2018-08-20 16:39:28

自由基 - 有害化合物 免费编辑 修改义项名

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自由基,化学上也称为"游离基",是指化合物的分子在光热等外界条件下,共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。(共价键不均匀裂解时,两原子间的共用电子对完全转移到其中的一个原子上,其结果是形成了带正电和带负电的离子,这种断裂方式称之为键的异裂。)在书写时,一般在原子符号或者原子团符号旁边加上一个"·"表示没有成对的电子。如氢自由基(H·,即氢原子)、自由基(Cl·,即氯原子)、甲基自由基(CH3·)。自由基反应在燃烧、气体化学、聚合反应等离子体化学、生物化学和其他各种化学学科中扮演很重要的角色。历史上第一个被发现和证实的自由基是由摩西·冈伯格在1900年于密歇根大学发现的三苯甲基自由基。 中国有机化学家刘有成院士在自由基化学领域也做出了杰出贡献。

基本信息

  • 中文名

    自由基、游离基

  • 外文名

    Free radical

  • 性质

    强氧化性

  • 反应条件

    光热

  • 释义

    具有非偶电子的基团或原子

  • 学科

    化学

  • 特性

    活性高、具有磁矩

  • 化学名称

    游离基

折叠 编辑本段 概述

自由基,化学上也称为“游离基”,是指化合物的分子在光热等外界条件下,共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。

在书写时,一般在原子符号或者原子团符号旁边加上一个“·”表示没有成对的电子。自由基自由基

如氢自由基(H·,即氢原子)、氯自由基(Cl·,即氯原子)、甲基自由基(CH3·)

自由基反应在燃烧、气体化学、聚合反应、等离子体化学、生物化学和其他各种化学学科中扮演很重要的角色。

历史上第一个被发现和证实的自由基是由摩西·冈伯格在1900年于密歇根大学发现的三苯甲基自由基。

中国有机化学家刘有成院士在自由基化学领域也做出了杰出贡献。

注:人体专一清除氧自由基物质是超氧化物歧化酶,SOD能与氧自由基结合转化为无害的水。

折叠 编辑本段 形成及反应

折叠 形成

自由基又称游离基,是具有非偶电子的基团或原子,它有两个主要特性

一是化学反应活性高;

二是具有磁矩。

在一个化学反应中,或在外界(光、热等)影响下,分子中共价键分裂的结果,使共用电子对变为一方所独占,则形成离子;若分裂的结果使共用电子对分属于两个原子(或基团),则形成自由基。  

折叠 反应

有机化合物(Organic compounds)发生化学反应时,总是伴随着一部分共价键(covalent bond)的断裂和新的共价键的生成。例如酪氨酸自由基(tyrosine radical),共价键的断裂可以有两种方式:均裂(homolytic bond cleavage)和异裂(heterolyticcleavage)。键的断裂方式是两个成键电子在两个参与原子或碎片间平均分配的过程称为键的均裂(homolyticbondcleavage)。两个成键电子的分离可以表示为从键出发的两个单箭头。所形成的碎片有一个未成对电子,如H·,CH·,Cl·等。若是由一个以上的原子组成时,称为自由基(radical)。因为它有未成对电子,自由基和自由原子非常的活泼,通常无法分离得到。不过在许多反应中,自由基和自由原子以中间体的形式存在,尽管浓度很低,存留时间很短。这样的反应称为自由基反应(radical reactions)。  

折叠 编辑本段 产生方法

①引发剂引发,通过引发剂分解产生自由基

②热引发,通过直接对单体进行加热,打开乙烯基单体的双键生成自由基

③光引发,在光的激发下,使许多烯类单体形成自由基而聚合

④辐射引发,通过高能辐射线,使单体吸收辐射能而分解成自由基

⑤等离子体引发,等离子体可以引发单体形成自由基进行聚合,也可以使杂环开环聚合

⑥微波引发,微波可以直接引发有些烯类单体进行自由基聚合。  

折叠 编辑本段 认识

超氧化物歧化酶(SOD)近年来,随着中国民物质生活水平和对生活质量的要求不断提高,人们对保健知识的需求也与日俱增,近一段时间内,在有关保健知识的传播中,一个新的名词--自由基出现的频率越来越高,保健用品中、化妆品中、烟草中、日常食品中等…..那么,究竟什么是自由基,它与我们人类的健康有什么关系呢?

