自由基
自由基
羟自由基
过氧化氢 过氧自由基 烷氧基
OH·
H2O2 RO2· RO·
10-9 sec
stable 7sec 10-6 sec
二、自由基的来源
氧化应激反应（细胞吞噬） 金属离子置换 黄嘌呤氧化酶 血红蛋白 核黄素
细胞色素P540 电子传递链
氧化酶类 脂质过氧化 NADPH 氧化还原酶
六、生活中如何对抗自由基
6.2 健康调理
1. 适当运动
医学之父希波克拉底讲过：“阳光、空气、水、和运动，这 是生命和健康的源泉。 过量的运动反而会产生大量自由基
2. 保证睡眠
3. 良好的情绪
Remember It all started with O2
The same thing that makes you live can kill you in the end.
Thank you ！
免疫（白细胞呼吸爆发）：自由基杀灭病原菌
生命能量代谢的基本形式：线粒体中的电子传递
酶促反应：凝血酶、胶原蛋白的合成 肝脏解毒：色素P540对有毒物质的羟化
三、自由基的生理作用
3.2.1 消极作用
脂质过氧化
产物
异 构 前 列 腺 素
壬 烯 醛
丙 烯 醛
丙 二 醛
结果：蛋白质结构功能改变、
细胞膜变性、DNA损伤
五、机体对自由基的调控
抗自由基物质摄取不足
1.体内自由基对细胞的破坏程度过高，引起组织
器官损伤和功能下降 2.继发性衰老和病变
六、生活中如何对抗自由基
思路： 降低生成量
客观存在，改变可能性较小
提高转化率
自由基名词解释植物生理学
自由基名词解释植物生理学
自由基 (Free radical) 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。
自由基的化学性质非常活泼，可以与其他分子发生反应，从而影响植物的生理代谢和生长发育。
在植物生理学中，自由基通常是指在植物体内产生的有害氧化物质，它们可以通过植物体内的抗氧化系统来清除，以保持植物体内自由基的平衡。
植物生理学研究中发现，自由基可以影响植物的水分代谢、能量代谢和物质代谢，从而影响植物的生长发育和抗逆能力。
例如，自由基可以破坏植物细胞膜和细胞壁，导致细胞死亡和组织损伤。
同时，自由基还可以引发植物体内的炎症反应，促进植物免疫系统的启动，从而增强植物的抗逆能力。
因此，自由基在植物生理学中具有重要的研究价值。
通过对自由基的理解和调控，可以进一步提高植物的生长发育和抗逆能力，从而为植物育种和农业生产提供有力的科学支持。
(完整版)自由基的基本概念
▪ 自由基的存在被很多科学实验证实,已经被证实的自由基
有三类。
▪ ⒈ 原子自由基 ▪ 自由基是一个原子。如：
HH
2H
Cl Cl 光 2Cl H 、Cl , 都为原子自由基
▪ ⒉ 基团自由基 ▪ 自由基是一个基团。
O
O
O
▪ C6H5 C O O C C6H5 2C6H5 C O 2C6H5 + 2CO2
O
C6H5 C O (苯甲酰氧自由基) 为一个基团自由基。
C6H5 (苯基自由基)也为一个基团自由基。
2.2 自由基的基本概念
CH3
CH3
CH3
CH3 C N N C CH3
2CH3 C + N2
CN
CN
CN
CH3
CH3 C
(异丁腈基自由基)为一个基团自由基。
CN
⒊ 离子自由基 自由基是一个离子。如过硫酸钾分解：
2.2 自由基的基本概念
一、 自由基(radical,free radical) 二、 自由基的种类
⒈ 原子自由基 ⒉ 基团自由基 ⒊ 离子自由基 三、 自由基的性质 ⒈ 电子不饱和性 ⒉ 具有较高的能量 四、 自由基的稳定性及其影响因素 ⒈ 取代基的电子效应对自由基稳定性的影响 ⒉ 取代基的空间效应对自由基稳定性的影响
作业:⒈
2.2 自由基的基本概念
• ⒈ 取代基的电子效应对自由基稳定性的影响 ⑴ 取代基的共轭效应对自由基稳定性的影响 如果自由基与共轭取代基连接,如
CH2 CH2 CH CH2 CH3 CH2 CH3
稳定性减弱
由于自由基的电子不饱和性,其电子云易发生流动，与共轭 取代基发生共轭或超共轭。共轭的结果,使自由基电子云密度降 低,从而降低了自由基的能量,所以自由基的稳定性增强。
什么是自由基
什么是自由基？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)、氯自由基(Cl·，即氯原子)、甲基自由基(CH3·)。
自由基产生方法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。
自由基的害处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女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。
自由基
自由基是客观存在的，对人类来说，无论是体内的 还是体外的，自由基还在不断地，以前所未有的速 度被制造出来。
• 好处：自由基在人体保健中，其实担当了极为重
