Radikálové reakce rozpadu N-H, O-H a O-O vazeb účinkem homogenních a heterogenních redox činidel.

Abstract

Disertační práce byla zaměřena na EPR studium redox reakcí vybraných typů fenolů, sekundárních aminů a diperoxidických sloučenin.V ramci studia bylo použito několik redox činidel a práce probíhla jak v nepolárních tak i v malé míře v polárních rozpouštědlech. EPR spektra generovaných radikálových produktů byla interpretována na základě spektrální simulace. Studium radikálových reakcí za účasti fenolů bylo přednostně zaměřeno na chování para metyl substituovaných fenolů za účelem posouzení lability tohoto substituentu ve vztahu k použitým redox činidlům. Byla prokázána tendence k odštěpení vodíku z para metyl substituentu, jako paraleního mechanizmu k odštěpení vodíku z fenolické OH skupiny. Vznikající benzylové radikály byly nepřímo detekovány ve formě aduktů s aromatickými nitroso sloučeninami. Tyto adukty podléhají následným přeměnám, vedoucím k novým typům fenoxylových radikálů. Studium rozpadu NH vazeb bylo provedeno na skupině N,N´- parafenylendiaminů, 1-anilino-1-fenylpentan-3-onů a amino substituovaných 1,3-dimetyluracilů. Oxidací s 3-chloroperoxybenzoovou kyselinou byly od uvedených struktur připraveny příslušné nitroxylové radikály. V případě 1-anilino-1-fenylpentan-3-onů byly oxidací s PbO2 připraveny aminylové radikály, kterých přítomnost byla prokázána metodou spin trappingu s nitrosobenzenem. V rámci studia rozpadu peroxidických – O-O- vazeb byly metodou spin trappingu sledovány kyslíkaté radikály, generované z peroxidických sloučenin typu Luperoxidů v přítomnosti vybraných redox činidel. Z analýzy EPR spekter vyplývá, že primární alkoxylové radikály pravděpodobně podléhají fragmentaci, která v přítomnosti kyslíku vede ke vzniku sekundárních alkoxylových radikálů. Vznik kyslíkatých radikálů v průběhu rozkladu byl nepřímo potvrzen v přítomnosti modelových fenolických sloučenin, kdy v důsledku abstrakce vodíku z fenolické OH skupiny těmito radikály dochází k tvorbě fenoxylových radikálů

The Ph.D. thesis was focused on EPR study of redox reactions of selected types of phenols, secondary amines and diperoxy coumpounds. Within the study some redox agents were employed in nonpolar, in some special cases also in polar solvents. EPR spectra of generated radical products were interpreted using spectral simulation. Study of radical reactions under participation of phenols was preferentially concentrated on the behavior of para methyl substituted phenols, where the instability of this substituent in relation to the applied redox agents was evaluated. The tendency towards the abstraction of hydrogen from methyl group, representing the paralell mechanism to the hydrogen abstaction from phenolic OH group was proved. The generated benzyl radicals were undirectly detected in the form of adducts with aromatic nitroso compounds. These adducts undergo the consecutive transformations, leading to the formation of new types of phenoxy radicals. The study of the decomposition of NH bonds was performed with substituted N,N´-paraphenylenediamines, 1-anilino-1-phenylpentane-3-ones and amino substituted 1,3-dimethyluracils. By the oxidation with 3-chloroperbenzoic acid the corresponding nitroxyl radicals were prepared. In the case of 1-anilino-1-phenylpentane-3-ones the aminyl radicals were prepared by the oxidation with PbO2, which existence was evidenced by spin trapping method with nitrosobenzene. In the framework of the investigation of the decomposition of -O-O- bonds the oxygen centred radicals, generated from peroxidic compounds of Luperox type using selected redox agents were detected by spin trapping method. The analysis of EPR spectra documented that primary alkoxyl radicals undergo the consecutive fragmentation, which leads in the presence of oxygen to the formation of secondary alkoxyl radicals. The generation of oxygen centred radicals during the decomposition was indirectly proved in the presence of model phenolic compounds, where due to the abstraction of hydrogen from phenolic OH group the phenoxyl radicals are formed.