ในวิชาเคมีอนุมูลอิสระหรือที่รู้จักกันในชื่ออนุมูลอิสระคืออะตอมโมเลกุลหรือไอออน ที่มี อิเล็กตรอนวาเลนซ์ที่ไม่จับคู่อย่างน้อยหนึ่งตัว[ ^{1 ] [ 2 ] โดย} ส่วนใหญ่แล้ว อิเล็กตรอนที่ไม่จับ คู่ เหล่านี้ทำให้อนุมูลอิสระ มีปฏิกิริยาทางเคมี สูง อนุมูล อิสระที่ประกอบด้วยธาตุหมู่หลักมักมีปฏิกิริยาสูงและเกิดปฏิกิริยาที่ไม่สามารถควบคุมได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเกิดไดเมอร์และการเกิดพอ ลิ เมอร์ อนุมูลอิสระอินทรีย์ส่วนใหญ่มีอายุสั้น

ตัวอย่างที่โดดเด่นของอนุมูลอิสระคืออนุมูลไฮดรอกซิล (HO · ) ซึ่งเป็นโมเลกุลที่มีอิเล็กตรอนเดี่ยวหนึ่งตัวบนอะตอมออกซิเจน ตัวอย่างอื่น ๆ อีกสองตัวอย่างคือออกซิเจนแบบทริปเล็ตและคาร์บีนแบบทริปเล็ต ( ꞉CH )₂ซึ่งมีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่สองตัว

อนุมูลอิสระสามารถเกิดขึ้นได้หลายวิธี แต่โดยทั่วไปแล้ววิธีการต่างๆ เช่นปฏิกิริยาออกซิเดชัน - รีดักชัน รังสีไอออนไนซ์ความร้อน การปล่อยประจุไฟฟ้า และการแยกด้วยไฟฟ้าล้วนเป็นที่ทราบกันดีว่าสามารถก่อให้เกิดอนุมูลอิสระได้ อนุมูลอิสระเป็นตัวกลางในปฏิกิริยาเคมีหลายชนิด มากกว่าที่ปรากฏให้เห็นจากสมการเคมีที่สมดุลแล้วเสียอีก

อนุมูลอิสระมีความสำคัญในกระบวนการเผาไหม้เคมีในชั้นบรรยากาศการ เกิด พอลิเมอร์เคมีพลาสมาชีวเคมีและกระบวนการทางเคมีอื่นๆ อีกมากมาย ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติส่วนใหญ่เกิดจากเอนไซม์ที่สร้างอนุมูลอิสระ ในสิ่งมีชีวิต อนุมูลอิสระซูเปอร์ออกไซด์และไนตริกออกไซด์รวมถึงผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาของพวกมัน ควบคุมกระบวนการต่างๆ มากมาย เช่น การควบคุมโทนของหลอดเลือดและส่งผลต่อความดันโลหิต พวกมันยังมีบทบาทสำคัญในกระบวนการเผาผลาญสารประกอบทางชีวภาพต่างๆ อนุมูลอิสระเหล่านี้ยังทำหน้าที่เป็นสารสื่อสัญญาณในกระบวนการที่เรียกว่าการส่งสัญญาณรีดอกซ์ อนุมูลอิสระอาจถูกกักไว้ภายในกรงของตัวทำละลายหรือถูกผูกไว้ด้วยสารอื่น

อนุมูลอิสระเกิดขึ้นได้ทั้ง (1) จากโมเลกุลที่มีสปินจับคู่กัน หรือ (2) จากอนุมูลอิสระอื่น ๆ อนุมูลอิสระเกิดขึ้นจากโมเลกุลที่มีสปินจับคู่กันผ่านการแตกตัวของพันธะอ่อนหรือการถ่ายโอนอิเล็กตรอน หรือที่เรียกว่าการรีดักชัน อนุมูลอิสระเกิดขึ้นจากอนุมูลอิสระอื่น ๆ ผ่านปฏิกิริยาการแทนที่ การเติมและการกำจัด

