Radikaali (kutsutaan usein vapaa radikaali ) on kemiallinen laji, joka on yksi tai useampia parittomia elektroneja sen ulkokuori. Elektroni on merkitty pisteellä . Yksittäisen elektronin läsnäolo antaa näille molekyyleille suurimman osan ajasta suuren epävakauden (ne eivät kunnioita tavusääntöä ), mikä tarkoittaa, että niillä on mahdollisuus reagoida monien yhdisteiden kanssa useimmiten epäspesifisissä prosesseissa, ja niiden elinikä on hyvin lyhyt.
Jos radikaali on yksi, kaksi tai kolme yhden elektroneja, sitä kutsutaan monoradikaali , biradikaalin , triradical , jne , vastaavasti . Radikaalit ovat usein epävakaita molekyylejä, joissa on pariton määrä elektroneja. Näiden kemiallisten kokonaisuuksien vakaus vähenee yksittäisten elektronien määrän kasvaessa.
Radikaalit saadaan yleensä hajottamalla kemialliset sidokset . Ottaen huomioon, että kemiallisilla sidoksilla on suuruusluokkaa satoja kJ • mol −1 , radikaalien tuottamiseen liittyvät olosuhteet ovat usein rajuja: korkeat lämpötilat, ionisoivat säteilyt , ultraviolettisäteet .
Kemiallinen sidos voidaan leikata homolyyttisesti (kaksi elektronien AB sidos on tasaisesti), jolloin saatiin kaksi radikaalia:
• • .Jos kemiallinen sidos rikkoutuu heterolyyttisesti ( sidoksen kaksi elektronia sieppaa yksi atomeista), meillä on pikemminkin ioneja kuin radikaaleja:
.Olemassaoloa vapaiden radikaalien on osoitettu, että kemistit ja kumin 1940-luvun alussa.
Vapaan radikaalin, jolla on yksi elektroni, magneettikentässä on häiriöitä, epätasapaino, joka tekee siitä reaktiivisen. Vakauttamiseksi se kerää elektroneja muista molekyyleistä, erityisesti monityydyttymättömistä rasvahapoista (PUFA), mikä luo uusia radikaaleja.
Biologiassa vapaiden radikaalien läsnäololle kehossa on tunnusomaista puolustusjärjestelmän lisääntyminen tai niiden aiheuttama vahinko.
Kahden entsyymin aktiivisuus voidaan myös mitata: glutationiperoksidaasi ja superoksididismutaasi .
Lisäksi vapaiden radikaalien ja ikääntymisen välillä on yleensä korrelaatio.
Vapaat radikaalit voidaan havaita myös laboratoriossa - paramagnetismin fyysisten ominaisuuksiensa vuoksi - fysikaalisella mittauksella, jota kutsutaan elektroniseksi paramagneettiseksi resonanssiksi (EPR).
Termiä "vapaa radikaali" käytetään kuvaamaan reaktiivisia happijohdannaisia ( ROS) tai " reaktiivisia happilajeja " ( ROS) tai "vapaita happiradikaaleja". Tämä on erityinen radikaaliryhmä.
Fysiologisen tilan, minkä tahansa eliön, joka asuu aerobisesti tuottaa ROS, mukaan lukien vapaat radikaalit, jotka ovat käyttökelpoisia erityisesti moduloimiseksi tiettyjen solujen toimintaa (lisääntymistä, eloonjääntiä, apoptoosin , jne. ), Siinä määrin, että nämä ROS nähdään nyt todelliset solunsisäiset sanansaattajat.
Reaktiiviset johdannaiset hapen :
Tyydyttymättömästä rasvahaposta johdetut radikaalit . Peroksinitriitillä ONOO • . Typpimonoksidin NO • .
Nämä aineet voivat peroxidize tyydyttymättömien lipidien , jotka muodostavat kalvon rakenteet ja voivat sitten tappaa solun. Solujen korvaaminen saa kehon aktivoimaan kantasolunsa , mikä lisää syövän riskiä . Tämä edistää myös kehon nopeutettua ikääntymistä , koska kantasolut eivät voi lisääntyä ikuisesti ( Hayflickin raja ).
Hyvin monet radikaalit syntyvät palamisen reaktioita , joihin liittyy erittäin korkeita lämpötiloja (useita satoja tai jopa useita tuhansia Kelvin ).
Polttoaineiden palamisreaktioissa syntyy suuri määrä radikaaleja. Että kylmän liekin järjestelmän sisäinen isomerointi peroksyyliradikaaliksi radikaaleja muodostuu reaktioissa repeämisen vetyatomeja metyyli ryhmistä ei suosita. Esimerkiksi kun kyseessä on C 4 H 9 OCH 2 OO, sisäinen isomerointi, joka johtaa C 4 H 8 OCH 2 OOH, mahdollinen haarautuminen aine, merkitsisi välituote sykli seitsemän asemaa.
Alle 770 K on kylmä liekki järjestelmä , hapetus mekanismeja hallitseva reaktiivisuus polttoaineiden läpi muodostumisen peroksiradikaaleihin joka voi johtaa ketjunhaarautumisaine mekanismi peräkkäin lisäämällä dihappea, sisäinen isomerointi ja hajoaminen: