan parçacıkları olan bir dizi ara ürünün bileşikleridir. Ücretsiz bir e - tekilleri var. Bir örnek, metil (CH3) ve etildir (C2H5). Bunların arasında birkaç tür ayırt edilir: birincil (örneğin, metil - ▪CH3), ikincil (izopropil - ▪CH(CH3)2), üçüncül (tert-bütil ▪C(CH3)3) ve dördüncül (neopentil) - ▪CH2C(CH3)3) bir grup alkil radikali.

Metilendeki olay

Metilen radikali karbenin en basit şeklidir. Renksiz bir gaz formunda sunulur ve formül, alkenler - CH2 serisindeki hidrokarbonlara benzer. Metilenin varlığına dair varsayım yirminci yüzyılın otuzlu yaşlarında ortaya atıldı, ancak reddedilemez kanıtlar ancak 1959'da bulundu. Bu, spektral araştırma yöntemi sayesinde gerçekleştirildi.

Metilen üretimi diazometan veya ketan maddelerinin kullanılmasıyla mümkün olmuştur. UV radyasyonunun etkisi altında ayrışmaya maruz kalırlar. Bu işlem sırasında metilenin yanı sıra nitrojen molekülleri ve karbon monoksit de oluşur.

Kimyadaki bir radikal aynı zamanda çift bağ içermeyen bir karbon atomuna sahip bir metilen molekülüdür. Bu, metileni alkenlerden ayırır ve bu nedenle karben olarak sınıflandırılır. Aşırı kimyasal aktivite ile karakterizedir. Elektronların konumu çeşitli kimyasal özellikleri ve geometriyi belirleyebilir. Tekli (e - eşleştirilmiş) ve üçlü (serbest durumdaki elektron - eşleşmemiş) formlar vardır. Üçlü form, metilenin bir diradikal olarak tanımlanmasına izin verir.

Hidrofobiklik

Hidrofobik radikal, başka bir polar gruba sahip olan bir bileşiktir. Bu tür moleküller ve atomlar, çeşitli ara bağlar aracılığıyla aminoalkilsülfo gruplarıyla etkileşime girebilir.

Yapısına göre düz zincirli ve dallanmış, parafin (olefin) ve perflorlu radikaller ayırt edilir. Hidrofobik bir radikalin varlığı, bazı maddelerin iki katmanlı lipit membranlara kolayca nüfuz etmesine ve ayrıca bunların yapılarına entegre olmasına olanak tanır. Bu tür maddeler, yan zincirin belirli bir polarite göstergesi nedeniyle salınan polar olmayan amino asitlerin bir parçasıdır.

Amino asitlerin modern rasyonel sınıflandırma yönteminde, radikaller polaritelerine, yani fizyolojik bir pH değerinin (yaklaşık 7,0 pH) varlığında suyla etkileşime girme yeteneklerine göre izole edilir. İçerdiği radikalin türüne göre çeşitli amino asit sınıfları ayırt edilir: polar olmayan, polar, aromatik, negatif ve pozitif yüklü gruplar.

Hidrofobik özelliklere sahip radikaller, peptidlerin çözünürlüğünde genel bir azalmaya neden olur. Hidrofilik kalite özelliklerine sahip analoglar, amino asidin etrafında bir hidrasyon kabuğunun oluşmasına neden olur ve peptitler onlarla etkileşime girdiğinde daha iyi çözünür.

Ders No.1

BAĞLANTILAR

1. Yapısal izomerizm.

Ders No.1

ORGANİKLERİN SINIFLANDIRILMASI VE İSİMLENDİRİLMESİ
BAĞLANTILAR

1. Organik bileşiklerin sınıflandırılması.
2. Organik bileşiklerin isimlendirilmesi.
3. Yapısal izomerizm.

1. Organik bileşiklerin sınıflandırılması.

Organik bileşikler iki ana özelliğe göre sınıflandırılır: yapı
Karbon iskeleti ve fonksiyonel gruplar.

Karbon iskeletinin yapısına göre asiklik, karbosiklik ve
heterosiklik bileşikler.

Asiklik bileşikler– açık bir karbon atomu zinciri içerir.

Karbosiklik bileşikler– kapalı bir karbon zinciri içerir
atomlara ayrılır ve alisiklik ve aromatik olarak ikiye ayrılır. İLE alisiklik hariç tüm karbosiklik bileşikleri içerir
aromatik. Aromatik bileşikler sikloheksatrien içerir
fragman (benzen halkası).

Heterosiklik bileşikler — karbon atomlarıyla birlikte bir tane içeren döngüler içerir
veya birkaç heteroatom.

Fonksiyonel grupların doğası gereği organik
bağlantılar ikiye ayrılır sınıflar .

Tablo 1. Organiklerin ana sınıfları
bağlantılar.

2. Organiklerin isimlendirilmesi
bağlantılar.

Şu anda organik kimyada genel olarak kabul edilmektedir. sistematik isimlendirme, gelişmiş Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği
(IUPAC). Bununla birlikte korunmuş
kullanıldı önemsiz Ve akılcı isimlendirme.

Önemsiz isimlendirme oluşur
kompozisyonu ve yapıyı yansıtmayan tarihsel olarak kurulmuş isimlerden
maddeler. Rastgeledirler ve maddenin doğal kaynağını yansıtırlar.
(laktik asit, üre, kafein), karakteristik özellikler (gliserin, patlayıcı)
asit), hazırlama yöntemi (piruvik asit, sülfürik ester), isim
keşfedici (Michler'in ketonu, Chichibabin hidrokarbon), uygulama alanı
(askorbik asit). Önemsiz isimlerin avantajı,
Kısa olduğundan bazılarının kullanımına kurallarca izin verilmektedir.
IUPAC.

Sistematik isimlendirme bilimseldir ve bileşimi, kimyasal ve mekansal yapıyı yansıtır
bağlantılar. Bileşiğin adı bileşik bir kelime kullanılarak ifade edilir, bileşik
bir maddenin molekül yapısının belirli unsurlarını yansıtan kısımlar. İÇİNDE
IUPAC terminoloji kuralları aşağıdaki ilkelere dayanmaktadır: yenisiyle değiştirme
isimlendirme Buna göre bileşik molekülleri şu şekilde kabul edilir:
Hidrojen atomlarının başka atomlarla değiştirildiği hidrokarbon türevleri veya
atom grupları. Bileşik bir molekülde bir isim oluştururken aşağıdakiler ayırt edilir:
yapısal elemanlar.

Ebeveyn yapısı– ana devre
karbo- ve heterosikllerdeki karbon zinciri veya siklik yapı.

Hidrokarbon radikali- kalan
serbest değerliklere sahip hidrokarbonların formül tanımı (tabloya bakınız)
2).

Karakteristik grup –
ana yapıyla ilişkili veya bu yapıya dahil olan fonksiyonel bir grup
kompozisyon (bkz. tablo 3).

Bir adı sırayla derlerken
aşağıdaki kurallara uyun.