โฮโมไลซิสสร้างอนุมูลอิสระใหม่ 2 ตัวจากโมเลกุลที่มีสปินคู่กันโดยการแตกพันธะโควาเลนต์ ทำให้แต่ละชิ้นส่วนมีอิเล็กตรอน 1 ตัวในพันธะ^{[ 3 ]}พลังงานการแตกพันธะแบบโฮโมไลติกซึ่งมักย่อว่า "Δ H °" เป็นตัววัดความแข็งแรงของพันธะตัวอย่างเช่น การแยก H ₂ออกเป็น 2 H ^{• ต้องใช้ Δ} H ° เท่ากับ +435 kJ/molในขณะที่การแยก Cl ₂ออกเป็น 2 Cl ^•ต้องใช้ Δ H ° เท่ากับ +243 kJ/mol สำหรับพันธะที่อ่อนแอ โฮโมไลซิสสามารถเหนี่ยวนำได้ด้วยความร้อน พันธะที่แข็งแรงต้องใช้โฟตอนพลังงานสูงหรือแม้แต่เปลวไฟเพื่อเหนี่ยวนำให้เกิดโฮโมไลซิส

ปฏิกิริยาโฮโมไลซิสบางอย่างมีความสำคัญเป็นพิเศษเพราะทำหน้าที่เป็นตัวเริ่มต้นสำหรับปฏิกิริยาอนุมูลอิสระอื่นๆ ตัวอย่างหนึ่งคือโฮโมไลซิสของฮาโลเจน ซึ่งเกิดขึ้นภายใต้แสงและทำหน้าที่เป็นแรงขับเคลื่อนสำหรับปฏิกิริยาเฮโลจิเนชันแบบอนุมูลอิสระ ปฏิกิริยาที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่งคือโฮโมไลซิสของไดเบนโซอิลเปอร์ออกไซด์ ซึ่งส่งผลให้เกิดอนุมูลเบนโซอิลออกซีสองตัวและทำหน้าที่เป็นตัวเริ่มต้นสำหรับปฏิกิริยาอนุมูลอิสระหลายอย่าง^{[ 4 ]}

ตามหลักการแล้ว อนุมูลอิสระเกิดขึ้นจาก การรีดิวซ์ด้วยอิเล็กตรอนหนึ่งตัวโดยทั่วไปแล้ว สารประกอบอินทรีย์ที่ถูกรีดิวซ์ด้วยอิเล็กตรอนหนึ่งตัวจะไม่เสถียร ความเสถียรจะเกิดขึ้นกับอนุมูลไอออนเมื่อประจุสามารถกระจายตัวได้ ตัวอย่างเช่น แนฟทีไนด์ของโลหะอัลคาไลแอนทราซีนไนด์และคีทิล

การดึงอะตอมไฮโดรเจนออกไปจะก่อให้เกิดอนุมูลอิสระ เพื่อให้เกิดปฏิกิริยานี้ พันธะ CH ของตัวให้ไฮโดรเจนต้องอ่อน ซึ่งพบได้ยากในสารประกอบอินทรีย์ พันธะ CH แบบอัลลิลิกและโดยเฉพาะอย่างยิ่งพันธะ CH แบบอัลลิลิกคู่ มีแนวโน้มที่จะถูกดึงออกไปโดย O₂ _{ปฏิกิริยา}นี้เป็นพื้นฐานของน้ำมันแห้งเช่นอนุพันธ์ ของกรดลิโนเลอิก

ในการเติมอนุมูลอิสระ อนุมูลอิสระจะเพิ่มเข้าไปในสารตั้งต้นที่มีสปินคู่ เมื่อนำไปใช้กับสารประกอบอินทรีย์ ปฏิกิริยามักจะเกี่ยวข้องกับการเติมเข้าไปในแอลคีน การเติมนี้จะสร้างอนุมูลอิสระใหม่ ซึ่งสามารถเติมเข้าไปในแอลคีนอีกตัวหนึ่งได้เรื่อยๆ พฤติกรรมนี้เป็นพื้นฐานของการพอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระ ซึ่ง เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตพลาสติก หลายชนิด ^{[ 5 ] [ 6 ]}

การกำจัดอนุมูลอิสระสามารถมองได้ว่าเป็นปฏิกิริยาย้อนกลับของการเติมอนุมูลอิสระ ในการกำจัดอนุมูลอิสระ สารประกอบอนุมูลอิสระที่ไม่เสถียรจะแตกตัวเป็นโมเลกุลที่มีสปินคู่และสารประกอบอนุมูลอิสระใหม่ ดังแสดงด้านล่างเป็นตัวอย่างของปฏิกิริยาการกำจัดอนุมูลอิสระ ซึ่งอนุมูลเบนโซอิลออกซีแตกตัวเป็นอนุมูลฟีนิลและโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์^{[ 7 ]}

