Radikalische Substitution

Ein Radikal ist ein Teilchen mit einem ungepaarten Elektron. Dieses reagiert mit einem Stoff, indem es eine vorhandene Bindung aufbricht und mit dem vorher gebundenen Atom die Bindung eingeht. Das angegriffene Molekül hat nun ein ungepaartes Elektron und wurde selbst zum Radikal.

Zunächst einmal müssen Radikale für die Reaktion erzeugt werden (Ausnahme: Sauerstoff ist im Normalzustand ein Biradikal, O-O). Im Fall der Halogene reicht zur Radikalerzeugung Licht:

Br₂ → 2 Br

Die erzeugten Radikale können nun nahezu wahllos mit Stoffen reagieren. Beim Reaktionspartner sind also folgende Vorgänge denkbar:

C₆H₁₃-CH₃ + Br → C₆H₁₃-H₂C + HBr

C₆H₁₃-H₂C + Br₂ → C₆H₁₃-H₂C-Br + Br (Produkt: Bromheptan)

Ein Heptanradikal kann natürlich auch mit einem weiteren Heptanmolekül reagieren, dabei entsteht dann wieder ein Heptanmolekül (aus dem Radikal) und ein Heptanradikal (aus dem Heptanmolekül).

Die durch Licht und damit Bildung der Bromradikale begonnene Kettenreaktion kommt dann zum Abbruch, wenn zwei Radikale miteinander reagieren und damit ein stabiles Molekül bilden. In diesem Beispiel sind mögliche Abbruchreaktionen:

2 Br → Br₂ (Umkehrung des Kettenstarts)

C₆H₁₃-H₂C + Br → C₆H₁₃-H₂C-Br (Produkt: Bromheptan)

2 C₆H₁₃-H₂C → C₆H₁₃-H₂C-H₂C-C₆H₁₃ (Produkt: Tetradecan)