要的角色。生命体遇上了对其有害的细菌和病毒，便 会产生出一些游离基，而当这些细菌和病毒接触到这 些游离基时，便会因为与游离基产生了强烈的化学反 应，而结果给破坏、消灭和杀死。换言之，在正常情 况下，游离基是生命体最好的军队。但是它既会破坏 消灭外来细菌和病毒，亦会攻击破坏杀害生命体本身 正常的 细胞。而生命体奇妙有趣之处，乃是当他发觉 有游离基要破坏人细胞时，生命体各个细胞核中的超 氧化物歧化酶（SOD）就会产生作用，去除游离基， 避免了游离基对细胞进行的氧化破坏活动。
Hale Waihona Puke •坏处• 氧化脂质:如细胞膜上脂质被氧化，使养分无法 进入细胞，使细胞坏死，人体老化 • 攻击蛋白:令蛋白失去功能，或形成大分子，甚 而断裂，引起病变。发生在皮下之胶原组织，会 令皮肤失去弹性、筋骨僵硬等。 • 自由基对DNA的破坏:主要是造成DNA股的切断 或碱基的修改，发生基因突变
• 把自由基想像成体内的黑道份子，个性顽劣，喜 欢欺负善良百姓。但是他们也并非毫无用处，如 果有细菌病毒入侵我们的身体，自由基一样会有 防御功能，消灭外来病菌，只是他好坏不分，假 使体内自由基的量超过平衡，就会对正常的细胞 造成威胁。
自由基
什么是自由基
• 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。因为本身 多了一个负电子，为求令本身稳定下来，便会很 倾向与其 他东西产生化学反应作用。十分活泼， 存在时间短。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· ） • 自由基是客观存在的，对人类来说，无论是体内 的还是体外的，自由基还在不断地，以前所未有 的速度被制造出来。
自由基
氧自由基一、自由基的产生机理及来源自由基又叫游离基，它是由单质或化合物的均裂（Homdytic Fission）而产生的带有未成对电子的原子或基团。
它的单电子有强烈的配对倾向，倾向于以各种方式与其他原子基团结合，形成更稳定的结构，因而自由基非常活泼，成为许多反应的活性中间体。
人体内的自由基分为氧自由基和非氧自由基。
氧自由基占主导地位，大约占自由基总量的95%。
氧自由基包括超氧阴离子（O2－·）、过氧化氢分子（H2O2）、羟自由基（OH·）、氢过氧基（HO2－·）、烷过氧基（ROO·）、烷氧基（RO·）、氮氧自由基（NO·）、过氧亚硝酸盐（ONOO－）、氢过氧化物（ROOH）和单线态氧（1O2）等，它们又统称为活性氧（reactive oxygen species，ROS），都是人体内最为重要的自由基。
非氧自由基主要有氢自由基（H·）和有机自由基（R·）等。
（一）自由基的产生人体细胞在正常的代谢过程中，或者受到外界条件的刺激（如高压氧、高能辐射、抗癌剂、抗菌剂、杀虫剂、麻醉剂等药物，香烟烟雾和光化学空气污染物等作用），都会刺激机体产生活性氧自由基。
人体内酶催化反应是活性氧自由基产生的重要途径。
人体细胞内的黄嘌呤氧化酶、髓过氧化物酶和NADPH氧化酶等在进行酶促催化反应时，会诱导产生大量的自由基中间产物。
除酶促反应外，生物体内的非酶氧化还原反应，如核黄素、氢醌、亚铁血红素和铁硫蛋白等单电子氧化反应也会产生自由基。
外界环境，如电离辐射和光分解等也能刺激机体产生自由基反应，如分子中的共价键均裂后即形成自由基。
人体内特定的自由基有不同的来源。
超氧阴离子自由基（O2－·）在其中扮演着非常重要的角色，因为在反应顺序上其他许多活性中间产物的形成都始于与 O2－·起作用。
它是从黄嘌呤氧化酶、NADPH氧化酶通过酶的一电子还原作用释放的氧产生的或由呼吸链裂解生成的。
自由基
子，不是自由基，但其具有强烈的生物活
性，也被与自由基同等看待。例如H2O2不 是自由基，但在生化反应中极易生成羟自 由基（OH· ），故被称为活性氧。
（三）自由基的性质 1. 自由基在机体生化反应中不断生成， 机体对体内的自由基有一套完整的调控系 统。 2. 自由基具有高度的化学活泼性，极 易与相邻的物质发生电子的得、失交换，参 与生化反应，自由基是一把双刃剑。
2.自由基作为独立“分子”行使生理功能 （1）对蛋白质活性的调控：还原/氧化 型谷胱甘肽（GSH/GSSG）起重要作用。 （2）作为信号分子对基因转录的调控： 自由基调控转录因子AP-1的激活，从而调 控基因转录。 （3）氮自由基（NO· ）对血管松驰因子、 神经信使分子、免疫效应分子进行调控。
（五）自由基损伤 自由基的生成通常是 在机体的严格调控下进行的，当自由基的生 成超出了机体的抗氧化防卫能力时，则会造 成细胞的损伤。自由基损伤被认为是组织损 伤的主要分子机制之一。 1.自由基对核酸的损伤：造成DNA损伤 的主要自由基是OH· ，它对碱基、脱氧核糖、 磷酸二酯键骨架都能造成损伤，依据损伤程 度的不同，可引起突变、凋亡或坏死等。据 有关专家估计，DNA的氧化损伤频率可达： 1000次/每个基因组· 每个细胞· 每天。
3. 自由基参与许多生命活动中的生化 反应，如氧化还原反应、光合作用等，在维 持生命正常活动中起着重要作用。 4. 当自由基生成的数量或时空定位出 现异常，超出机体的调控能力时，自由基将
造成组织的损伤，核酸、蛋白质、脂质等大
分子物质最易受自由基破坏和攻击。
（四）自由基的生理意义 1. 参与重要化学反应：氨基酸的氧化 脱氨，胶原蛋白合成过程，前列腺合成过 程等，都有自由基反应。
