Radikalische Substitution

Bei der radikalischen Substitution, wird durch eine Kettenreaktion ein Radikal in einem Molekül durch ein anderes Radikal ausgetauscht.

Erklärung

Die radikalische Substitution, kann wie jede radikalische Reaktion in mehrere Schritte aufgeteilt werden. Diese sind die

• Zerfallsreaktion (Bildung des Radikals)
• Startreaktion (Erste Reaktion des Radikals)
• Kettenreaktion (Austausch des Radikals)
• Abbruchreaktion (Abbruch der Reaktion)

Zerfallsreaktion

Bei der Zerfallsreaktion zerfällt der Initiator zu meistens zwei Radikalen. Diese sind sehr reaktive Moleküle, die schnell weiter reagieren und die Reaktion starten.

Da der Initiator gleichzeitig der Substituent ist, kann auf die Zerfallsreaktion direkt die Kettenreaktion folgen.

Kettenreaktion

Auch Wachstumsreaktion genannt, ist ein Schritt, der sich so lange wiederholt, bis eins der Edukte verbraucht ist oder sich die Reaktionen abbrechen.

Bei der Wachstumsreaktion bildet sich immer wieder ein neues Radikal, sobald eins verbraucht wird.

Zuerst reagiert das Radikal des Initiators mit einem Wasserstoff unseres Moleküls, wodurch sich ein Molekülradikal bildet.

Anschließend reagiert das Molekülradikal mit dem Initiator, wodurch sich ein neues Initiatorradikal bildet und der andere Teil des Initiator eine Bindung mit dem Molekülradikal eingeht.

Abbruchreaktionen

Bei der Abbruchreaktion reagieren immer zwei Radikale miteinander.

Zum Beispiel können zwei Molekülradikale miteinander reagieren.

Auch denkbar wäre die Reaktion zwischen einem Radikal des Initiators mit einem Molekülradikal.

Beispiel

Wir haben das Molekül But-1-en gegeben, was mit Chlor substituiert wird.

Zerfallsreaktion

Zuerst lassen wir das Chlorgas durch eine photolytische Spaltung (mit Licht) in zwei Radikale zerfallen.

Kettenreaktion

Anschließend reagiert bei der Kettenreaktion zunächst das Chlorradikal mit einem Wasserstoff, welcher sich neben der Doppelbindung befindet.

Grund dafür ist, dass das Radikal an dieser Stelle durch eine Mesomerie stabilisiert ist.

Danach kann das Radikal mit dem Chlorgas weiter reagieren. Durch die Mesomerieformen können zwei verschiedene Produkte entstehen.

Anschließend wiederholt sich die erste Reaktion der Kettenreaktion mit dem neu gebildeten Chlorradikal.

Abbruchreaktion

Die Abbruchreaktion findet dadurch statt, dass zwei Radikale miteinander reagieren.

Hierbei kann der Initiator mit sich selbst reagieren.

Es kann auch das Molekülradikal mit dem Chlorradikal reagieren.

Das Molekülradikal kann auch mit sich selbst reagieren.

Dabei kann unterschieden werden zwischen:

• der Disproportionierung (Übertragung eines Wasserstoffs)
• der Rekombination (Bildung einer Bindung)