1. En yüksek özelliği belirleyin
   grubunu seçin ve son ekte tanımını belirtin (bkz. Tablo 3).
2. Ana yapıyı şu şekilde belirleyin:
   azalan öncelik sırasına göre aşağıdaki kriterler: a) en yüksek olanı içerir
   karakteristik grup; b) maksimum sayıda karakteristik içerir
   gruplar; c) maksimum sayıda çoklu bağ içerir; d) bir maksimuma sahiptir
   uzunluk. İsmin kökünde orijinal yapıya uygun olarak belirtilir.
   zincir uzunluğu veya döngü boyutu: C 1 – “meth”, C 2 – “eth”, C 3 – “prop”, C 4 – “ama”, C 5 ve dahası – Yunan rakamlarının kökleri.
3. Doygunluk derecesini belirleyin ve yansıtın
   sonekte bulunur: “an” – çoklu bağ yok, “en” – çift bağ, “in” –
   üçlü bağ.
4. Kalan ikame edicileri yükleyin
   (hidrokarbon radikalleri ve küçük karakteristik gruplar) ve listeleyin
   adlarının önüne alfabetik sıraya göre yer verilmiştir.
5. Çarpma öneklerini ayarlayın - “di”,
   Aynı yapısal elemanların sayısını gösteren “üç”, “tetra” (ile
   ikamelerin alfabetik sıraya göre listelenmesi dikkate alınmaz).
6. Orijinal yapıyı numaralandırın
   böylece en yüksek karakteristik grup en küçük sıra numarasına sahip olur
   sayı. Lokantlar (sayılar) ana yapının adının önüne,
   önekler ve son eklerden önce.

Tablo 2. Alkan ve alkillerin adları
IUPAC sistematik isimlendirmesi tarafından benimsenen radikaller.

Alkan	İsim	Alkil radikali	İsim
4. Bölüm	Metan	CH 3 -	Metil
CH 3 CH 3	Etan	CH 3 CH 2 —	Etil
CH 3 CH 2 CH 3	Propan	CH 3 CH 2 CH 2 —	kestim
			İzopropil
Kanal 3 Kanal 2 Kanal 2 Kanal 3	n-Bütan	CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 —	n-Butil
			sec-Butil
	İzobütan		İzobütil
			tert-Bütil
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3	n-Pentan	CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —	n-Pentil
	İzopentan		İzopentil
	Neopentan		Neopentil

Tablo 3. Karakteristik adları
gruplar(azalan kıdem sırasına göre listelenmiştir).

* karbon atomu,
parantez içine alınmış, ana yapının bir parçasıdır.

** Alkoksi grupları ve hepsi
onları takip edenler öneklerine göre alfabetik olarak listelenir ve herhangi bir sıraya göre sıralanmazlar
kıdem.

Rasyonel (radikal-fonksiyonel)
isimlendirme basit mono- ve isimlendirmek için kullanılır
iki işlevli bileşikler ve bazı doğal bileşik sınıfları. Temel
isim belirli bir bileşik sınıfının veya üyelerinden birinin adıdır
ikame edicileri gösteren homolog seriler. Yerleşimciler olarak, kural olarak,
Yunan harfleri kullanılıyor.

3. Yapısal izomerizm.

İzomerler- bunlar aynı bileşime ve moleküler yapıya sahip maddelerdir
kütle, ancak farklı fiziksel ve kimyasal özellikler. İzomerlerin özelliklerindeki farklılıklar
kimyasal veya mekansal yapılarındaki farklılıklar nedeniyle.

Altında kimyasal yapı bağlantıların doğasını ve sırasını anlamak
Bir moleküldeki atomlar arasında. Molekülleri kimyasal açıdan farklı olan izomerler
yapıya denir yapısal izomerler.

Yapısal izomerler farklı olabilir:

• karbon iskeletinin yapısına göre

• çoklu bağların konumuna göre ve
  fonksiyonel gruplar

• fonksiyonel grupların türüne göre

Şu anda 10 milyondan fazla organik bileşik bilinmektedir. Bu kadar çok sayıda bileşik, katı sınıflandırma ve tek tip uluslararası isimlendirme kurallarını gerektirir. Çeşitli veri tabanları oluşturmak için bilgisayar teknolojisinin kullanılmasıyla bağlantılı olarak bu konuya özel önem verilmektedir.

1.1. sınıflandırma

Organik bileşiklerin yapısı yapısal formüller kullanılarak açıklanmaktadır.

Yapısal formül, bir moleküldeki atomların bağlanma sırasının kimyasal semboller kullanılarak gösterilmesidir.

fenomeni izomerizm, yani aynı bileşime sahip ancak farklı kimyasal yapılara sahip bileşiklerin varlığına denir. yapısal izomerler (izomerler binalar).Çoğu inorganik bileşiğin en önemli özelliği birleştirmek, moleküler formülle ifade edilir, örneğin hidroklorik asit HC1, sülfürik asit H 2 Yani 4. Organik bileşikler için bileşim ve buna bağlı olarak moleküler formül kesin özellikler değildir, çünkü birçok gerçek hayattaki bileşik aynı bileşime karşılık gelebilir. Örneğin, aynı moleküler formül C'ye sahip olan yapısal izomerler bütan ve izobütan 4 N 10, atomların bağlanma sırası farklıdır ve farklı fizikokimyasal özelliklere sahiptirler.

İlk sınıflandırma kriteri, organik bileşiklerin karbon iskeletinin yapısını dikkate alarak gruplara bölünmesidir (Şema 1.1).

Şema 1.1.Organik bileşiklerin karbon iskeletinin yapısına göre sınıflandırılması

Asiklik bileşikler, açık bir karbon atomu zincirine sahip bileşiklerdir.

Alifatik (Yunancadan.A leifar- yağ) hidrokarbonlar - asiklik bileşiklerin en basit temsilcileri - yalnızca karbon ve hidrojen atomları içerir ve doymuş(alkanlar) ve doymamış(alkenler, alkadienler, alkinler). Yapısal formülleri genellikle örnekte gösterildiği gibi kısaltılmış (sıkıştırılmış) biçimde yazılır. N-pentan ve 2,3-dimetilbutan. Bu durumda, tekli bağların belirtilmesi atlanır ve aynı gruplar parantez içine alınır ve bu grupların sayısı gösterilir.

Karbon zinciri olabilir dallanmamış(örneğin, n-pentanda) ve dallanmış(örneğin 2,3-dimetilbütan ve izopren içinde).

Siklik bileşikler, kapalı bir atom zincirine sahip bileşiklerdir.

Döngüyü oluşturan atomların doğasına bağlı olarak karbosiklik ve heterosiklik bileşikler ayırt edilir.

Karbosiklik bileşikler Döngüde yalnızca karbon atomları içerir ve ikiye ayrılır aromatik Ve alisiklik(siklik aromatik olmayan). Döngülerdeki karbon atomlarının sayısı değişebilir.

30 veya daha fazla karbon atomundan oluşan büyük döngüler (makrosikller) bilinmektedir. Döngüsel yapıları tasvir etmek için uygun iskelet formülleri,

karbon ve hidrojen atomlarının sembollerinin çıkarıldığı, ancak diğer elementlerin sembollerinin (N, O, S, vb.) belirtildiği. Böyle

formüllerde, poligonun her köşesi, gerekli sayıda hidrojen atomuna sahip bir karbon atomu anlamına gelir (karbon atomunun tetravalansı dikkate alınarak).

Heterosiklik bileşikler Aromatik hidrokarbonların (arenlerin) kurucusu benzendir. Naftalin, antrasen ve fenantren polisiklik arenlerdir. Erimiş benzen halkaları içerirler. döngüde, karbon atomlarına ek olarak, diğer elementlerin bir veya daha fazla atomunu - heteroatomları (Yunanca'dan. heterolar

Çok çeşitli organik bileşikler, genel olarak hidrokarbonların yapısına fonksiyonel grupların eklenmesiyle elde edilen hidrokarbonlar veya bunların türevleri olarak kabul edilebilir.

Fonksiyonel grup, bir bileşiğin belirli bir sınıfa ait olup olmadığını ve kimyasal özelliklerinden sorumlu olup olmadığını belirleyen bir heteroatom veya hidrokarbon olmayan atomlardan oluşan bir gruptur.

İkinci ve daha önemli sınıflandırma kriteri, organik bileşiklerin fonksiyonel grupların doğasına bağlı olarak sınıflara bölünmesidir. Genel formüller ve en önemli sınıfların adları tabloda verilmiştir. 1.1.

Bir fonksiyonel gruba sahip bileşiklere tek işlevli (örneğin etanol) ve birkaç özdeş işlevsel gruba sahip - çok işlevli (örneğin,

Tablo 1.1.Organik bileşiklerin en önemli sınıfları

* Çift ve üçlü bağlar bazen fonksiyonel gruplar olarak sınıflandırılır.

** Bazen kullanılan isim tiyoesterler olduğu için kullanılmamalıdır.

kükürt içeren esterleri ifade eder (bkz. 6.4.2).

gliserol), birkaç farklı fonksiyonel gruba sahip - heterofonksiyonel (örneğin, kolamin).

Her sınıfın bileşikleri oluşur homolog seriler, yani, aynı tip yapıya sahip, her bir sonraki üyesi bir öncekinden homolog bir farkla farklılık gösteren bir grup ilgili bileşik CH 2 bir hidrokarbon radikalinin parçası olarak. Örneğin en yakın homologlar etan C'dir. 2H6 ve propan CzH8, metanol

CH3OH ve etanol CH3CH2OH, propan CH3CH2COOH ve bütan CH 3 Kanal 2 Kanal 2 COOH asit. Homologlar benzer kimyasal özelliklere ve doğal olarak değişen fiziksel özelliklere sahiptir.

1.2. İsimlendirme

İsimlendirme, her bir bileşiğe net bir isim vermenizi sağlayan bir kurallar sistemidir. Tıp için, isimlendirmenin genel kurallarına ilişkin bilgi özellikle önemlidir, çünkü çok sayıda ilacın adı bunlara uygun olarak oluşturulmuştur.

Şu anda genel olarak kabul ediliyor IUPAC sistematik isimlendirmesi(IUPAC - Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği)*.

Ancak hala korunmakta ve yaygın olarak kullanılmaktadır (özellikle tıpta). önemsiz Maddenin yapısı bilinmeden önce bile kullanılan (sıradan) ve yarı önemsiz isimler. Bu isimler doğal kaynakları ve üretim yöntemlerini, özellikle de dikkate değer özellikleri ve uygulamaları yansıtabilir. Örneğin, laktoz (süt şekeri) sütten (lat. süt- süt), palmitik asit - hurma yağından, pirüvik asit üzüm asidinin pirolizi ile elde edilir, gliserin adı tatlı tadını yansıtır (Yunancadan. glikoller- tatlı).

Doğal bileşiklerin özellikle sıklıkla önemsiz isimleri vardır - amino asitler, karbonhidratlar, alkaloidler, steroidler. Bazı yerleşik önemsiz ve yarı önemsiz adların kullanımına IUPAC kuralları tarafından izin verilmektedir. Bu tür isimler arasında örneğin "gliserol" ve pek çok iyi bilinen aromatik hidrokarbon ve türevlerinin adları yer alır.

* Kimya için IUPAC isimlendirme kuralları. T. 2. - Organik kimya/çev. İngilizce'den - M .: VINITI, 1979. - 896 s.; Khlebnikov A.F., Novikov M.S. Organik bileşiklerin modern isimlendirilmesi veya Organik maddelerin doğru şekilde adlandırılması. - St. Petersburg: NPO “Profesyonel”, 2004. - 431 s.

İki ikameli benzen türevlerinin önemsiz adlarında, ikame edicilerin halkadaki göreceli konumu öneklerle gösterilir orto- (o-)- yakındaki gruplar için, meta- (m-)- bir karbon atomu aracılığıyla ve para- (p-)- aykırı. Örneğin:

Sistematik IUPAC terminolojisini kullanmak için aşağıdaki terminoloji terimlerinin içeriğini bilmeniz gerekir:

Organik radikal;

Ebeveyn yapısı;

Karakteristik grup;

Milletvekili;

Lokant.

Organik radikal* - Bir veya daha fazla hidrojen atomunun çıkarıldığı ve bir veya daha fazla değerliğin serbest bırakıldığı bir molekülün geri kalanı.

Alifatik serinin hidrokarbon radikallerinin ortak bir adı vardır: alkiller(R ile gösterilen genel formüllerde), aromatik serinin radikalleri - Ariller(Ar). Alkanların ilk iki temsilcisi - metan ve etan - tek değerlikli radikaller metil CH3 - ve etil CH3 CH2 - oluşturur. Tek değerlikli radikallerin isimleri genellikle sonek değiştirilerek oluşturulur. -BİR son ek -il.

Yalnızca bir karbon atomuna (yani terminale) bağlı bir karbon atomuna denir. öncelik iki ile - ikincil,üç ile - üçüncül, dörtlü - Kuaterner.

* Bu terim, eşlenmemiş elektrona sahip bir atomu veya atom grubunu karakterize eden "serbest radikal" terimiyle karıştırılmamalıdır.

Karbon atomlarının farklılığından dolayı her bir sonraki homolog birkaç radikal oluşturur. Propanın terminal karbon atomundan bir hidrojen atomunun çıkarılması, bir radikal üretir N-propil (normal propil) ve ikincil karbon atomundan - izopropil radikali. Bütan ve izobütanın her biri iki radikal oluşturur. Mektup N-(ihmal edilebilir) radikalin adından önceki, serbest değerliğin dallanmamış zincirin sonunda olduğunu gösterir. Önek ikinci- (ikincil), serbest değerliğin ikincil karbon atomunda olduğu anlamına gelir ve önek üçüncü (üçüncül) - üçüncülde.

Ebeveyn yapısı - adı verilen bileşiğin temelini oluşturan kimyasal yapı. Asiklik bileşiklerde ana yapı dikkate alınır karbon atomlarının ana zinciri, karbosiklik ve heterosiklik bileşiklerde - döngü.

Karakteristik grup - ana yapıyla ilişkili veya kısmen bu yapıya dahil edilen fonksiyonel bir grup.

Milletvekili- organik bir bileşikte bir hidrojen atomunun yerini alan herhangi bir atom veya atom grubu.

Lokant(lat. yer- yer), bir ikame edicinin veya çoklu bağın konumunu belirten bir sayı veya harf.

En yaygın olarak iki tür isimlendirme kullanılır: ikame ve radikal-işlevsel.

1.2.1. Yedek terminoloji

Yerine geçen terminolojiye göre ismin genel tasarımı Diyagram 1.2'de sunulmaktadır.

