基本介紹
- 中文名：自由基離子
- 外文名： radical ion
- 拼 音： ziyoujilizi
- 簡稱：離子基
定義,研究歷史,產生,檢定,反應特點,自由基與生物,
定義
簡稱離子基。帶有電荷的自由基，具有自由基和離子的雙重性質。帶正電荷的自由基叫自由基正離子（簡稱正離子基，radical cation)，帶負電荷的自由基叫自由基負離子（簡稱負離子基，radical anion)。一般情況下，代表未成對電子的圓點和電荷按·+和·-的順序寫出，也可經將電荷性質直接寫在位於中間的圓點的上方，後者更為通用。如果未成對電子和電荷分別位於不同原子上，也可以把圓點和電荷分別寫在不同的原子上。中性分子失去一個電子，就生成自由基正離子；接受一個電子，就生成自由基負離子。
研究歷史
它可以是起始物, 也可以是產物。但是, 最常見的卻是反應的中間體。就性質而言, 自由基一般都是很活潑的，比如，甲基只能存在0.01秒,當然也有穩定的自由基。自由基概念的確立始於1900年剛伯格(Gombeyr) 首次製得穩定的三苯甲基。多年來, 自由基僅是一個化學新奇物, 直到1937年喀拉蚩( Kharasch) 發現過氧化物效應, 解釋了溴化氫和不對稱稀烴的反“ 馬氏” 法則加成的原因後, 科學家們才認識到自由基作為實體而參與化學反應, 揭示了有機化學理論的新展望。
產生
有機化合物分子中的化學鍵發生均裂都能形成自由基。
1）熱解法
很多化合物, 特別是含弱鍵的化合物, 在氣相或液相中可以發生熱均裂反應產生自由基。例如: 二烷基過氧化物、二醯基過氧化物，偶氮化合物等作自由基源時, 在50~150度時均能生成自由基。
2）光解法
鍵能在50-95KCal/mol的有機物, 在波長適當的紫外線或可見光的照射下, 都能發生鍵均裂生成自由基。
3）氧化還原法
很多無機離子可以在氧化還原反應中得到或失去一個電子而改變價態, 可以廣泛用以產生活潑自由基。
4）有機方法
檢定
檢定自由基存在的方法主要有儀器檢定和化學檢定兩種， 前者最有效, 常用的儀器叫做順磁共振法儀, 或稱電子自旋共振, 簡稱ESR。化學檢定常用捕捉法。
1 順磁共振
電子的順磁共振現象是根據自由基自旋所產生磁矩的性質決定的言一般分子中, 電子配對, 自旋相反, 產生的磁矩可以互相抵消, 這種分子對外界磁場呈現反磁性。但是, 當分子中具有一個電子或奇數電子獨占一個軌道時, 分子產生磁矩, 那么這種物質磁場內會呈現順磁性, 分析它的波譜圖, 就可以檢定出低達
的自由基。對一個典型的ESR實驗來說, 一般採用的磁場大約為3200G , 共振吸收發生在微波區的9000MHz 左右。
對在順磁共振儀上檢定不出來的命短自由基, 則需採用化學檢定, 即加入某種化學試劑, 使其變穩定, 或使其減慢反應速度後, 再進行鑑定或檢定。
2 化學檢定
自由基由於具有高活性, 決定它具有高度親和力, 因此, 可以用和它們化合生成穩定產物的試劑進行捕集, 而後, 對這些穩定產物就能進行分離, 並加以鑑定。比如: 在自由基反應中加入甲苯, 就會使中間體自由基奪取甲苯的α-氫原子, 生成較穩定的苄基自由基, 苄基自由基將持續保留在反應體系中, 直至它們二聚生成二苄基為止，二苄基是個易於鑑定的產物。
反應特點
(1) 自由基反應無論是在氣相或液相中發生, 它們都是十分相似的， 自由基在溶液中的溶劑化會擴成一些不同。
( 2 ) 酸或鹼的存在或溶劑極性的改變, 對於自由基反應都沒有什麼影響( 非極性溶劑會抑制競爭的離子反應)。
( 3 ) 自由基反應由典型的自由基源所引發或加速。
( 4 ) 清除自由基的物質, 如NO，氧氣或苯琨等, 會使自由基反應的速率減慢或使自由基反應完全被抑制。
自由墓參加化學反應的事實, 不僅能解析一些化學現象, 例如: 苯胺接觸空氣很快變成棕色, 然後變青、變黑; 苯甲醛易生成一層硬殼; 乙醚不添加乙醇使它穩定, 會生成高度爆炸的過氧化物等。而且能運用它的反應特性來進行工業合成。例如高分子聚合物的製備等。還必須指出的是, 自由基在生物體內所參與的作用, 如酶催化, 光合成, 過氧化物效應等, 在治療疾病, 預防癌症方面, 都具有實際意義。
自由基與生物
少量並且控制得宜的自由基是有用的。例如白血球利用自由基(超級氧，一氧化氮)來殺死外來的微生物，體內一些分解代謝的反應須要自由基來催化，血管的舒張和部分神經、消化系統訊號的傳導要藉助於自由基(一氧化氮)
給予負離子，使生物體體內過剩的活性氧還原，就能夠抑制生物體的氧化。負離子能夠使生物體容易攝取維他命頪，胺基酸，礦物質等，這些成分能夠分解，消除活性氧，提高SOD的活性。所以負離子是生物體不可或缺的物質。負離子是唯一能夠消除活性氧自由基，保護生物體的自然要素。
負離子沒有副作用，能夠促進自然治癒力，治癒疾病，保持健康。負離子能夠使血液變成弱鹼性，使新陳代謝，生理作用旺盛，並強化免疫力，同時也能夠給予生物體衰弱時增強的活性氧電子，抑制氧化，杜絕疾病的根源。
氧附著於生物體的細胞組織中，當電子被奪走時，就會引起細胞組織的氧化。活性氧會從生物體的脂質（不飽和脂肪酸）或蛋白質那兒奪走電子，結果引起腦中風或心肌梗塞，動脈硬化症，癌症及糖尿病。
負離子的本質是電子，因此給予生物體負離子，就能使生物體體內充滿電子，代替生物體的脂質或蛋白質的電子給予活性氧，使活性氧安定，所以不會損傷生物體的細胞，同時能夠抑制疾病的發生。
