什麼是有機物輻射化學

輻射化學的一個分支，研究電離輻射作用於有機化合物所引起的化學變化。

特點

有機液體分子的輻解反應與水溶液的輻解反應有所不同。有機液體分子輻解時形成的自由基能與溶劑分子本身反應，而水的輻解產物H·和·OH僅與溶質分子或自身相互反應，卻不與水分子反應。有機液體分子輻解過程中也形成H·，但它較少自身重合成H2，而常從有機物分子上奪H或X（鹵素），或加成到有機分子上。

芳香族化合物的輻射穩定性比脂肪族的高得多，這是因爲前者吸收的輻射能可迅速地給予π電子，而π電子又以各種方式(如發光、發熱)將富餘的能量消耗掉，較少引起它自身的化學變化。芳香族化合物的主要輻解產物之一是它們的二聚體、三聚體等。芳香族與其他族化合物的混合物輻照時，往往在二者之間發生能量轉移，芳香族化合物對第二組分起輻射保護作用。

研究概況

20世紀60年代以前，液態有機物的輻射分解都是用激發態分子和自由基反應來解釋的。現在已由各種實驗證實，在有機物輻化體系中存在溶劑化電子，正、負離子。即使在非極性的烴類液體中，輻解初級產物的次級電子和離子在有機物輻化體系中的作用也是不能完全忽視的。例如，測得的自由電子產額Ge，在氣態烴中爲3～4，在液態烴中爲0.1～0.2，在固態烴中爲0.8（77K，3－甲基戊烷，γ輻照）。當前對非極性有機物中過剩電子和離子的作用仍在進行深入研究。

研究有機物輻解產物的產額和分佈後，得出下列結論：即使是最簡單的有機物（如CH4），其輻解產物也是很複雜的，這反映了輻解反應過程的高度複雜性。液態烴輻解時，H2的產額最高，二聚物次之；芳烴輻解時，二聚物和多聚物的產額大大超過H2的產額，芳環可能開環，裂成碎片;含氧有機物輻解時，主要也是脫H·和脫·CH3；聯苯類的輻射穩定性最高，它的輻解產物產額最小；純有機物的輻解反應都是非鏈式的，產物雖然多種多樣，但產額都很小，最多不超過10。

有機物輻射合成的實驗室研究成果很多。芳烴、烷烴直接輻射氯化，輻射化學產額即G 值很高 (G＞102～106)，氯在芳環上進行加成反應，在烷基上則進行取代反應。支鏈氟化的烷烴與雜環化合物進行輻化反應，可引入氟烷基，G值達102～103；氟代烷輻射氯化(－30～100°C)，G值可達105～106。這兩類反應均避免了熱化學合成的高溫、高壓（＞400°C，200大氣壓），並防止了樹脂化。烷烴輻射磺氧化或磺氯化，均爲自由基鏈式反應，可直接合成能被微生物分解的洗滌劑。烷烴RH與PCl3（或它的烷基衍生物）在輻射作用下可生成 RPCl2和RR′PCl， 烯烴與PCl3在輻射作用下則直接起加成作用；利用這類反應，可直接輻射合成有機磷化合物。烷烴輻射氧化反應在常溫下即能進行， 但G＜5，若反應溫度提高到100°C以上， 則G值可成百倍地增大。滷代烯烴輻射氧化、烯烴與 CO2直接輻射羧化、酚－芳酮混合物輻射縮合成雙酚類等反應都能很順利地進行。70年代，有機氯硅烷的輻射合成已發展成爲製備多種多樣的有機硅化合物的有效手段之一，並使含氟硅烷的生產成爲可能。從金屬出發，直接輻射合成金屬有機化合物，可能是一類很有前途的反應。對有機錫化合物輻射合成的研究證明，在產品質量、產額、操作條件、經濟價值等方面都顯示出這一反應的優越性。例如γ輻射引發烷基溴 RBr與金屬錫起反應， 主要產物爲R2SnBr2。反應特點是:選擇性極好，幾乎只生成R2SnBr2；產額高，G值達102～104；安全，不會起火爆炸；反應非常好控制。各式各樣的輻射調聚反應是輻射化學合成中很有前途的一類反應，不少輻射調聚反應可一步合成某些複雜的分子。

應用

至今，進行大規模工業生產的有機物輻射合成的項目仍屈指可數。究其原因，主要是輻射源的成本高，在經濟上還競爭不過熱化學法，其次是輻射合成的技術路線還沒有完善得足以與傳統生產方法媲美，再就是人們對放射性恐懼的心理障礙。

然而，輻射合成具有一系列的優點：

（1）反應可在任何溫度下進行，低溫反應可根除熱源、電源起火爆炸的危險，減少熱分解或樹脂化，可得到那些熱不穩定的化合物，可使氣相反應物的溶解度增加，從而增加產量；

（2）不需要催化劑、引發劑等助劑，產品純度高；

（3）可隨時調節劑量率，靈活控制反應過程，從而控制產品質量；

（4）可提高能量利用率（最高達60％）和生產效率；

（5）生產區佔用場地空間小。再加上輻射法生產對節約能源、減少環境污染(不用燃料，有些反應過程無廢物，無污染)非常有利。這些都是有機物輻射合成工業化的有利因素。

low，Radiation Chemistry of OrganicCompounds， Pergamon， London， 1960.

on and e，ed.，Advances in Radia-tion Chemistry， Vol.4， John Wiley & Sons， New York， 1974.