ผลของ แคปโทเดทีฟ คือการทำให้เสถียรของอนุมูลอิสระด้วยผลเสริมฤทธิ์กันของหมู่แทนที่ที่ดึงอิเล็กตรอน และหมู่แทนที่ที่ให้อิเล็กตรอน^{[ 2 ] [ 3 ]}ชื่อนี้มีที่มาจากหมู่ที่ดึงอิเล็กตรอน (EWG) บางครั้งเรียกว่าหมู่ "แคปเตอร์" ในขณะที่หมู่ที่ให้อิเล็กตรอน (EDG) คือหมู่แทนที่ "เดทีฟ" ^{[ 3 ]}โอเลฟินที่มีรูปแบบหมู่แทนที่นี้บางครั้งเรียกว่าแคปโทเดทีฟ^{[ ​​2 ]}ปฏิกิริยาของอนุมูลอิสระมีบทบาทสำคัญในปฏิกิริยาเคมีหลายอย่างและมีความสำคัญต่อสาขาวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ด้วย^{[ 4 ​​]}

เมื่อ EDG และ EWG อยู่ใกล้ศูนย์กลางอนุมูลอิสระ ความเสถียรของศูนย์กลางอนุมูลอิสระจะเพิ่มขึ้น^{[ 1 ]}หมู่แทนที่สามารถทำให้ศูนย์กลางอนุมูลอิสระมีความเสถียรทางจลนศาสตร์ โดยการป้องกัน โมเลกุลและศูนย์กลางอนุมูลอิสระอื่นๆ จากการทำปฏิกิริยากับศูนย์กลาง^{[ 3 ]}หมู่แทนที่ทำให้ศูนย์กลางมีความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์โดยการกระจายไอออนอนุมูลอิสระผ่านเรโซแนนซ์^[ 1 ^{] [ 3 ] กลไกการทำให้เสถียรเหล่านี้ส่งผลให้อัตราการ เกิด}ปฏิกิริยาอนุมูลอิสระเพิ่มขึ้น^{[ 5 ]}ในรูปด้านขวา อนุมูลอิสระจะกระจายตัวอยู่ระหว่างไนไตรล์ ตัวจับ (-CN) และเอมีน ทุติยภูมิแบบดาทีฟ (-N(CH ₃ ) ₂ ) จึงทำให้ศูนย์กลางอนุมูลอิสระมีความเสถียร^{[ 3 ]} ความเสถียรของอนุมูลคาร์บีนและลิแกนด์อนุมูลคาร์บีนได้รับการอธิบายและวัดปริมาณโดยใช้ผลของแคปโตดาทีฟโดยใช้สมการคลอปแมน-ซาเลม^{[ 6 ]}

หมู่แทนที่บางชนิดสามารถทำให้ศูนย์กลางอนุมูลอิสระมีเสถียรภาพได้ดีกว่าหมู่แทนที่ชนิดอื่น^{[ 7 ]}สิ่งนี้ได้รับอิทธิพลจากความสามารถของหมู่แทนที่ในการกระจายไอออนอนุมูลอิสระในโครงสร้างสถานะเปลี่ยนผ่าน [ ^{3 ] การ}กระจายไอออนอนุมูลอิสระทำให้โครงสร้างสถานะเปลี่ยนผ่านมีเสถียรภาพมากขึ้น ส่งผลให้พลังงานกระตุ้นลดลง ทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาโดยรวมเพิ่มขึ้น ตามผลของ captodative อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะสูงที่สุดเมื่อทั้ง EDG และ EWG สามารถกระจายไอออนอนุมูลอิสระในโครงสร้างสถานะเปลี่ยนผ่านได้^{[ 8 ]}

อิโตะและเพื่อนร่วมงานสังเกตอัตราการเกิดปฏิกิริยาการเติมของอนุมูลไทออลอะริลไปยังโอเลฟินที่มีหมู่แทนที่สองหมู่^{[ 7 ]}โอเลฟินประกอบด้วย หมู่ ไนไตรล์ที่เป็น ตัวดึงอิเล็กตรอน และหมู่ดึงอิเล็กตรอนที่แตกต่างกัน และสังเกตผลของหมู่ดึงอิเล็กตรอนที่แตกต่างกันต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาการเติม กระบวนการที่ศึกษาคือ:

อัตราการเกิดปฏิกิริยาการเติมถูกเร่งโดยหมู่ให้อิเล็กตรอน (EDG) ตามลำดับที่เพิ่มขึ้นดังนี้: H < CH₃ < _{OCH₂CH₃ เมื่อR}  = _OCH₂CH₃อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเร็วที่สุดเนื่องจากปฏิกิริยามีพลังงานกระตุ้น (ΔG ^{‡ ) น้อยที่สุด หมู่เอทอกซีและไซยาโนสามารถกระจายไอออนอนุมูลอิสระในสถานะเปลี่ยนผ่านได้ จึง} _{ทำให้}ศูนย์กลางอนุมูลอิสระมีเสถียรภาพมากขึ้น การเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาเกิดจากผลของแคปโทเดทีฟ เมื่อ R = H ปฏิกิริยามีพลังงานกระตุ้นมากที่สุดเนื่องจากศูนย์กลางอนุมูลอิสระไม่มีเสถียรภาพจากผลของแคปโทเดทีฟ อะตอมไฮโดรเจนไม่สามารถกระจายไอออนอนุมูลอิสระได้ ดังนั้นปฏิกิริยาจึงช้ากว่ากรณี R = OCH₂CH₃ _{เมื่อR =} CH₃ อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเร็วกว่าเมื่อ R = H เนื่องจากหมู่เมทิลมีคุณสมบัติในการให้อิเล็กตรอนมากกว่า^{[ 7 ]}อย่างไรก็ตาม อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะช้าลงเมื่อเทียบกับกรณีที่ R = OCH ₂ CH ₃เนื่องจากไอออนอนุมูลอิสระไม่ได้กระจายตัวไปทั่วหมู่เมทิล ดังนั้น แคปโทเดทีฟจึงไม่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาหากไอออนอนุมูลอิสระไม่ได้กระจายตัวไปบนหมู่แทนที่ EWG และ EDG ทั้งสองหมู่ แต่ละกรณีเหล่านี้แสดงไว้ด้านล่าง:

คำว่า "เอทิลีนแคปโทเดทีฟ" ถูกนำมาใช้ในบริบทของ ปฏิกิริยา ไซโคลแอดดิชันที่เกี่ยวข้องกับตัวกลางแรดิคัลแคปโทเดทีฟ – ตัวอย่างเช่น การเกิดไดเมอไร เซชัน แบบหัวต่อหัว [2+2] ด้วยความร้อน ของ 2-เมทิลไทโออะคริโลไนไตรล์เกิดขึ้นได้ง่ายที่อุณหภูมิห้อง การก่อตัวของอนุพันธ์ไซโคลบิวเทนที่เทียบเท่าของ อะคริ โลไนไตรล์นั้น "ช้า" ^{[ 9 ]}การเกิดไซคลิเซชันแบบ [2+2] ภายในโมเลกุลยังได้รับการรายงานว่าได้รับการเสริมด้วยผลของแคปโทเดทีฟ^{[ ​​9 ]}ดังแสดงด้านล่าง:

ผลกระทบที่คล้ายกันนี้ได้รับการกล่าวถึงสำหรับปฏิกิริยาไซโคลแอดดิชันอื่นๆ เช่น [3+2], [4+2] และ [3+4] สำหรับเอทิลีนแคปโทเดทีฟ^{[ ​​10 ]} นอกจากนี้ยังมีการรายงานผลกระทบในกรณีเช่น ปฏิกิริยา Diels-AlderและFriedel-Craftsในกรณีที่โอเลฟินนิวคลีโอฟิลิกทำปฏิกิริยาได้ไม่ดี ซึ่งเกิดจากสถานะการเปลี่ยนผ่านที่ใกล้เคียงกับไบรแรดิคัลและทำให้เสถียร^{[ 9 ] [ 11 ]} การศึกษาเหล่านี้ได้เปิดเผยความสัมพันธ์โดยตรงกับ Δω ความแตกต่างในอิเล็กโทรฟิลิซิตี้ และลักษณะขั้วของปฏิกิริยา พวกมันถูกนำมาใช้เนื่องจากมีลักษณะที่ทำปฏิกิริยาสูง มีสเตอริโอซีเลคทีฟ และมีรีจิโอซีเลคทีฟภายในปฏิกิริยาเหล่านี้^{[ 10 ] [ 12 ]}