简单的说,在我们这个由原子组成的世界中,有一个特别的法则,这就是,只要有两个以上的原子组合在一起,它的外围电子就一定要配对,如果不配对,它们就要去寻找另一个电子,使自己变成稳定的物质。科学家们把这种有着不成对的电子的原子或分子叫做自由基。

自由基非常活跃,非常不安分。就象我们人类社会中的不甘寂寞的单身汉一样,如果总也找不到理想的伴侣,可能就会成为社会不安定的因素。那它是如何产生的呢?又如何对人的身体产生危害的呢?早在上个世纪末90年代初期,中国大陆对自由基的认知来自于北京卷烟厂在出口产品定单中外方产品的要求,外方,尤其是日本提出,吸烟危害人体健康,不仅仅是尼古丁、焦油,还有一种更厉害的物质是自由基。

当一个稳定的原子的原有结构被外力打破,而导致这个原子缺少了一个电子时,自由基就产生了。于是它就会马上去寻找能与自己结合的另一半。它活泼,很容易与其他物质发生化学反应。当它与其他物质结合的过程中得到或失去一个电子时,就会恢复平衡,变成稳定结构。这种电子得失的活动对人类可能是有益的,也可能是有害的。

一般情况下,生命是离不开自由基活动的。我们的身体每时每刻都从里到外的运动,每一瞬间都在燃烧着能量,而负责传递能量的搬运工就是自由基。当这些帮助能量转换的自由基被封闭在细胞里不能乱跑乱窜时,它们对生命是无害的。但如果自由基的活动失去控制,超过一定的量,生命的正常秩序就会被破坏,疾病可能就会随之而来。

所以说自由基是一把双刃剑。认识自由基,了解自由基对人体的作用,对健康十分必要。

折叠 编辑本段 存在空间

这种缺少了一个电子,而又非常活跃的原子或分子的自由基,存在空间相当广泛。

科学家在二十世纪初从烟囱和汽车尾气中发现了这种十分活跃的物质。随后的研究表明,自由基的生成过程复杂多样,比如,加热、燃烧、光照,一种物质与另一种物质的接触或任何一种化学反应都会产生自由基。在日常生活中与您最亲密接触的渠道便是您烹制美味的菜肴时或您点燃一只烟醉心于吞云吐雾时,您精心使用化妆品打扮时,自由基就悄悄地蔓延开来了。

自由基的种类非常多,自由基的存在的空间也是无处不在。它们以不同的结构特征,在与其他元素结合时,发挥着不同的作用。

人体里也有自由基,他们既可以帮助传递维持生命活力的能量,也可以被用来杀灭细菌和寄生虫,还能参与排除毒素。受控的自由基对人体是有益的。但当人体中的自由基超过一定的量,并失去控制时,这种自由基就会给我们的生命带来伤害。

生命体内的自由基是与生俱来的,既然生命能力历经35亿年沧桑而延续至今,就说明生命本身具有平衡自由基或者说清除多余自由基的能力。然而,随着人类文明的飞速发展,特别是最近一百年来,在科学技术给人类创造了巨大生产力的同时也带来了大量的副产品,其中就有与日俱增的自由基。化学制剂的大量使用、汽车尾气和工业生产废气的增加、还有核爆炸……,人类文明活动还在不断破坏着生态环境,制造着更多的自由基。骤然增加的自由基,早已超过了人以及生命所能正常保持平衡的标准,早已让人类应接不暇,人类健康面临着前所未有的严峻挑战。

折叠 编辑本段 害处

折叠 途径一

抗氧化枢机自由基是无处不在的,自由基对人体攻击的途径是多方面的,既有来自体内的 ,也有来自外界的。当人体中的自由基超过一定的量,并失去控制时,这些自由基就会乱跑乱窜,去攻击细胞膜,去与血清抗蛋白酶发生反应,甚至去跟基因抢电子,对我们的身体造成各种各样的伤害,产生各种各样的疑难杂症。

人类生存的环境中充斥着不计其数的自由基,我们无时无刻不暴露在自由基的包围和进攻中。离我们生活最近的,例如,炒菜时产生的油烟中,就有自由基,这种油烟中的自由基使经常在厨房劳作的家庭妇中餐大厨肺部疾病和肿瘤的几率远远高于其他人;此外,还有吸烟,吸烟最直接产生自由基。吸烟的过程是一个十分复杂的化学过程,您知道您吸食一只香烟的时候您就象开起了一座小化工厂,它产生了数以千计的化合物,其中除了早在80年代以被认知的焦油和烟碱外,还存在最大最难以控制的就是多种自由基。传统观念认为吸烟对人体的损害来自烟碱(尼古丁),然而,最新研究表明,吸烟中自由基的危害要远远大于烟碱(尼古丁)。吸烟产生的自由基,有的是可以被过滤嘴清除的,但还有很多种自由基不能被传统的过滤方法清除掉,必须采取更科技的手段来对其进行清除和降低。自由基的存活时间仅仅为10秒,但吸入人体后,就会直接或间接损伤细胞膜或直接与基因结合导致细胞转化等,从而引起肺气肿、肺癌、肺间质纤维化等一系列与吸烟有关的疾病。

通过呼吸系统吸入的自由基决不仅仅来自炒菜和吸烟,像汽车尾气、工业生产废气等等环境污染产生的大量自由基也会在人们日常生活运动中被无防备的吸入。

散布在空气中,使用的化妆品中的自由基还会直接攻击人的皮肤,从表皮细胞中抢夺电子,使皮肤失去弹性,粗糙老化产生皱纹。

自由基对人体的攻击,既在最深层引起突变,又在最表层留下痕迹。可以说,人类被包围在自由基的内外夹击中。 

折叠 途径二

自由基对人体的攻击既有来自体内的也有来自体外的;既在最深层引起的突变,也在最表层留下痕迹。可以说,人类处于自由基的内外夹击中。例如:在人体低密度脂蛋白简称LDL,当人体内的低密度脂蛋白升高后,在血液流动的过程中,低密度脂蛋白在细胞内皮的作用下进入血管腔内,由于大量自由基的存在,氧化自由基与低密度脂蛋白结合形成氧化型的低密度脂蛋白(Ox-LDL),氧化型的低密度脂蛋白在血管壁内就会被当成异己存在,而被巨噬细胞单核细胞、内皮细胞和平滑肌细胞吞噬掉。平滑肌细胞和巨噬细胞吞噬大量的氧化型的低密度脂蛋白就变成为泡沫细胞,大量的泡沫细胞堆积,使血管壁向外凸出(但是做血管造影是看不出血管壁有任何的改变),粥样硬化斑块的形成就导致动脉粥样硬化。血管内皮细胞吞噬氧化型的低密度脂蛋白后,造成血管内壁的损坏,血管内壁间隙增大,在血管内由于T细胞释放的γ干扰素,使泡沫细胞破裂,内容物就会从血管内壁间隙增大处流入血管腔内,由于血管的应激作用就会将渗出的内容物包裹,形成血栓斑块。当这种血栓在心脏部位产生就形成心梗,在脑部产生就形成脑梗。因此防止低密度脂蛋白被氧化是防止心血管疾病的关键所在。[1]

折叠 编辑本段 对抗

给予负离子,使生物体体内过剩的活性氧还原,就能够抑制生物体的氧化。负离子能够使生物体容易摄取维他命頪,氨基酸,矿物质等,这些成分能够分解,消除活性氧,提高SOD的活性。所以负离子是生物体不可或缺的物质。负离子是唯一能够消除活性氧自由基,保护生物体的自然要素。

负离子没有副作用,能够促进自然治愈力,治愈疾病,保持健康。负离子能够使血液变成弱碱性,使新陈代谢,生理作用旺盛,并强化免疫力,同时也能够给予生物体衰弱时增强的活性氧电子,仰制氧化,杜绝疾病的根源。氧附着于生物体的细胞组织中,当电子被夺走时,就会引起细胞组织的氧化。活性氧会从生物体的脂质(不饱和脂肪酸)或蛋白质那儿夺走电子,结果引起脑中风或心肌梗塞,动脉硬化症,癌症及糖尿病。负离子的本质是电子,因此给予生物体负离子,就能使生物体体内充满电子,代替生物体的脂质或蛋白质的电子给予活性氧,使活性氧安定,所以不会损伤生物体的细胞,同时能够抑制疾病的发生。[2]

参考资料

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