1. 活性氧和自由基的清除酶系统 超氧 化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶、谷胱甘肽 过氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽转硫酶(GST)、 同蓝蛋白等酶内物质，均显示出重要的抗氧 自由基特性。 2. 非酶性抗氧化剂：维生素E、葫萝卜 素、维生素C等非酶性抗氧化剂，在基体的抗 氧化防御机制中也起了重要作用。
一、 自由基(radical,free radical) 二、 自由基的种类 ⒈ 原子自由基
2CH3
CH3 C + N2 CN
(异丁腈基自由基 为一个基团自由基。 异丁腈基自由基)为一个基团自由基 异丁腈基自由基 为一个基团自由基。
自由基是一个离子。如过硫酸钾分解： ⒊ 离子自由基 自由基是一个离子。如过硫酸钾分解：
K2S2O8 O O K O S O O S O K O O
水溶液中
K2S2O8
图2.2 甲烷分子 正四面体结构
2.2 自由基的基本概念
但当甲烷分子中一个H原子被分离出来后， 但当甲烷分子中一个 原子被分离出来后，形成的甲 原子被分离出来后 · 则为一个不稳定的结构。 基自由基CH3 则为一个不稳定的结构。 基自由基
H H C H H
CH3
+
H
*
H ** H* C * H
图2.3 甲基自由基 电子结构示意图 图2.3 甲基自由基 结构示意图
当自由基与吸电子取代基相连时, 自由基的稳定性增强。 当自由基与吸电子取代基相连时 自由基的稳定性增强。 · ·
2.2 自由基的基本概念
NO2 N N NO2
(1) (2) (3) (4)
NO2 >
C
>
CH2 > HO
O
> CH2
CH CH2
>R
CH C O OR
(6)
>
R CH CN
(7)
>
R CH C O R
2.2 自由基的基本概念
三、自由基的性质 自由基具有电子不饱和性和 电子不饱和性和较高的能量 自由基具有电子不饱和性和较高的能量 ⒈ 电子不饱和性 甲烷(CH4)是一个稳定的化合物。 是一个稳定的化合物。 甲烷 是一个稳定的化合物
自由基名词解释
自由基名词解释
自由基是指分子或原子中具有部分未成对电子的一类高度活跃的化学物质。
自由基可以是原子自由基或分子自由基，其特点是具有不成对的电子，使其非常活跃和不稳定。
在化学反应中，自由基的生成和消亡过程对反应速率和反应的产物种类和数量起着重要的调控作用。
自由基可以通过光照、热能、氧化还原反应和分解反应等多种方式生成。
在光解反应中，光照可以打断化学键，使大分子化合物裂解为小分子自由基。
氧化还原反应中，电子的转移也可以生成自由基。
自由基也可以通过分解反应生成，例如超氧自由基的生成就来自于超氧化物分子的解离。
自由基在生物体内有重要的作用。
在机体中，氧代谢是自由基生成的主要途径。
生物体中的自由基与细胞氧化酶反应，释放能量并参与生物体的调节和平衡。
然而，当自由基的生成超过机体的清除能力时，会产生过量的自由基，对生物体造成危害。
自由基对生物体的影响主要表现在氧化应激中。
自由基可以氧化细胞膜、DNA、蛋白质和其他生物大分子，造成细胞结构
和功能的损害。
自由基也可以参与衰老、疾病和癌症等病理过程。
抗氧化剂是一类可以清除自由基的物质，可以帮助减少自由基对机体的损害。
然而，自由基也有其正面的作用。
在免疫系统中，自由基可以帮助杀死细菌和病毒，保护机体免受感染。
自由基也可以参与药物分解和合成等化学反应，对药物治疗具有一定的作用。
总之，自由基是一类具有不成对电子的高度活跃的化学物质。
它在化学反应中起着重要的调控作用，并在生物体内有重要的功能。
适当控制自由基的生成和消亡对维持生物体的健康非常重要。
Xi第三章自由基
CH3 H3C C .
CH3
苯基自由基:
.
.
苄基自由基:
CH2 . Ph3C .
卤素自由基: F. Cl. Br. I.
烷氧基自由基: RO .
常见离子自由基
负离子自由基
正离子自由基
.
+ S2O82-
正离子自由基
.
Na
负离子自由基
(2) 按自由基相对稳定性分类 a. 活泼自由基
大多数自由基表现很活泼，在反应过程中仅能瞬 时存在。许多自由基反应是按照自由基链反应机理， 由一个活泼自由基周而复始地引起许多其他分子连续 发生反应，如溴化氢在过氧化物作用下与丙烯的加成：
Me
Me
外消旋产物
实际上，叔碳烷基自由基，如叔丁基自由基是 角锥型构型，但由于不同构型之间相互转化的能 垒很低，分离不出异构体。
. H3C
H3C C H3C
2.5kJ/mol
CH3
.C CH3
CH3
双环桥头碳正离子与叔丁基正离子比较，由于 碳正离子一般是平面构型，桥头碳因几何形状限 制，不可能为平面构型，因而不稳定。 但双环桥头碳自由基与叔丁基自由基比较，其 稳定性并无明显不利倾向。
（2）光照
在可见和紫外光波段，对辐射具有吸收 能力的分子，利用光照射可以使之分解而 产生自由基。
Cl2 hv 2 Cl
hv
Cl3CBr
Cl3C + Br
另一个有用的光解反应是丙酮气相光照分 解反应。
H3C CO
h
H3C C
O*
H3C
320nm H3C
O H3C C. + CH3 .