Şema 1.2.İkame isimlendirmesine göre bileşiğin adının genel yapısı

Organik bir bileşiğin adı, ana yapının adını (kök) ve çeşitli türdeki ikame edicilerin adlarını (önekler ve sonekler şeklinde), doğalarını, konumlarını ve sayılarını yansıtan karmaşık bir kelimedir. Dolayısıyla bu terminolojinin adı - ikame.

Sübstitüentler iki türe ayrılır:

Yalnızca ön eklerle gösterilen hidrokarbon radikalleri ve karakteristik gruplar (Tablo 1.2);

Önceliğe bağlı olarak hem önek hem de son eklerle gösterilen karakteristik gruplar (Tablo 1.3).

İkame terminolojisini kullanarak bir organik bileşiğin adını derlemek için aşağıda verilen kural dizisini kullanın.

Tablo 1.2.Yalnızca öneklerle gösterilen bazı karakteristik gruplar

Tablo 1.3.En önemli karakteristik grupları belirtmek için kullanılan önek ve son ekler

* Renkli olarak işaretlenen karbon atomu ana yapıya dahildir.

** Çoğu fenolün önemsiz isimleri vardır.

Kural 1. Kıdemli karakteristik grubun seçimi. Mevcut tüm ikame ediciler tanımlanır. Karakteristik gruplar arasında kıdemli grup (varsa) kıdem ölçeği kullanılarak belirlenir (bkz. Tablo 1.3).

Kural 2. Orijinal yapının belirlenmesi. Asiklik bileşiklerde ana yapı olarak karbon atomlarının ana zinciri kullanılır ve karbosiklik ve heterosiklik bileşiklerde ana siklik yapı kullanılır.

Asiklik bileşiklerdeki ana karbon atomu zinciri, aşağıda verilen kriterlere göre seçilir ve bir öncekinin kesin bir sonuca yol açmaması durumunda sonraki her kriter kullanılır:

Hem önek hem de son eklerle gösterilen maksimum karakteristik grup sayısı;

Maksimum çoklu bağlantı sayısı;

Karbon atomlarının maksimum zincir uzunluğu;

Yalnızca öneklerle gösterilen maksimum karakteristik grup sayısı.

Kural 3. Ana yapının numaralandırılması. Ana yapı, en yüksek karakteristik grup en küçük konum belirleyiciyi alacak şekilde numaralandırılır. Numaralandırma seçimi belirsizse, o zaman en küçük yer belirleyiciler kuralı uygulanır, yani bunlar, ikame edicilerin en küçük sayıları alacağı şekilde numaralandırılır.

Kural 4. Üst düzey karakteristik grubu içeren ana yapı bloğunun adı. Ana yapı adına doygunluk derecesi son eklerle yansıtılır: -BİR doymuş karbon iskeleti durumunda, -en - eğer bir çift varsa ve -içinde - üçlü bağ. Ana yapının adına üst düzey özellik grubunu belirten bir son ek eklenir.

Kural 5. İkame edicilerin adları (kıdemli karakteristik grup hariç). İkame edicilere alfabetik sıraya göre öneklerle gösterilen adlar verirler. Her bir ikame edicinin ve her bir çoklu bağın konumu, ikame edicinin bağlandığı karbon atomunun sayısına karşılık gelen sayılarla gösterilir (bir çoklu bağ için yalnızca en düşük sayı gösterilir).

Rus terminolojisinde sayılar öneklerden önce ve soneklerden sonra yerleştirilir, örneğin 2-aminoetanol H2NCH2CH2OH, bütadien-1,3

CH2 = CH-CH = CH2, propanol-1 CH3CH2CH20H.

Bu kuralları açıklamak için aşağıda genel şema 1.2'ye uygun olarak bir takım bileşiklerin adlarının oluşturulmasına ilişkin örnekler verilmiştir. Her durumda yapısal özellikler ve bunların isme yansıma şekli not edilmiştir.

Şema 1.3.Florotan için sistematik bir adın oluşturulması

2-bromo-1,1,1-trifloro-2-kloroetan (inhalasyon anesteziği)

Bir bileşik aynı karbon atomunda birkaç özdeş ikame edici içeriyorsa, karşılık gelen çarpma önekinin eklenmesiyle yer belirleyici, ikame edicilerin sayısı kadar tekrarlanır (Şema 1.3). İkame ediciler, çarpma önekiyle alfabetik olarak listelenmiştir (bu örnekte - üç-) alfabetik sıra dikkate alınmaz. Şema 1.4. Sitral için sistematik bir adın oluşturulması

Son ekten sonra -al, kombinasyona gelince -oik asit, Karakteristik grupların konumunu belirtmenize gerek yoktur çünkü bunlar her zaman zincirin başındadır (Şema 1.4). Çift bağlar bir son ek ile gösterilir -dien ana yapının adına karşılık gelen konum belirleyicilerle birlikte.

Son ek, üç karakteristik grubun en büyüğünü belirtir (Şema 1.5); üst düzey olmayan karakteristik gruplar da dahil olmak üzere geri kalan ikame ediciler, önek olarak alfabetik olarak listelenir.

Şema 1.5.Penisilaminin sistematik adının oluşturulması

Şema 1.6.Oksaloasetik asit için sistematik bir adın oluşturulması

oksobutandioik asit (karbonhidrat metabolizmasının bir ürünü)

Çarpma öneki di- kombinasyondan önce -oik asit iki kıdemli karakteristik grubun varlığını gösterir (Şema 1.6). Öndeki yer belirleyici okso- okso grubunun farklı bir konumu aynı yapıya karşılık geldiğinden ihmal edilmiştir.

Şema 1.7.Mentol için sistematik bir adın oluşturulması

Halkadaki numaralandırma, halkadaki tüm ikame edicilerin en küçük konum kümesinin 1,2,4- olabileceği gerçeğine rağmen, en yüksek karakteristik grubun (OH) ilişkili olduğu karbon atomuna dayanmaktadır (Şema 1.7). 1,2,5 yerine - (göz önünde bulundurulan örnekte olduğu gibi).

Şema 1.8.Piridoksalın sistematik adının oluşturulması

BENİkameler: HVDROKSİMETİL, HİDROKSİ, METİL BEN

Karbon atomu ana yapıya (Şema 1.8) dahil olmayan bir aldehit grubu, son ek ile belirtilir. -karbal-dehit (bkz. tablo 1.3). Grup -CH 2 OH, bir bileşik ikame edicisi olarak kabul edilir ve "hidroksimetil", yani metil olarak adlandırılır; buradaki hidrojen atomu, bir hidroksil grubuyla değiştirilir. Bileşik ikame edicilerinin diğer örnekleri: dimetilamino-(CH3)2N-, etoksi- (etiloksinin kısaltması) C 2H5O-.

1.2.2. Radikal fonksiyonel isimlendirme

Radikal fonksiyonel isimlendirme, ikame isimlendirmeden daha az sıklıkla kullanılır. Esas olarak alkoller, aminler, eterler, sülfitler ve diğerleri gibi organik bileşik sınıfları için kullanılır.

Bir fonksiyonel gruba sahip bileşikler için genel ad, hidrokarbon radikalinin adını içerir ve bir fonksiyonel grubun varlığı, bu tip terminolojide benimsenen ilgili bileşik sınıfının adı aracılığıyla dolaylı olarak yansıtılır (Tablo 1.4).

