自由基生命科学 第一章：概论

自由基（free radical）又称游离基，是具有未配对电子的原子、分子、或离子。如:氢自由基(H^·)、氢氧自由基(·OH)、甲基自由基(·CH₃)。

结构式中的“·”表示一个电子，“—”表示一个共价键，即一对共用电子。

在化学反应中，反应物的分子往往要发生共价键的断裂。共价键的断裂，可以分为两种方式：均裂和异裂。在发生均裂时原来的共用电子对变为分属于两个原子或原子团，即形成自由基。如水分子在放射线作用下发生辐射分解时，即通过均裂而产生氢自由基（H^·）和氢氧自由基（·OH）。

H₂O→H^·+·OH

发生异裂时，原来的共用电子对由共价键一侧的院子或原子团独占，形成带正负电荷的离子。如水分子通常条件下的电离，即通过异裂，形成氢离子（H⁺）和氢氧根离子（OH^—）。

自由基最基本的特征是具有未配对的电子，所以，在分子轨道上具有未配对电子的含偶数电子的分子也是自由基。氧分子（O—O）就是具有两个未配对的电子的双自由基（biradical）。氧分子得到一个电子后，即带一个负电荷，并带一个未配对的电子，即阴离子，也是自由基，称为超氧化物阴离子自由基（O₂^—·，superoxide anion radical）。

许多化学反应都发生共价键的均裂，产生自由基，因此，自由基并非罕见。在日常生活中，经常遇到自由基。例如，汽油燃烧、油漆变干、食品油煎等过程中，都有自由基的生成。

自由基的性质很活泼，很容易进一步反应成稳定的分子。自由基大多数寿命都非常短，因此，多数只能作为反应中间物存在，检测和分离都较困难。

早在十八世纪末，化学家就提出了“基”的概念，并企图分离它们。但是，直到1900年，才由Gomberg获得第一个令人可信的自由基—三苯甲基自由基。 又经过三十多年，在Kharash、Flory、Hey和Water发表一系列论文和重要综述后，自由基在化学反应中的重要作用才受到较普遍的重视。然后，在这方面人们展开了广泛的研究，并很快地形成了一门新的学科—自由基化学。80年代，自由基在生物体系中的作用，又成了人们很感兴趣的研究热点，并形成了一门新学科—自由基生物学。

本章内容分为三节：

第一节 自由基产生方式

第二节 自由基反应

第三节 自由基的主要检测方法