อนุมูล อิสระอนินทรีย์จำนวนมาก รวมถึงอนุมูลอิสระอินทรีย์จำนวนน้อยกว่า มีความเสถียรและสามารถแยกได้จริง ไนตริกออกไซด์ (NO) เป็นตัวอย่างที่รู้จักกันดีของอนุมูลอิสระอนินทรีย์ที่สามารถแยกได้ และเกลือของเฟรมี่ (โพแทสเซียมไนโตรโซไดซัลโฟเนต (KSO ₃ ) ₂ NO) เป็นตัวอย่างที่เกี่ยวข้อง อนุมูลอิสระ ไทอะซิล จำนวนมากเป็นที่รู้จัก แม้ว่า การทำให้เสถียรด้วยเรโซแนนซ์ π จะมีจำกัด(ดูด้านล่าง) ^{[ 8 ] [ 9 ]}

คำว่า "อนุมูลอิสระเสถียร" มีความกำกวมที่เป็นอันตราย พฤติกรรมของอนุมูลอิสระแตกต่างกันไปตามความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์และจลนศาสตร์ และไม่มีกฎทั่วไปที่เชื่อมโยงทั้งสองเข้าด้วยกัน ตัวอย่างเช่นการกระจายตัวของเรโซแนน ซ์ทำให้ เบน ซิล อนุมูลอิสระมีความ เสถียรทางอุณห พลศาสตร์ แต่อนุมูลอิสระเหล่านั้นจะเกิดการรวมตัวกันอย่างรวดเร็วและ จำกัด ด้วยการแพร่กระจาย ภายใต้สภาวะปกติ อายุขัยทางจลนศาสตร์ของพวกมันวัดได้เป็นนาโนวินาที [ ^{10 ] ใน} ทางกลับกัน H ^•มีปฏิกิริยาสูง (ไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์) แต่ก็เป็นสารเคมีที่มีมากที่สุดในจักรวาล (เสถียรทางจลนศาสตร์) เนื่องจากมีอยู่เป็นหลักในสภาพแวดล้อมที่มีความหนาแน่นต่ำ

จากบทวิจารณ์ที่มีอิทธิพลอย่างมากของ Griller และ Ingold ในปี 1976 ^{[ 10 ]}นักเคมีสมัยใหม่เรียกอนุมูลอิสระที่มีคาร์บอนเป็นศูนย์กลางว่า R ^• เสถียรหากพันธะ R–H ที่สอดคล้องกันอ่อนแอกว่าในแอลเคนอนุมูลอิสระจะคงอยู่หากอายุของอนุมูลอิสระยาวนานกว่าขีดจำกัดการพบกัน^{[ 11 ]} ความคงอยู่เกือบทั้งหมดเป็นผลจากสเตอริก^{[ 10 ]} อย่างไรก็ตาม ออร์บิทัลที่มีโมเมนตัมเชิงมุม สูง ( dหรือf ) การกระจายตัว และผล αล้วนสามารถทำให้อนุมูลอิสระอินทรีย์เสถียรได้

อนุมูลอิสระทางการค้า2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxyl (TEMPO)แสดงให้เห็นถึงปรากฏการณ์เหล่านี้: หมู่แทนที่ เมทิลจะปกป้อง อนุมูลอิสระแกน N -hydroxypiperidinylเพื่อความคงอยู่ และ คู่อิเล็กตรอนเดี่ยวของไนโตรเจนและออกซิเจนที่ อยู่ติดกันจะทำให้พันธะใดๆ ที่อาจเกิดขึ้นกับออกซิเจนอ่อนลง ทำให้อนุมูลอิสระมีเสถียรภาพ ดังนั้น TEMPO จึงมีพฤติกรรม นอกเหนือจากความเป็นแม่เหล็กแล้ว เหมือนกับสารประกอบอินทรีย์ทั่วไป^{[ 3 ]}