Tablo 1.4.Radikal fonksiyonel terminolojide kullanılan bileşik sınıflarının adları*

1.2.3. Sistematik isme göre bir yapı oluşturmak

Bir yapıyı sistematik isimle tasvir etmek genellikle daha kolay bir iş gibi görünüyor. İlk önce ana yapı yazılır - açık bir zincir veya halka, ardından karbon atomları numaralandırılır ve ikame ediciler yerleştirilir. Son olarak, her karbon atomunun dört değerlikli olması koşuluyla hidrojen atomları eklenir.

Örnek olarak, PAS ilacının (para-aminosalisilik asidin kısaltması, sistematik adı - 4-amino-2-hidroksibenzoik asit) ve sitrik (2-hidroksipropan-1,2,3-trikarboksilik) asit yapılarının yapısı şu şekildedir: verildi.

4-Amino-2-hidroksibenzoik asit

Atalardan kalma yapı, daha yüksek özelliklere sahip bir döngünün önemsiz adıdır.

grup (BM):

İkame edicilerin düzeni, C-4 atomunda bir grup ve C-2 atomunda bir OH grubudur:

2-Hidroksipropan-1,2,3-trikarboksilik asit

Ana karbon zinciri ve numaralandırma:

İkame edicilerin düzeni üç COOH grubu (-trikarboksilik asit) ve C-2 atomundaki bir OH grubudur:

Hidrojen atomlarının eklenmesi:

Sitrik asitin sistematik adında şuna dikkat edilmelidir: propan, ve daha uzun bir zincir değil - pentan,çünkü tüm karboksil gruplarının karbon atomlarını beş karbonlu bir zincire dahil etmek imkansızdır.

Serbest radikaller. Tanım, yapı, sınıflandırma

Serbest radikaller, dış yörüngelerinde eşleşmemiş elektronlara sahip ve yüksek kimyasal reaktiviteye sahip moleküler türlerdir. Çalışmaları, belirli türdeki radikallerin dahil olduğu EPR (döndürme yakalama tekniği), kemilüminesans ve reaksiyon inhibitörleri kullanılarak gerçekleştirilir. Vücudumuzda üretilen başlıca radikaller oksijen radikalleri (süperoksit ve hidroksil radikalleri), nitrojen monoksit, doymamış yağ asitlerinin radikalleri, oksidatif indirgeme reaksiyonlarında oluşan semikinonlardır (örn. ubikinol). Ultraviyole ışınlarının etkisi altında ve daha önce ilaç olarak kullanılan bazı maddeler de dahil olmak üzere bazı doğal olmayan bileşiklerin (ksenobiyotikler) metabolizması sırasında da farklı radikaller oluşur.

Serbest radikaller nelerdir?

Organik moleküllerde (vücudumuzu oluşturanlar dahil) dış elektron kabuğundaki elektronların çiftler halinde düzenlendiği iyi bilinmektedir: her yörüngede bir çift (Şekil 1).

Serbest radikaller, dış elektron kabuğunda eşleşmemiş (tek) bir elektrona sahip olmaları bakımından sıradan moleküllerden farklıdır (Şekil 2 ve 3).

Radikallerde eşleşmemiş elektron genellikle nokta ile gösterilir. Örneğin, hidroksil radikali HO· olarak, hidrojen peroksit radikali HOO· olarak, süperoksit radikali ise ·OO- veya O2·- olarak adlandırılır. Aşağıda üç etil alkol radikalinin formülleri verilmiştir: CH3CH2O·; CH3·CHOH; CH3CH2O

Bu yüzden:
Serbest radikal, dış kabuğunda bir veya daha fazla eşleşmemiş elektrona sahip bir atom veya molekül olan bir parçacıktır.

Bu, radikalleri kimyasal olarak aktif hale getirir, çünkü radikal ya eksik elektronu çevredeki moleküllerden uzaklaştırarak geri kazanmaya ya da "fazla" elektronu diğer moleküllere vererek kurtulmaya çalışır.

Dış kabuğunda iki kadar eşleşmemiş elektron içeren oksijen molekülü (dioksijen) özel bir konumdadır. Bu nedenle dioksijen bir diradikaldir ve diğer radikaller gibi oldukça reaktiftir.

Eşlenmemiş elektronların atomun veya molekülün dış kabuğunda olması gerektiğini vurgulamak önemlidir. Serbest radikal kavramı, eşlenmemiş elektronları iç kabuklarda bulunan değişken değerlikli metal iyonlarını içermez. Demir, bakır veya manganez gibi metallerin hem radikalleri hem de iyonları (ve bu metallerin kompleksleri) elektron paramanyetik rezonans (EPR) sinyalleri ürettiğinden, bu parçacıklara birlikte genellikle paramanyetik merkezler denir.

Kararlı moleküllerden radikallerin oluşumu, serbest değerlik yörüngesinde yeni bir elektronun ortaya çıkmasıyla veya tam tersi, bir elektron çiftinden bir elektronun çıkarılmasıyla meydana gelir. Bu işlemler genellikle tek elektronlu oksidasyon veya indirgeme reaksiyonlarının bir sonucu olarak ortaya çıkar. Bu tür reaksiyonlar genellikle kökün oluşturulduğu molekülle birlikte, bir elektronun vericisi veya alıcısı olarak görev yapan (iki organik molekül arasındaki veya aralarındaki reaksiyonlarda olduğu gibi aynı anda iki değil) değişken değerlikteki bir metal iyonunu içerir. organik bir molekül ve oksijen). Bir radikalin oluştuğu reaksiyonun tipik bir örneği Fenton reaksiyonudur: hidrojen peroksitin bir demir iyonu ile etkileşimi:
Fe2+ ​​​​+ H2O2 => Fe3+ + OH- + ·OH (hidroksil radikali)

Yüksek sıcaklıklarda veya ultraviyole radyasyonun etkisi altında, kimyasal bağın kopması (homolitik bölünme) sonucu da radikaller oluşabilir. Normal koşullar altında bu tür reaksiyonlar pratik olarak normal canlı hücrelerde gerçekleşmez.

Radikallerin isimlendirilmesi

Nispeten yakın zamanda, İnorganik Kimyanın Adlandırılması Komisyonu radikallerin isimlendirilmesine ilişkin temel kuralları formüle etti (bkz. (Koppenol, 1990 #7)) (Tablo 1).

Bu önerilerden bazılarına bakalım. Öncelikle radikal kelimesinin önüne "özgür" yazmaya gerek yok. Söz konusu parçacığın radikal doğası “il” ekiyle gösterilir. Dolayısıyla RO· ve HO· radikallerine sırasıyla "alkoksil" ve "hidroksil" adı verilir.

“Peroksit” ve “hidroperoksit” türevlerinin kötüye kullanılmaması önerisi oldukça yeni sayılabilir. Birbirine bağlanan iki oksijen atomundan oluşan gruba "dioksit" adı verilir. Buna göre ROO· radikalinin "alkildioksil" olarak adlandırılması tavsiye edilir (Koppenol, 1990 #7). "Alkilperoksil" alternatif adı da korunabilir, ancak bu daha kötüdür (Koppenol, 1990 #7). Moleküler oksijene “dioksijen”, ozona ise “trioksijen” adı verilmektedir.