CH3. + CO
自由基
自由基自由基（free radical），化学上也称为“游离基”，是含有一个不成对电子的原子团。
化学性质极为活泼，易于失去电子（氧化）或获得电子（还原），特别是其氧化作用强，故具有强烈的引发脂质过氧化的作用。
病理情况下，由于活性氧生成过多或机体抗氧化能力不足，则可引发链式脂质过氧化反应损伤细胞膜，进而使细胞死亡。
自由基- 概述自由基（freeradical）是含有一个不成对电子的原子团，化学性质极为活泼，易于失去电子（氧化）或获得电子（还原），特别是其氧化作用强，故具有强烈的引发脂质过氧化的作用。
生理情况下，细胞内存在的抗氧化物质可以及时清除自由基，使自由基的生成与降解处于动态平衡；对机体并无有害影响。
病理情况下，由于活性氧生成过多或机体抗氧化能力不足，则可引发链式脂质过氧化反应损伤细胞膜，进而使细胞死亡。
其种类很多，主要包括：1.氧自由基2.脂性自由基3.其它[1]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。
共价键的断裂可以有两种方式：均裂（homolytic bon d cleavage）和异裂（heterolytic cleavage）。
键的断裂方式是两个成键电子在两个参与源自或碎片间平均分配的过程称为键的均裂。
两个成键电子的分离可以表示为从键出发的两个单箭头。
所形成的碎片有一对未成对电子，如H•，CH•，Cl•等。
若是由一个以上的原子组成时，称为自由基（Radicals）。
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）。
当一个稳定的原子的原有结构被外力打破，而导致这个缺少了一个电子时，该原子就成为自由基。
自由基性质活泼，很容易与其他物质发生化学反应。
认识自由基
外来压力下，内源抗氧 外来压力下， 化系统不堪重负！ 化系统不堪重负！
1.自由基的致病机理
损伤细胞膜结构 自由基对细胞膜结构的损伤，主要是自由基与细 胞膜上丰富的不饱和脂肪酸反应，形成脂质过氧化 物（即LPO）而影响膜的正常功能。
自由基造成细胞膜损伤示意图
导致免疫系统功能紊乱
*自由基抑制淋巴细胞的增生分化，抑制其对刺激原的反应性； *改变K细胞和NK细胞的结构及功能，使其对靶细胞的识别能力减弱； *被自由基损伤的部分细胞自动修复，而修复后的细胞具有了抗原性， 干扰正常的免疫功能。
损伤基因，导致DNA变异
自由基可使DNA断裂或交联，从而诱发基 因突变或癌变。
认识自由基
一、关于自由基
1.自由基（free radical）
化学上也称为“游离基”，是指带有不成对 （奇数）电子的原子、原子基团或分子。
未成对电子
自由基示意图
2.自由基的性质
有这样一个化学常识：原子或分子中的电子要成 对才能保持稳定。 自由基，具有高度活泼性，很容易夺取其他物质 的电子而转变为稳定状态。在化学上，这种现象 称为“氧化”。
• 自由基与衰老
你是否正面临着以下这些无奈呢？
曾经光泽的面庞变得暗哑松弛 色斑和细纹悄悄爬上脸庞 记忆力减退，动作迟钝
或者你对下列疾病倍感恐惧？
老年痴呆症 白内障 心脑血管疾病 溃疡性结肠炎
由自由基引起机体衰老的主要机制 可以概括为以下三个方面 ：
• （1）生命大分子的交联聚合和脂褐素的累 积； • （2）器官组织细胞的破坏与减少 ； • （3）免疫功能的降低。
自由基的名词解释
自由基的名词解释自由基是一个在化学中非常重要的概念。
它是指那些含有一个或多个未成对电子的分子或原子。
这一不稳定结构使得自由基具有高度的反应性，可以与其他分子发生化学反应。
一、自由基的形成自由基的产生来源广泛，包括自然界和人体内外的化学过程。
光照、辐射和热量等自然条件可能引发分子的电离或裂解，从而产生自由基。
此外，人体的新陈代谢过程中也可能产生自由基。
例如，呼吸过程中形成的活性氧化物就是一种自由基。
二、自由基的反应性自由基具有极强的反应性，这是由于其未成对电子的存在。
自由基可以与其他分子中的电子形成化学键或从其他分子中夺取电子，导致分子之间的电子重排或断裂。
这种反应常常引发链式反应，其中一个自由基的形成会在反应过程中产生更多的自由基。
三、自由基的生物学作用自由基在生物体内具有重要的生物学作用。
在免疫系统中，自由基可以发挥杀灭细菌和病毒等病原体的作用。
此外，自由基还参与维持正常的细胞功能。
然而，当自由基的产生和清除不平衡时，就会导致氧化应激，造成细胞的损伤和组织的炎症。
四、自由基与健康问题自由基与一系列健康问题有关。
例如，自由基可以引发动脉粥样硬化，这是一种心血管疾病。
自由基对脂肪、蛋白质和DNA等生物分子的氧化损伤也与人体衰老过程有关。
此外，自由基还被认为是一些慢性病如癌症、糖尿病和神经退行性疾病的重要因素。
五、抗氧化剂的作用由于自由基对健康的负面影响，科学家们开始研究抗氧化剂的作用。
抗氧化剂可以与自由基反应，从而减少自由基的产生或清除已经形成的自由基，从而减轻氧化应激的损伤。
一些食物如水果、蔬菜和全谷物就富含抗氧化剂，因此饮食中适量摄入这些食物有助于维持健康。
六、应对自由基的方法为了保护健康，我们可以采取一系列措施来应对自由基的负面影响。
首先，保持健康的生活方式和均衡的饮食是最基础的方法。
其次，避免或减少暴露在辐射和污染物中，例如UV射线和化学物质等。
此外，适量运动和定期体检也有助于维持身体的健康。
自由基
定 义