ในทฤษฎีออร์บิทัลโมเลกุลโครงสร้างอิเล็กตรอนของอนุมูลอิสระมีลักษณะเฉพาะด้วยออร์บิทัลโมเลกุลที่เต็มพลังงานสูงสุดซึ่งมีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่เพียงตัวเดียว ออร์บิทัลนั้นเรียกว่า "ออร์บิทัลโมเลกุลที่มีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว" หรือ SOMO และโดยทั่วไปจะเต็มด้วยสปินขึ้นโดยไม่เสียความเป็นทั่วไป^{[ 3 ] : 977} สารประกอบอนุมูลอิสระ ไม่ เสถียรทางอุณหพลศาสตร์เนื่องจากตำแหน่งนิวเคลียสคงที่ไม่สามารถลด พลังงานของออร์บิ ทัลสปินขึ้นที่เต็ม (ซึ่งรวมถึง SOMO) และพลังงานของออร์บิทัลสปินลงที่เต็ม (ซึ่งไม่รวม) ได้พร้อมกัน ดังนั้น SOMO ที่พลังงานขึ้นอยู่กับตำแหน่งนิวเคลียสน้อยจึงสามารถสร้างอนุมูลอิสระที่ค่อนข้างเสถียรได้ SOMO สองประเภททั่วไปดังกล่าวคือออร์บิทัลd ^{[ 12 ]}ซึ่งต้องการเพียงการบิดเบี้ยวแบบ Jahn-Tellerและ SOMO ที่กระจายตัวอยู่ทั่วโมเลกุลหรือผลึกส่วนใหญ่^{[ 13 ] : 649–650} ซึ่งต้องการการเคลื่อนที่เพียงเล็กน้อยที่นิวเคลียสแต่ละตัว

โดยหลักการแล้ว SOMO สามารถเป็นได้ทุกประเภท แต่ในบรรดา อะตอม กลุ่มหลักอนุมูลอิสระเสถียรที่รู้จักเกือบทั้งหมดมีSOMO ประเภท π ^{[ 11 ]} ด้วยเหตุนี้ SOMO จึงกระจายตัวเหมือนพันธะ π อื่นๆ: ไปยังคู่โดดเดี่ยว ที่อยู่ใกล้เคียง บนหมู่ไฮดรอกซิล (−OH) อีเทอร์ (−OR) หรือเอมีน (−NH ₂หรือ −NR); ไปยัง พันธะ π ที่เชื่อมต่อกันในแอลคีนคาร์บอนิลหรือไนไตรล์ ; หรือในไฮเปอร์คอนจูเกชันไป ยัง ส่วนประกอบ ที่อุดมไปด้วย ไฮโดรเจนหรือฟลูออรีน ที่อยู่ใกล้เคียง ^{[ 14 ]}

หมู่ฟังก์ชัน ข้างต้นจำนวนมากเป็น หมู่ ที่ให้อิเล็กตรอนแต่การให้อิเล็กตรอนไม่จำเป็นต่อการเกิดการกระจายตัวของ SOMO และการดึงอิเล็กตรอนก็ทำหน้าที่ได้ดีเช่นกัน^{[ 3 ] : 978} อันที่จริง อนุมูลอิสระจะมีเสถียรภาพเป็นพิเศษหากสามารถกระจายตัวไปยังทั้งหมู่ที่ดึงอิเล็กตรอนและหมู่ที่ให้อิเล็กตรอน ซึ่งเป็น " ผลแคปโตเดทีฟ " ^{[ 15 ]}

ในกรณีที่มีการบริจาคอิเล็กตรอน SOMO จะมีปฏิสัมพันธ์กับคู่โดดเดี่ยวที่มีพลังงานต่ำกว่าเพื่อสร้างออร์บิทัลพันธะใหม่ที่มีพลังงานต่ำกว่า เต็ม และกระจายตัว และ SOMO แอนติบอนดิงใหม่ที่มีพลังงานสูงกว่า (สุทธิคือพันธะสามอิเล็กตรอน ) เนื่องจากออร์บิทัลพันธะใหม่มีอิเล็กตรอนมากกว่า SOMO สถานะอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นจึงลดพลังงานโมเลกุลลง^{[ 3 ] : 979}

ในกรณีที่ดึงอิเล็กตรอน SOMO จะมีปฏิสัมพันธ์กับออร์บิทัลแอนติบอนดิง σ* หรือ π* ที่ว่างเปล่า ออร์บิทัลแอนติบอนดิงนั้นมีพลังงานน้อยกว่า SOMO ที่แยกตัวออกมา เช่นเดียวกับออร์บิทัลไฮบริดที่ เกิดขึ้น ^{[ 3 ] : 978}