"İl" ile biten isim çok uygundur, ancak parçacığın yükünün ne olduğu hakkında hiçbir şey göstermez. Bu nedenle, gerekli durumlarda radikalin sistematik adının kullanılması önerilir; burada grup adından sonra ücret parantez içinde verilir. Örneğin O 2 ·- radikali “dioksit (1-)” ismine sahiptir. Bu çalışmada, daha kısa olan “dioksit” adını kullanacağız. Radikal formülleri üst simgeye yazarken, önce belirli bir atomda eşlenmemiş bir elektronun varlığını gösteren bir nokta, ardından iyonun yükünün işareti yerleştirilir. Örneğin "O 2 ·-". Yapısal formüllerde noktanın tam olarak eşlenmemiş elektronun bulunduğu atomda bulunması gerekir. Örneğin dioksijenin iki eşlenmemiş elektronu olduğunu vurgulamak için formülünü şu şekilde yazabilirsiniz: "O 2". Tablo 1'de önerilen radikal isimlerin bir listesi verilmektedir; Köşeli parantez içindekiler bu kitapta öncelikli olarak kullanılacak isimlerdir.

Vücudumuzda bulunan radikaller

Birincil radikaller ve reaktif moleküller

Vücudumuzda oluşan tüm radikaller doğal ve yabancı olarak ikiye ayrılabilir. Doğal radikaller ise birincil, ikincil ve üçüncül olarak ayrılabilir (Vladimirov, 1998 #8). (Şekil 4'teki diyagrama bakın).

Birincil radikallere, oluşumu belirli enzim sistemlerinin katılımıyla gerçekleştirilen radikaller denilebilir. Her şeyden önce bunlar, koenzim Q (radikalini Q· olarak belirtiyoruz) ve flavoproteinler gibi elektron taşıyıcılarının reaksiyonlarında oluşan radikalleri (semikinonlar) içerir. Diğer iki radikal, süperoksit (·OO -) ve nitrojen monoksit (·NO), ilgili bölümlerde daha ayrıntılı olarak tartışılacak olan vücut için yararlı işlevler yerine getirir.

Birincil radikal süperoksitten ve diğer reaksiyonların bir sonucu olarak vücutta çok aktif moleküler bileşikler oluşur: hidrojen peroksit, hipoklorit ve lipit hidroperoksitler (bkz. Şekil 5). Bu tür moleküller, radikallerle birlikte İngiliz edebiyatında "reaktif türler" adını aldı ve bu, Rus edebiyatında çoğunlukla "aktif formlar" olarak çevrildi. Radikaller ve moleküler ürünler arasında ayrım yapmak için ikincisine "reaktif moleküller" adını vermeyi öneriyoruz. Bu nedenle aşağıdaki terminoloji önerilmektedir:

Aktif formlar = serbest radikaller + reaktif moleküller

Halliwell reaktif oksijen türleri, nitrojen ve klor terimlerini önermektedir (Halliwell, 1998 #9). Şekil 2'deki diyagramdan da görülebileceği gibi. Şekil 5'te reaktif oksijen türleri arasında süperoksit, hidroksil radikali, hidrojen peroksit ve singlet oksijen bulunur. Nitrik oksit ve onun süperoksit - peroksinitrit ile etkileşiminin sonucunun aktif nitrojen formları olarak adlandırılması önerilmektedir. Klorun aktif formuna, hidrojen peroksitin miyeloperoksidaz enzimi tarafından katalize edilen bir klorür iyonu ile reaksiyonu sonucu oluşan hipoklorit adı verilebilir.

Günümüzde ortaya çıkan terminolojide, lipitlerin zincir oksidasyonu sonucu oluşan çok önemli bir reaksiyonla oluşan çoklu doymamış yağ asitlerinin radikallerine ve hidroperoksitlerine yer bulmak gerekmektedir. Kimyasal açıdan bakıldığında bu heterojen bir gruptur. Çoklu doymamış bir yağ asidi molekülünden bir hidrojen atomu çıkarıldığında, eşleşmemiş elektronun karbon atomunda lokalize olduğu bir alkid radikali oluşur. Bu “karbonun aktif formu” gibidir. Ancak alkil radikalinin dioksijen (moleküler oksijen) ile daha fazla etkileşimi ile oksijen atomunda lokalize olan eşleşmemiş elektron ile bir dioksit radikali oluşur. Yapı ve kısmen özellik bakımından böyle bir radikal süperoksite benzer ve bazı yazarların yaptığı gibi oksijenin aktif bir formu olarak sınıflandırılabilir. Lipit peroksidasyonu sırasında oluşan doymamış yağ asitlerinin hidroperoksitleri de hidrojen peroksite benzetilerek bu kategorideki aktif formlar olarak sınıflandırılabilir. Daha sonra, hidroperoksitlerin, örneğin Fe2+ iyonlarıyla tek elektronlu indirgenmesi sırasında oluşan lipitlerin alkoksil radikalleri de bu kategoriye girer; aslında bunlar hidroksil radikalinin homologlarıdır.

Yukarıdakilerin hepsine rağmen, lipitlerin zincir oksidasyonunun listelenen tüm ürünlerini (ve reaktiflerini) tek bir terim altında birleştirmeyi öneriyoruz: aktif lipit formları. Bir biyolog ve doktor için hangi atomun eşlenmemiş bir elektrona sahip olduğu değil, hangi molekülün kimyasal olarak agresif hale geldiği, yani bir serbest radikalin veya onun reaktif öncülünün özelliklerini kazandığı daha da önemlidir. Dolayısıyla alkil, alkoksi ve dioksit radikallerini lipitlerin aktif formları olarak dahil ediyoruz. çoklu doymamış yağ asitlerinin hidroperoksitlerinin yanı sıra ilgili fosfolipit, trigliserit veya kolesterol zincirleri (bkz. Şekil 5).

İkincil ve üçüncül radikaller

Reaktif moleküller: hidrojen peroksit, lipit hidroperoksitler, peroksinitrit, reaksiyonlarda oluşur; katılımcılardan biri çoğu durumda bir radikaldir ve bazen dioksijendir, ancak bu, aynı zamanda dış elektron kabuğunda eşlenmemiş elektronlara da sahiptir. Buna karşılık, bu moleküller ve onlarla birlikte hipoklorit, başta iki değerlikli demir iyonları olmak üzere değişken değerlikteki metal iyonlarının varlığında kolaylıkla radikaller oluşturur. Bu tür radikallere ikincil diyeceğiz; buna hidroksil radikali ve lipit radikalleri dahildir. İkincil radikaller, birincil olanlardan farklı olarak enzimatik olmayan reaksiyonlarda oluşur ve bilindiği kadarıyla fizyolojik olarak yararlı işlevler yerine getirmezler. Aksine hücresel yapılar üzerinde yıkıcı bir etkiye sahiptirler ve haklı olarak zararlı radikaller olarak adlandırılabilirler. Patolojik durumların gelişmesine yol açan ve karsinogenez, ateroskleroz, kronik iltihaplanma ve dejeneratif sinir hastalıklarının temelini oluşturan şey ikincil radikallerin (ve genel olarak radikallerin değil) oluşumudur (incelemelere bakınız (Cross, 1987 #4)(Cross, 1994 #5) )(Darley-Usmar, 1995 #10 (Darley-Usmar, 1996 #11)). Bununla birlikte, reaktif moleküller ayrıca, yalnızca onlardan serbest radikal oluşumu nedeniyle değil, aynı zamanda peroksinitrit ve hipoklorit ve bazı durumlarda hidrojen peroksit için kanıtlandığı gibi doğrudan sitotoksik bir etkiye de sahiptir.