โอเลฟินแคปโทเดทีฟในปฏิกิริยายังแสดงผลกระทบที่รบกวนกับผลของไอโซโทปจลนศาสตร์ ทั่วไป ทำให้เกิดปฏิกิริยาที่ผิดปกติกับโมเลกุลที่ติดฉลากไอโซโทป^{[ 13 ]}และแสดงให้เห็นว่ากลไกและสถานะการเปลี่ยนผ่านของปฏิกิริยาเหล่านี้ได้รับอิทธิพล

พอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระซึ่งอนุมูลอิสระเป็นตัวนำโซ่ในการแพร่กระจายของกระบวนการ คิดเป็น 40 พันล้านปอนด์จาก 110 พันล้านปอนด์ของพอลิเมอร์ที่ผลิตในสหรัฐอเมริกาในปี 2544 ^{[ 14 ]}โอเลฟินแบบแคปโทเดทีฟมีข้อได้เปรียบเฉพาะในการตอบสนองต่อผลของตัวทำละลายโดยไม่ทำให้เกิดความไม่เสถียรของอนุมูลอิสระ^{[ 4 ]}นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่ามีการเปลี่ยนแปลงอนุมูลอิสระโดยธรรมชาติ ซึ่งทำให้มีประโยชน์ในการอธิบายกลไกการพอลิเมอไรเซชันและเข้าใจได้ดียิ่งขึ้นผ่านการศึกษา NMRยิ่งไปกว่านั้น อีเทนแบบแคปโทเดทีฟเป็นตัวเริ่มต้นที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัว ทำให้มีการกระจายน้ำหนักโมเลกุลสูงขึ้นและสร้างโคพอลิเมอร์ แบบบล็อก ผ่านกลไกอนุมูลอิสระที่เป็นที่รู้จัก พอลิเมอร์ที่ได้จากวัสดุเริ่มต้นที่ถูกแทนที่ด้วยแคปโทเดทีฟแสดงคุณสมบัติที่ "พึงประสงค์" เช่น กิจกรรมทางแสง ความแตกต่างในขั้ว ความสัมพันธ์กับตัวทำละลายความเสถียรทางความร้อนและทางกล

1. เป็นที่ทราบกันดีว่าโพลิเมอร์ที่มีหมู่แทนที่แบบมีขั้วมีประโยชน์ในการใช้งานที่น่าสนใจหลายอย่าง รวมถึงวัสดุ ทางไฟฟ้าและ ทาง แสง
2. โพลิเมอร์เหล่านี้โดยทั่วไปจะมีลักษณะโปร่งใส
3. อุณหภูมิการสลายตัวเริ่มต้น ( T _di ) ของพอลิเมอร์เหล่านี้ค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับพอลิเมอร์ที่คล้ายคลึงกัน แต่มีอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักสูงสุด (T _dm ) ที่ค่อนข้างสูงกว่า ซึ่งหมายความว่าถึงแม้พวกมันจะเริ่มหลอมเหลวได้เร็วกว่า แต่จะใช้เวลานานกว่าในการเปลี่ยนสถานะอย่างสมบูรณ์
4. พอลิเมอร์ที่มีสารตั้งต้นที่มีความสามารถในการจับยึดสูง สามารถ "แยกตัว" กลับไปเป็นโมโนเมอร์เริ่มต้นได้อย่างรวดเร็วเมื่อได้รับความร้อน
5. พอลิเมอร์ แบบสองฟังก์ชัน ซึ่งมีหมู่ฟังก์ชันที่แตกต่างกันสองหมู่ในแต่ละหน่วยโมโนเมอร์ มักจะเกิดขึ้นจากโมโนเมอร์แบบแคปโทเดทีฟ
   1. หมู่ฟังก์ชันที่ให้หมู่แทนที่สามารถเปลี่ยนแปลงความสามารถในการละลายได้อย่างมากผ่านพันธะไฮโดรเจนในพอลิเมอร์แบบสองฟังก์ชันเฉพาะ (ดูรูปด้านบน) อย่างไรก็ตาม ในขณะนี้ยังไม่มีความสัมพันธ์ที่ชัดเจน เนื่องจากยังไม่ได้มีการศึกษาการรวมกันของหมู่แทนที่และความสามารถในการละลายทั้งหมด
6. พอลิเมอร์แคปโทเดทีฟมีฟังก์ชันการทำงานสูงในการสร้างคีเลตกับโลหะบางชนิด^{[ 4 ]}