自由基——化学上也称为 游离基” 自由基——化学上也称为“游离基”，是 化学上也称为“ 含有一个不成对电子的原子或原子团。 含有一个不成对电子的原子或原子团。由 于原子形成分子时， 于原子形成分子时，化学键中电子必须成 对出现， 对出现，因此自由基就到处夺取其他物质 的一个电子，使自己形成稳定的物质。 的一个电子，使自己形成稳定的物质。
简单的说， 简单的说 ， 在我们这个由原子组成的世界 有一个特别的法则， 中 ， 有一个特别的法则 ， 即只要有两个以 上的原子组合在一起， 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， 定要配对 ， 如果不配对 ， 它们就要去寻找 另一个电子， 使自己变成稳定的元素。 另一个电子 ， 使自己变成稳定的元素 。 科 学家们把这种有着不成对电子的原子或基 团叫做自由基。 团叫做自由基。 自由基非常活泼， 自由基非常活泼 ， 很容易与其他物质发生 化学反应。 化学反应。
F2 · OH
3.03 2.80 2.42 2.07 1.77 1.52 1 ClO2 Cl2
羟基自由基 OH） （ ·OH ） 具有 极强的的氧化 能力， 能力，氧化电 位 2.8V ， 是自 然界中仅次于 氟的氧化剂。 氟的氧化剂。
氧化电极电位
自由基
➢自自由基的结构 ➢由基的产生 ➢自由基的稳定性 ➢自由基的反应
一、自由基的结构（自由基采取何种构型，取 决于中心碳原子所连基团的性质）
① SP2杂化平面构型（A） ② SP3杂化三角锥体构型（B）
C（A）SP2杂化 NhomakorabeaC
（B）SP3杂化
1. 烷基自由基 一般都是平面构型；
2. CF3· ,CCl3· 和(CH3)3C· 均为三角锥体构型； 3. 自由基中心碳与π体系相连时，中心碳采取平
CH3 C O
hv
CH3
hv R O Cl
CH3 + CH3 C O
R O + Cl
Cl3CBr
hv Cl3C + Br
（三）氧化还原法 过渡金属离子在反应中得到或失去一个电子，
使其它分子产生自由基。
eg. Co3+ + ArCH3 → ArCH2·+ Co2+ + H+ Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + HO·+ HO-
在光或某些催化剂如油溶性的金属和氧化物、过氧化物等存 在下产生的自由基很易和氧作用生成氢过氧化物、过氧化物 等产物，这称之为自由基的自氧化反应。自氧化反应一般指 有机化合物与空气或氧气之间发生的不燃烧的氧化反应。
自氧化反应的一般历程为：
4. 提取、加成及链反应。
自由基可以从分子中夺取一个原子从而生成另一个自由基， 哪一个原子被提取要看自由基的活性及键的离解能、溶剂、 位阻和温度等反应因素而定 自由基夺取各类氢的活性次序一般为：
三、稳定性 简单烷基自由基相对稳定性顺序： 当(C自H3)由3C基·>中(C心H3C)2与CHπ·体> C系H3相CH连2·时> ，CH共3·轭（效超应共使轭之效稳应） 定。 eg. 烯丙基自由基，苄基自由基较稳定。
自由基概念
自由基概念自由基（free radical）是一种原子或分子，其结构上的一个或多个电子是不稳定的，往往表现为高能量、高反应性、不饱和性以及半导体性，因此具有独特的属性和作用。
自由基在大多数物理化学反应中都起着关键作用，尤其在生物体内具有重要意义。
人体正常正常维持的倒是要依赖于自由基的合成和分解, 无论身体的功能的微观的机制，还是宏观的健康，自由基都起着积极的作用，所以自由基是活体微环境变化过程中不可或缺的。
从物理意义上说，自由基是指其结构上只有一个或几个电子悬空，与传统的元素和化合物不同，从化学角度看，自由基是一类特殊的分子，它们往往是极性的，它们里有负电荷的电子，其负电荷的强度很强。
自由基也被认为是物质最简单的组成、最基础的分子，它们在空气中的浓度通常由氧气的氧化过程形成，这也是它们形成的原因。
因此，自由基有时也被称为氧基（oxyl），它们有可能在催化反应中发挥作用，从而影响环境污染物的变化。
自由基在多个领域应用非常广泛，比如医学领域，自由基是治疗癌症的重要药物，它能够活跃人体的免疫系统，促进细胞再生能力，从而增强机体的抗病能力；同时，也激活人体新陈代谢；在物理化学领域，自由基也被广泛应用，比如精细化学和环境反应、光致反应等。
此外，在材料学领域，利用自由基理论，可以研究各种复杂的材料形貌，改善材料的性能；在生物学领域，利用自由基技术可以检测生物分子的状态和蛋白质的活性等等。
自由基可以是氧自由基、硫自由基、过氧自由基等，它们的特点各不相同，除了本身具有一定的反应性，它们还可以参与特定环境的氧化还原反应，从而影响植物和微生物的生长发育。
总之，自由基是十分独特的分子，其强度和反应性比较特别，它是生物体中重要的环境因子，也是全球环境的均衡状态的关键因子，将它的作用研究的深入更是极其重要。
自由基的概念
自由基的概念自由基的概念自由基是一种高度活跃的化学物质，它们具有未成对电子，因此非常不稳定。
它们是一类具有单个未成对电子的分子或离子，这个未成对电子使得自由基非常容易参与化学反应。
自由基可以在大气、生物体内和许多其他环境中产生，并且可以引起许多重要的化学反应。
在化学、生物学和环境科学等领域中，自由基是一个非常重要的概念。
1. 自由基的定义自由基是指具有单个未成对电子的分子或离子，这个未成对电子使得自由基非常容易参与化学反应。
它们是一种高度活跃的化学物质，因此非常不稳定。
当一个分子失去或获得一个电子时，就会形成一个带正电荷或带负电荷的离子。
