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1. 실험실 라디칼 첨가의 한계
- 라디칼은 반응성이 매우 높기 때문에, 알켄 중합처럼 반복적으로 라디칼이 재생되는 비제어적 연쇄반응이 일어나기 쉽다.
- 실험실에서는 라디칼 반응 중간체가 쉽게 quench되지 않아 원하지 않는 연속적 첨가가 발생하며, 이로 인해 복잡한 분자에 대해 정교한 라디칼 첨가를 수행하기 어렵다.
- 전기친화적 첨가(Electrophilic addition): 양이온 중간체가 빠르게 Nu⁻에 의해 quench → 반응 1회로 종료
- 라디칼 첨가(Radical addition): 라디칼 중간체가 계속 반응 → 제어 어려움
2. 생체 내(radical biology)에서는 제어된 라디칼 첨가가 가능함
- 생체 반응에서는 하나의 기질 분자가 정확한 위치에 고정된 상태로 효소(active site)에 존재하기 때문
- 다른 반응기들이 정확한 위치에 배열되어 있기 때문에 반복 첨가가 제어되고, 원하는 방향으로만 진행
3. 생물학적 라디칼 첨가의 대표 사례: 프로스타글란딘 생성
- 대표 예: 아라키돈산(arachidonic acid) → 프로스타글란딘(prostaglandin)
- 반응 과정은 다음과 같은 4단계 라디칼 첨가 연쇄 과정으로 구성됨.
- Fe–O–O 기반의 iron–oxy radical이 C13에서 H abstraction → 탄소 라디칼 생성
- 생성된 라디칼이 O₂와 결합 → oxygen radical → C8–C9 이중결합에 첨가
- 다시 생성된 라디칼이 C12–C13 이중결합에 첨가
- 그 라디칼이 C15에서 두 번째 O₂와 반응 → 프로스타글란딘 골격 완성
- 이후 O–O 결합이 환원되면 PGH₂ 로 불리는 프로스타글란딘이 형성됨.
- 하나의 효소가 정교한 위치 제어를 통해 모든 라디칼 단계를 정확히 촉진함.
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