İkincil radikallerin zararlı etkilerine karşı korunmak için vücut, antioksidanlar adı verilen ve serbest radikal temizleyicileri de içeren geniş bir grup maddeyi kullanır. İkincisinin örnekleri alfa-tokoferol, tiroksin, indirgenmiş ubikinon (QH2) ve dişi steroid hormonlarıdır. Lipid radikalleri ile reaksiyona giren bu maddeler, üçüncül radikaller olarak kabul edilebilecek antioksidan radikallere dönüştürülür (bkz. Şekil 3).

Vücudumuzun hücre ve dokularında sürekli olarak değişen miktarlarda oluşan bu radikallerin yanı sıra, iyonlaştırıcı radyasyon, ultraviyole ışınımı ve hatta lazer ışığı gibi yoğun görünür ışıkla aydınlatma gibi etkiler altında ortaya çıkan radikaller, yıkıcı etki. Bu tür radikallere yabancı denilebilir. Bunlar aynı zamanda vücuda giren yabancı bileşiklerden ve ksenobiyotiklerden oluşan radikalleri de içerir; bunların çoğu, tam olarak bu bileşiklerin metabolizması sırasında oluşan serbest radikaller nedeniyle toksik etkiye sahiptir (Şekil 3).

Serbest radikaller ve katıldıkları reaksiyonlar nasıl inceleniyor?

Radikalleri içeren reaksiyonları incelemek için temel yöntemler

Serbest radikallerin belirli bir sürece katılımı, ister bir test tüpündeki kimyasal reaksiyon ister vücutta patolojik bir durumun gelişimi olsun, doğrudan ve dolaylı yöntemler kullanılarak değerlendirilebilir (, s. 19-32). Serbest radikalleri incelemek için "en doğrudan" yöntem, elektron paramanyetik rezonans (EPR) yöntemidir. EPR sinyallerinin (spektrum) varlığı, genliği ve şekli ile bir numunedeki eşlenmemiş elektronların varlığı yargılanabilir, konsantrasyonları belirlenebilir ve bazen bu eşlenmemiş elektronların içerdiği radikallerin kimyasal yapısının ne olduğu bulunabilir. Radikallerin incelenmesine yönelik doğrudan yöntemler aynı zamanda kemilüminesans (CL) yöntemini de içerir. Radikaller birbirleriyle etkileşime girdiğinde, bazı durumlarda foton (ışık kuantumu) şeklinde yayılan çok fazla enerji açığa çıkar. Böyle bir lüminesansın yoğunluğu (CL), radikallerin katıldığı reaksiyonun hızıyla ve dolayısıyla bunların konsantrasyonuyla orantılıdır.

Radikallerin katıldığı reaksiyonları incelemek için ana dolaylı yöntemler, son reaksiyon ürünlerinin konsantrasyonunun yanı sıra inhibitörlerin kullanımının belirlenmesidir. Bu yöntemlere daha yakından bakalım.

İnhibitör Deneyi

Radikaller oldukça reaktiftir ve geleneksel kimyasal yöntemler kullanılarak incelenemezler: kromatografi veya santrifüjleme gibi standart prosedürler tamamen işe yaramaz. Biyokimyasal analizler radikallerin katılacağı varsayılan reaksiyonların nihai ürünlerini belirlemeyi mümkün kılar, ancak radikallerin sürece gerçekten katılıp katılmadığı ve hangilerinin katıldığı sorusu her zaman akılda kalır. Sözde engelleyici analiz, bu tür soruların çözümünde önemli bir rol oynar.

Klasik bir örnek, süperoksit dismutaz (SOD) enziminin kullanılmasıdır. Bu enzim, iki süperoksit radikalinin hidrojen peroksit ve moleküler oksijen oluşturmak üzere reaksiyonunu (dismutasyonunu) katalize eder. Eğer SOD ilavesi incelenen prosesi engelliyorsa, bu, bunun oluşması için bir süperoksit radikalinin gerekli olduğu anlamına gelir ve bu radikalin hangi reaksiyona dahil olduğunun belirlenmesi gerekmektedir.
Serbest radikallerin hücrelerimizin, organlarımızın ve dokularımızın yaşamı ve ölümündeki rolünün araştırılmasındaki modern ilerlemelerin büyük ölçüde I. Fridovich tarafından yapılan süperoksit dismutaz (SOD) enziminin keşfinden kaynaklandığı abartılmadan söylenebilir. ve McCord yaklaşık çeyrek yüzyıl önce. Bu enzim, daha önce de belirtildiği gibi, reaksiyonu katalize eder:
. OO - + . OO - + 2H + => O 2 + H 2 O
Başka bir enzim olan katalazın varlığında hidrojen peroksit oksijen ve su üretmek üzere ayrışır:
H 2 O 2 => O 2 + H 2 O

SOD'un keşfi biyokimyacıların zihinlerinde devrim yarattı: Canlı hücreler tarafından özel olarak üretilen (ve canlı doğada son derece yaygın olduğu ortaya çıkan) serbest radikalleri ortadan kaldıran bir enzim olduğundan, radikallerin doğada var olduğu açıktır ve bazı nedenlerden dolayı ihtiyaç duyulanların silinmesi gerekir. Bundan önce çok az biyokimyacı canlı organizmaların metabolizmasına yalnızca “gerçek” moleküllerin değil aynı zamanda serbest radikallerin de katıldığını fark etmişti. Daha sonra SOD ve katalaz, ister bireysel bir biyokimyasal reaksiyon olsun, ister laboratuvar hayvanlarında veya insanlarda bir hastalığın gelişimi olsun, süperoksit ve hidrojen peroksitin belirli bir süreçteki rolünü inceleyen tüm çalışmalarda yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Örneğin, SOD eklenmesi, incelenen süreci keskin bir şekilde engelliyorsa, bu, bunun oluşması için bir süperoksit radikalinin gerekli olduğu anlamına gelir ve şimdi geriye yalnızca bu radikalin hangi kimyasal reaksiyona dahil olduğunu bulmak kalır. İşlemin katalaz tarafından engellenmesi, bu enzimin parçaladığı hidrojen peroksitin işin içinde olduğu anlamına gelir.

Aynı prensip diğer inhibitörlerin kullanımı için de geçerlidir. Bu nedenle, lipit radikallerinin rolünü açıklığa kavuşturmak için, karotenoidleri ve tokoferolleri (E vitamini) içeren yağda çözünen radikal "tuzaklar" kullanılır. Bu maddeler L· veya LOO· radikalleriyle reaksiyona girerek oksidasyon zincirlerini kırar ve lipit peroksidasyonunu engeller. Steroid hormonları ve tiroksin aynı özelliğe sahiptir. Bu maddelerin antioksidan etkisi aynı zamanda kemilüminesansın kinetiği üzerindeki etkilerinde de kendini gösterir (örneğin bkz. Şekil 3, B). Sentetik bir radikal temizleyici olan di-tert-butilhidroksitoluen (iyonol) da yaygın olarak kullanılmaktadır.