这样的离子被称为“离态”或“游离态”。
当这些离态分解时，就会产生自由基。
2. 自由基的产生自由基可以通过多种方式产生。
其中最常见的方式是通过光解反应产生。
在这种情况下，分子吸收光能并且分裂成两个自由基。
例如，氧分子可以通过紫外线光解而产生两个氧自由基。
此外，自由基还可以通过电离反应、化学反应和生物代谢产生。
3. 自由基的性质自由基具有非常活泼的化学性质，因为它们具有未成对电子。
这使得它们非常容易参与化学反应，并且可以引起许多重要的化学反应。
例如，氧自由基可以与其他分子结合并形成过氧化物，这是一种非常强力的氧化剂。
另外，许多生物体内的代谢过程需要自由基参与。
4. 自由基的作用在大气、生物体内和许多其他环境中，自由基是一个非常重要的概念。
在大气中，自由基参与了大量的化学反应，并且对大气中的污染物进行了清除。
在生物体内，自由基参与了许多代谢过程，并且对细胞进行了调节和保护。
此外，在环境科学领域中，研究自由基可以帮助我们更好地理解污染物降解和环境修复等问题。
5. 自由基相关研究随着对自由基的研究不断深入，人们对自由基的认识也越来越深刻。
许多研究表明，自由基与许多疾病的发生和发展密切相关。
例如，心血管疾病、癌症、老年性眼底黄斑变性等都与自由基损伤有关。
因此，对自由基的研究不仅有助于我们更好地理解化学和生物学过程，还可以帮助我们预防和治疗一些常见的健康问题。
自由基
自由基自由基是指能够独立存在的，含有一个或多个未成对电子的分子或分子的一部分。
由于自由基中含有未成对电子，具有配对的倾向。
因此大多数自由基都很活泼，具有高度的化学活性。
自由基的配对反应过程，又会形成新的自由基。
在正常情况下，人体内的自由基是处于不断产生与清除的动态平衡之中。
自由基是机体有效的防御系统，如不能维持一定水平的自由基则会对机体的生命活动带来不利影响。
但自由基产生过多或清除过慢，它通过攻击生命大分子物质及各种细胞，会造成机体在分子水平、细胞水平及组织器官水平的各种损伤，加速机体的衰老进程并诱发各种疾病。
自由基过量产生的原因1、人体非正常代谢产物2、有毒化学品接触3、毒品、吸烟、酗酒4、长时间的日晒5、长期生活在富氧/缺氧环境6、环境污染因素7、过量运动8、疾病9、不健康的饮食习惯（营养过剩以及脂肪摄入过量）10、辐射污染11、心理因素自由基对生命大分子的损害★由于自由基高度的活泼性与极强的氧化反应能力，能通过氧化作用来攻击其所遇到的任何分子，使机体内大分子物质产生过氧化变性，交联或断裂，从而引起细胞结构和功能的破坏，导致机体组织损害和器官退行性变化。
★自由基作用于核酸类物质会引起一系列的化学变化，诸如氨基或羟基的脱除、碱基与核糖连接键的断裂、核糖的氧化和磷酸酯键的断裂等。
在体内以水分为介质环境中通过电离辐射诱导自由基的研究表明，大剂量辐射可直接使DNA断裂，小剂量辐射可使DNA主链断裂。
★自由基对蛋白质的损害自由基可直接作用于蛋白质，也可通过脂类过氧化产物间接与蛋白质产生破坏作用。
★自由基对糖类的损害自由基通过氧化性降解使多糖断裂，如影响脑脊液中的多糖，从而影响大脑的正常功能。
自由基使核糖、脱氧核糖形成脱氢自由基，导致DNA主链断裂或碱基破坏，还可使细胞膜寡糖链中糖分子羟基氧化生成不饱和的羰基或聚合成双聚物，从而破坏细胞膜上的多糖结构，影响细胞免疫功能的发挥。
★自由基对脂质的损害脂质中的多不饱和脂肪酸由于含有多个双键而化学性质活泼，最易受自由基的破坏发生氧化反应。
自由基名词解释细胞生物学
自由基名词解释细胞生物学自由基，也被称为“游离基”，是具有一个或多个不成对电子的原子或基团。
这个不成对的电子使得自由基具有高度的反应活性，可以在与其他原子或分子结合时，形成新的化学键。
在书写时，一般在原子符号或者原子团符号旁边加上一个“·”表示存在未成对的电子。
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·）。
在细胞生物学中，自由基主要参与以下方面：1.细胞的结构与功能：自由基参与细胞骨架的构建和维护，影响膜结构和通透性，并对细胞器的功能发挥重要影响。
2.细胞代谢与能量转换：自由基在细胞的能量转换过程中发挥关键作用。
例如，在线粒体中的氧化磷酸化过程中，会产生一些自由基，如氢氧根离子和一氧化氮。
这些自由基对维持线粒体功能和能量代谢具有重要意义。
3.细胞信号转导：自由基在细胞信号转导中起到重要的调节作用。
例如，一氧化氮可以作为信号分子，影响细胞的代谢过程。
4.细胞周期与增殖：自由基可以影响细胞周期的进程，从而影响细胞的增殖。
例如，某些自由基可以激活DNA修复酶，促进DNA修复，从而影响细胞的分裂和增殖。
5.细胞分化与发育：自由基在细胞分化过程中发挥重要作用。
例如，在神经细胞的发育过程中，一氧化氮作为信号分子，可以影响神经元的生长和突起的形成。
6.细胞衰老与凋亡：自由基的产生随着年龄的增长而增加，对细胞造成氧化应激压力，从而促进细胞衰老。
同时，自由基也可以触发细胞的凋亡过程，导致细胞死亡。
7.细胞免疫与疾病：自由基在免疫反应中起到重要作用，可以杀死外来病原体。
然而，自由基也可能对自身细胞造成损伤，导致各种疾病的发生。
例如，过量的自由基可以导致炎症、心血管疾病、癌症和神经系统疾病等。
总的来说，自由基在细胞生物学中发挥着重要的作用。
然而，过量的自由基也会对细胞造成损伤，因此细胞需要有效的抗氧化系统来清除多余的自由基，维持正常的生理功能。
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自由基自由基是指能够独立存在的，含有一个或多个未成对电子的分子或分子的一部分。
由于自由基中含有未成对电子，具有配对的倾向。
因此大多数自由基都很活泼，具有高度的化学活性。
自由基的配对反应过程，又会形成新的自由基。
在正常情况下，人体内的自由基是处于不断产生与清除的动态平衡之中。
自由基是机体有效的防御系统，如不能维持一定水平的自由基则会对机体的生命活动带来不利影响。
但自由基产生过多或清除过慢，它通过攻击生命大分子物质及各种细胞，会造成机体在分子水平、细胞水平及组织器官水平的各种损伤，加速机体的衰老进程并诱发各种疾病。
自由基过量产生的原因1、人体非正常代谢产物2、有毒化学品接触3、毒品、吸烟、酗酒4、长时间的日晒5、长期生活在富氧/缺氧环境6、环境污染因素7、过量运动8、疾病9、不健康的饮食习惯（营养过剩以及脂肪摄入过量）10、辐射污染11、心理因素自由基对生命大分子的损害★由于自由基高度的活泼性与极强的氧化反应能力，能通过氧化作用来攻击其所遇到的任何分子，使机体内大分子物质产生过氧化变性，交联或断裂，从而引起细胞结构和功能的破坏，导致机体组织损害和器官退行性变化。
★自由基作用于核酸类物质会引起一系列的化学变化，诸如氨基或羟基的脱除、碱基与核糖连接键的断裂、核糖的氧化和磷酸酯键的断裂等。
在体内以水分为介质环境中通过电离辐射诱导自由基的研究表明，大剂量辐射可直接使DNA断裂，小剂量辐射可使DNA主链断裂。
★自由基对蛋白质的损害自由基可直接作用于蛋白质，也可通过脂类过氧化产物间接与蛋白质产生破坏作用。
★自由基对糖类的损害自由基通过氧化性降解使多糖断裂，如影响脑脊液中的多糖，从而影响大脑的正常功能。
自由基使核糖、脱氧核糖形成脱氢自由基，导致DNA主链断裂或碱基破坏，还可使细胞膜寡糖链中糖分子羟基氧化生成不饱和的羰基或聚合成双聚物，从而破坏细胞膜上的多糖结构，影响细胞免疫功能的发挥。
★自由基对脂质的损害脂质中的多不饱和脂肪酸由于含有多个双键而化学性质活泼，最易受自由基的破坏发生氧化反应。
磷脂是构成生物膜的重要部分，因富含多不饱和的脂肪酸故极易受自由基所破坏。
这将严重影响膜的各种生理功能，自由基对生物膜组织的破坏很严重，会引起细胞功能的极大紊乱。
自由基与疾病(一)自由基与衰老从古至今，依据对衰老机理的不同理解，人们提出各种各样的衰老学说多达300余种。
自由基学说就是其中之一。
反映出衰老本质的部分机理。
英国Harman于1956年率先提出自由基与机体衰老和疾病有关，接着在1957年发表了第一篇研究报告，阐述用含0.5％－1％自由基清除剂的的饲料喂养小鼠可延长寿命。
由于自由基学说能比较清楚地解释机体衰老过程中出现的种种症状，如老年斑、皱纹及免疫力下降等，因此倍受关注，已为人们所普遍接受。
自由基衰老理论的中心内容认为，衰老来自机体正常代谢过程中产生自由基随机而破坏性的作用结果，由自由基引起机体衰老的主要机制可以概括为以下三个方面。
1、生命大分子的交联聚合和指褐素的累积。
自由基作用于脂质过氧化反应，氧化终产物丙二醛等会引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合，该现象是衰老的一个基本因素。
脂褐素(Lipofuscin)不溶于水故不易被排除，这样就在细胞内大量堆积，在皮肤细胞的堆积，即形成老年斑，这是老年衰老的一种外表象征：而皮肤细胞的堆积，则会出现记忆减退或智力障碍甚至出现老年痴呆症。
胶原蛋白的交联聚合，会使胶原蛋白溶解性下降、弹性降低及水合能力减退，导致老年皮肤失去张力而皱纹增多以及老年骨质再生能力减弱等。
脂质的过氧化导致眼球晶状体出现视网膜模糊等病变，诱发出现老年性视力障碍(如眼花、白内障等)。
由于自由基的破坏而引起皮肤衰老，出现皱纹，脂褐素的堆积使皮肤细胞免疫力的下降导致皮肤肿瘤易感性增强，这些都是自由基的破坏。
2、器官组织细胞的破坏与减少器官组织细胞的破坏与减少，是机体衰老的症状之一。
例如神经元细胞数量的明显减少，是引起老年人感觉与记忆力下降、动作迟钝及智力障碍的又一重要原因。
器官组织细胞破坏或减少主要是由于基因突变改变了遗传信息的传递，导致蛋白质与酶的合成错误以及酶活性的降低。
这些的积累，造成了器官组织细胞的老化与死亡。
生物膜上的不饱和脂肪酸极易受自由基的侵袭发生过氧化反应，氧化作用对衰老有重要的影响，自由基通过对脂质的侵袭加速了细胞的衰老进程。
3、免疫功能的降低自由基作用于免疫系统，或作用于淋巴细胞使其受损，引起老年人细胞免疫与体液免疫功能减弱，并使免疫识别力下降出现自身免疫性疾病。
所谓自身免疫性疾病，就是免疫系统不仅攻击病原体和异常细胞，同时也侵犯了自身正常的健康组织，将自身组织当作外来异物来攻击。
如弥散性硬皮病、系统性硬结、溃疡性结肠炎、成胶质病变和Crohnn氏病(局部性回肠炎)之类的自身免疫性疾病，往往伴有较多的染色体断裂。
研究表明，自身免疫病的病变过程与自由基有很大的关系。
(二)自由基与癌症长期以来，人们一直致力于对癌变原因不同角度的探索。
自从揭示了具有高度活泼性的自由基能引起迅速扩展的连锁反应后，人们把这些性质的快速生长联系起来，研究癌变诸过程中自由基的参与问题。
目前的看法是，不少致癌物必须在体内经过代谢活化形成自由基并攻击DNA才能致癌，而许多抗癌剂也是通过自由基形成去杀死癌细胞。
一个正常细胞发生癌变必须经历诱发和促进两个阶段，这就是两步致癌学说。