Diğer radikal tuzaklar o kadar spesifik değildir ancak bazen de kullanılır. Böylece suda çözünebilen radikaller, askorbik veya ürik asit tarafından etkili bir şekilde "yakalanır". Hidroksil radikallerini (HO·) "temizlemek" için mannitol veya benzoik asit ve bazen etanol kullanılır. Lipidlerin zincir oksidasyon reaksiyonlarının herhangi bir sürecine katılımını belirlemek için (aşağıya bakınız), oksidasyon zincirlerine yol açan yağda çözünen lipit radikalleri "tuzakları" kullanılır. Bu tuzaklar arasında tokoferol (E vitamini) ve tert-bütillenmiş hidroksitoluen (iyonol) gibi bazı sentetik bileşikler bulunur. Suda çözünebilen radikaller, askorbik veya ürik asit tarafından etkili bir şekilde "yakalanır". Mannitol veya benzoik asit ve bazen etanol, hidroksil radikallerini (HO·) "temizlemek" için kullanılır. Bununla birlikte, tuzakların her zaman spesifik olmadığını da söylemek gerekir: birçoğu yalnızca radikallerle değil, aynı zamanda oldukça aktif moleküllerle de reaksiyona girer.

Elektron paramanyetik rezonans yöntemi

Serbest radikal reaksiyonlarının moleküler ürünlerinin incelenmesine ve inhibitör analize dayalı çalışmaların faydaları şüphe götürmez olsa da, serbest radikal reaksiyonlarının doğrudan tespit edilmesi ve incelenen süreç sırasında konsantrasyonlarındaki değişikliklerin doğrudan çalışılması olasılığı göz ardı edilmemelidir. .
Günümüzde radikalleri tespit etmek için iki doğrudan yöntem vardır: elektron paramanyetik rezonansı (EPR) ve kemilüminesans (CL).

ESR yöntemi, semikinon radikallerinin, özellikle de ubikinol ve tokoferol radikallerinin oldukça güvenilir bir şekilde incelenmesini mümkün kılar (bkz. Şekil 6'daki spektrumlar). Reaktif oksijen türlerinin ve lipitlerin radikalleri genellikle doğrudan gözlemlenmez. Sadece iki çözeltinin sürekli akışlarıyla hızlı bir şekilde karıştırılması yöntemini kullanarak (bkz. Şekil 7), linoleik asit hidroperoksitlerin Ce4+ ve Fe2+ iyonları tarafından ayrışması sırasında oluşan lipit radikallerinin ESR sinyallerini gözlemlemek mümkün oldu. reaktiflerin muazzam maliyetlerine rağmen oldukça zayıftır (Osipov, 1980 #594). Biyolojik sistemlerdeki oksijen veya lipit radikallerini EPR ile doğrudan tespit etme girişimleri başarısız olmuştur çünkü oksijen veya lipit radikalleri gibi çoğu radikalin kararlı durum konsantrasyonları biyolojik sistemlerde çok düşüktür. Ancak başarı, döndürme tuzağı yönteminin geliştirilmesinden sonra geldi.

Döndürme tuzakları

EPR yönteminin tüm avantajlarına rağmen, duyarlılığı genellikle incelenen örnekte oluşmakla kalmayıp aynı zamanda içinde meydana gelen önemli süreçlere de katılan serbest radikalleri tespit etmede yetersizdir. Bütün sorun radikallerin yüksek kimyasal aktivitesidir. Biyolojik sistemlerde, membranlarda oksijen radikallerinin veya lipit radikallerinin oluşma oranları çok yüksek değildir ancak bu radikallerin yok olma oranları çok yüksektir; Bu nedenle, herhangi bir zamanda radikallerin konsantrasyonu (sabit konsantrasyon olarak adlandırılır) genellikle o kadar küçüktür ki EPR tarafından tespit edilemezler. Radikal ne kadar aktif olursa, sabit konsantrasyonu da o kadar düşük olur ve EPR tarafından "görülme" olasılığı da o kadar az olur. Çıkış yolu, aktif radikallerin, EPR kullanılarak tespit edilen aktif olmayan, kararlı radikallere dönüştürülmesidir. Bu amaçla, çalışılan numuneye spin tuzakları adı verilen özel maddeler eklenir (örneğin, bir hücre süspansiyonuna, doku homojenatına veya serbest radikalleri içeren reaksiyonların gerçekleştiği çözeltiye) (tabii ki spinleri "yakalamalarına" rağmen, ama radikaller). Örneğin, H2O hidroksil radikallerini "yakalamak" için. Fenilbütilnitron (PBN) kullanılır.

Bir tuzak bir radikal ile etkileşime girdiğinde, radikal, "spin eklentisi" (İngilizce ekle - ekle, katla kelimesinden gelir) adı verilen yeni, kararlı bir radikalin oluşumuyla tuzağa bağlanır. Farklı radikallerin spin katkılarının EPR sinyalleri şekil olarak biraz farklılık gösterir. Bu, incelenen sistemde oluşan radikallerin tanımlanmasını mümkün kılar. Şekil 8, solda, hidrojen peroksitin iki değerlikli demir iyonları tarafından ayrışması sırasında oluşan bir OH radikali ile FBN'nin spin eklentisinin EPR sinyalini ve sağda, varlığında oluşan aynı eklentinin EPR sinyalini gösterir. Hipokloritin iki değerlikli demir iyonlarıyla etkileşimi sırasında FBN'nin oluşumu.

Diğer radikalleri (örneğin süperoksit) yakalamak için başka tuzaklar kullanılır. Döndürme tuzağı serbest radikalleri "yakaladığı" için, bu radikallerin neden olduğu süreci yavaşlatır (engeller), örneğin radikallerin canlı hücrelere verdiği zararı azaltır. O. Bu nedenle, spin tuzakları iki amaç için kullanılır: Hangi radikallerin oluştuğunu ve bunların hücrede hangi işlemlere neden olduğunu bulmak.

Kemilüminesans yöntemi

Radikalleri içeren reaksiyonları incelemek için etkili bir yöntem, kemilüminesans (CL) yöntemidir. Radikallerin birbirleriyle etkileşime girdiğinde, fotonlar (ışık kuantumu) şeklinde yayılabilen çok fazla enerjinin açığa çıktığı gerçeğine dayanmaktadır. Bu tür bir lüminesansın yoğunluğu (CL), radikallerin katıldığı reaksiyonun hızıyla orantılıdır ve bu nedenle, incelenen süreç sırasında konsantrasyonlarında bir değişiklik gösterir. Bu konu, "Biyolojik sistemlerde içsel kemilüminesans ("ultra zayıf parıltı") dersinde daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır.

Reaksiyon kinetiğinin incelenmesi

Serbest radikalleri içeren reaksiyonlar, özellikle zincir oksidasyon reaksiyonları oldukça karmaşıktır ve birbirini takip eden birkaç aşamadan geçer. Zincir reaksiyonların mekanizmasının incelenmesinde ana rol, süreçlerin kinetiğinin incelenmesiyle oynandı; Bu durumda, kemilüminesans kinetiğinin ölçümü, radikallerin, örneğin lipit radikallerinin konsantrasyonundaki zaman içindeki değişikliğin doğrudan görülmesine olanak tanır. Kemilüminesansın paralel ölçümleri, demir iyonlarının oksidasyonu ve mitokondri ve fosfolipid veziküllerin (lipozomlar) süspansiyonlarında reaksiyon ürünlerinin birikmesi, lipitlerin serbest radikal zincir oksidasyonunun ana reaksiyonlarının hız sabitlerinin deneysel olarak belirlenmesini mümkün kıldı.