自然界中的促诱剂种类繁多，巴豆脂、巴豆油，香烟烟雾凝聚物、未燃烧烟草提取物、十二烷基磺酸钠及吐温60之类表面活性剂、脂肪酸甲酯、酚类和直链烷烃类等等。
诱发阶段与自由基关系密切。
自由基作用于脂质产生的过氧化产物既能致癌又能致突变，致癌和致突变在分子水平上的机理是相同的。
促癌阶段也与自由基有关，促癌能力与其产生自由基的能力相平行。
在化疗过程中，由于药物的毒性导致细胞内产生大量的自由基这往往会引起骨髓损伤、白血球减少，致使化疗减慢、药量减少或被迫停止化疗。
若使用自由基清除剂，则可防止骨髓进一步受氧自由基的破坏，加速骨髓和白血球量的恢复，有利于化疗的继续。
(三)自由基与缺血后重灌流损伤缺血所引的组织损伤是致死性疾病的主要原因，诸如冠动脉硬化与中风。
但有许多证据说明仅仅缺血还不足以导致组织损伤，而是在缺血一段时间后又突然恢复供血(即重灌流)时才出现损伤。
缺血组织重灌流时造成的微血管和实质器官的损伤主要是由活性氧自由基引起的，这已在多种器官中得到的证明。
在创伤性休克、外科手术、器官移植、烧伤、冻伤和血栓等血液循环障碍时，都会出现缺血后重灌流损伤。
在缺血组织中具有清除自由基的抗氧化酶类合成能力发生障碍，从而加剧了自由基对缺血后重灌流组织的损伤。
使用葡萄籽提取物自由基清除剂对缺血再灌流组织损伤有保护作用。
(四)自由基与肺气肿肺气肿的特点是细支气管和肺泡管被破坏、肺泡间隔面积缩小以及血液与肺之间气体交换量减少等，这些病变起因于肺巨噬细胞受到自由基侵袭，释放了蛋白水解酶类(如弹性蛋白酶)而导致对肺组织的损伤破坏。
吸烟很容易引起肺气肿，原因在于香烟烟雾诱导肺部巨噬细胞的集聚与激活，吸烟者肺支气管肺泡洗出液中的嗜中性白细胞内水解蛋白酶活性高于不吸烟者，洗出液中白血球产生的O2含量也远高于不吸烟者，由此可见，香烟及其他污染物可诱发肺气肿。
(五)自由基与眼病眼睛是人和动物唯一的光感受器，老年性眼睛衰老(特别是白内障)与自由基反应有关。
研究表明，老年人由于全身机体的衰老使得眼球晶状中自由基清除剂的含量与活性降低，导致对自由基侵害的抵御能力下降。
事实表明，白内障的起因和发展与自由基对视网膜的损伤导致晶状体组织的破坏有关。
角膜受自由基侵袭引起内皮细胞破裂，细胞通透性功能出现障碍，引起角膜水肿。
自由基会对眼晶状体产生直接的损伤破坏。
(六)自由基与炎症关于机体发炎的机理，有人认为局部氧量过少或某些外来物质(包括病原菌和能量)引起溶酶体酶的释放而造成细胞死亡，这些白细胞由于特殊代谢剌激物的作用而激活。
自由基一方面破坏病原茵和病变细胞，另一方面又进攻白细胞本身造成其大量死亡，结果引起溶酶体酶的大量释放而进一步杀伤或杀死组织细胞，造成骨、软骨的破坏而导致炎症和关节炎。
由此可见，发炎过程与此关系密切。
有科学家认为自由基诱发关节炎的原因在于导致了透明质酸的降解，因为透明质酸是高粘度关节润滑液的主要成分。
(七)自由基与其他疾病自由基攻击动脉血管壁和血清中的不饱和脂肪酸使之发生氧化反应而生成过氧化脂质：后者能刺激动脉壁增加粥样硬化的趋势。
动脉硬化的程度与硬化斑中脂质过氧化程度呈正相关，血管内壁的蜡样物质就是脂质发生过氧化反应的直接证明。
粥样硬化症随年龄增大而增多，这与老年人动脉壁不饱和脂肪酸含量高、血清中Fe2＋和Cu2＋含量高有直接的关系。
过氧化物丙二醛促使弹性蛋白发生交联，破坏了其正常的结构与功能，其应有的弹性与水结合能力丧失，最终产生了动脉硬化症，并进一步诱发冠心病等其他心血管疾病。
自由基与糖尿病的关系比较复杂，已知自由基能保进四氧嘧啶诱发胰岛素依赖型糖尿病，但对其他类型糖尿病诱发过程中自由基的作用尚不明了。
上述过程可导致一系列贫血症的出现，还可导致溶血现象。
缺铁性贫血的病变过程也有自由基参与。
大骨节病和克山病是两种很可怕的地方性疾病，分布在我国东北到西南地区的呈断带状的低硒地带。
前者表现为骨髓损伤、短脚畸形、身体矮小和丧夫劳动力等症状，后者表现为心肌坏死、心功能出现障碍等症状。
两种疾病在亚细胞水平上，均表现为膜系统的损伤，无论在心肌线粒体膜、浆膜、软骨细胞和红细胞膜的磷脂组成及功能均发生变化，在分子水平上均有自由基的参与，与体内自由基反应有密切关系。
自由基对生物膜和其它组织造成损伤，累积性的自由基作用会导致机体衰老，并引起一系列的病理过程。
在长期进化过程中，生命有机体内必然会产生一些物质能清除这些自由基，它们统称自由基清除剂。
然而，随着年龄的增大，特别是急剧变化的生存环境和社会环境，使得大多数人群的机体内产生自由基清除剂的能力逐渐下降，导致体内清除剂的含量减少活性也逐渐降低，从而削弱了对自由基损害的防御能力，加速了生命的衰老变化并引发一系列病变。
为了防御自由基的损害，可以向生命机体额外添加些自由基清除剂，从而达到抵抗疾病延缓衰老的目的。
天然抗氧化剂人类每天都遭到自由基成千上万次的攻击。
因此，科学家自五十年代以来一直致力于在人体内构筑一道抗自由基氧化、抗衰老的防线。
这就是使抗氧化剂给出一个电子给自由基，而自身不会形成有害的能引起链反应的危险物质，氧自由基被中和，有害的链反应被终止。
有关抗氧化剂如何在人体消除自由基及起抗氧化作用的研究已在新世纪医学保健领域中占有重要的地位。
具有清除自由基功效的抗氧化产品越来越受人们的重视。
广为人知的体内抗氧化物质是维生素E、维生素C、β-胡萝卜素、超氧化歧化酶（SOD）、谷胱甘肽，除此之外，还有许多物质已证实具有抗氧化作用，例如：黄酮类、皂甙类、茶多酚、磷脂、卵磷脂以及硒、锗等微量元素等。