ความเสถียรของอนุมูลอินทรีย์จำนวนมาก (หรือส่วนใหญ่) ไม่ได้บ่งชี้ด้วยความสามารถในการแยกออกมา แต่แสดงให้เห็นในความสามารถในการทำหน้าที่เป็นผู้ให้ H ^•คุณสมบัตินี้สะท้อนถึงพันธะที่อ่อนลงกับไฮโดรเจน โดยปกติจะเป็น O−H แต่บางครั้งอาจเป็น N−H หรือ C−H พฤติกรรมนี้มีความสำคัญเนื่องจากผู้ให้ H ^• เหล่านี้ ทำหน้าที่เป็นสารต้านอนุมูลอิสระในทางชีววิทยาและในเชิงพาณิชย์ ตัวอย่างเช่นα-โทโคฟีรอล ( วิตามินอี ) อนุมูลโทโคฟีรอลเองนั้นไม่เสถียรพอที่จะแยกออกมาได้ แต่โมเลกุลหลักเป็นผู้ให้ไฮโดรเจนอะตอมที่มีประสิทธิภาพสูง พันธะ C−H อ่อนลงใน อนุพันธ์ ไตรฟีนิลเมทิล (ไตรทิล)

อนุมูลอิสระกลุ่มหลักส่วนใหญ่จะอยู่ในสมดุลเชิงสมมติกับ ไดเมอร์ แบบเปลือกปิดตัวอย่างเช่นไนโตรเจนไดออกไซด์จะอยู่ในสมดุลกับไดไนโตรเจนเตตรอกไซด์และอนุมูลอิสระไตรบิวทิลทิน จะอยู่ในสมดุลกับเฮกซาบิว ทิลไดสแตนเนนดังนั้น อนุมูลอิสระอาจมีเสถียรภาพมากขึ้นเมื่อ พันธะ ไดเมอร์อ่อนแอ ตัวอย่างเช่น สารประกอบที่มีอนุมูลอิสระที่จำกัดอยู่ที่อะตอมที่มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวที่อยู่ติดกันจะประสบกับผล α ที่ทรงพลังเมื่อเกิดไดเมอร์ ทำให้ไดเมอร์แทบจะไม่เกิดขึ้นเลย^{[ 16 ]} ในทำนองเดียวกัน การสูญเสียความเป็นอะโรมา ติกของ ควิโนน ในไดเมอร์ของ Gombergทำให้สารประกอบมีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกตัวเป็นเนื้อ เดียวกัน

ในกรณีอื่นๆ ไดเมอร์แบบอนุมูลอิสระอาจก่อตัวเป็น " ไดเมอร์ π " ซึ่งคล้ายกับคอมเพล็กซ์ผู้ให้-ผู้รับแต่ไม่มีการถ่ายโอนประจุ^{[ 17 ]}

ไดราดิคัลเป็นโมเลกุลที่มีศูนย์กลางเรดิคัลสองแห่งไดออกซิเจน (O₂ ₎เป็นตัวอย่างสำคัญของไดราดิคัลที่เสถียรออกซิเจนซิงเกล็ต ซึ่งเป็นสถานะที่ไม่ใช่เรดิคัลที่มีพลังงานต่ำที่สุดของไดออกซิเจน มีความเสถียรน้อยกว่าไดราดิคัลเนื่องจากกฎของฮุนด์เกี่ยวกับความหลากหลายสูงสุดความเสถียรสัมพัทธ์ของไดราดิคัลออกซิเจนส่วนใหญ่เกิดจาก ลักษณะ ที่ถูกห้ามโดยสปินของการเปลี่ยนผ่านจากทริปเล็ตเป็นซิงเกล็ตที่จำเป็นสำหรับการจับอิเล็กตรอน กล่าวคือ " ออกซิไดซ์ " สถานะไดราดิคัลของออกซิเจนยังส่งผลให้มีลักษณะพาราแมกเนติก ซึ่งแสดงให้เห็นได้จากการดึงดูดแม่เหล็กภายนอก^{[ 18 ]}ไดราดิคัลยังสามารถเกิดขึ้นในสารประกอบโลหะ-ออกโซทำให้เหมาะสำหรับการศึกษาปฏิกิริยาที่ถูกห้ามโดยสปินในเคมีโลหะทรานซิชัน^{[ 19 ]}คาร์เบนในสถานะทริปเล็ตสามารถมองได้ว่าเป็นไดแรดิคัลที่มีศูนย์กลางอยู่ที่อะตอมเดียวกัน ในขณะที่คาร์เบนเหล่านี้มักจะมีความว่องไวสูงและมีความเสถียรโดยคาร์เบน N-เฮเทอโรไซคลิกเป็นตัวอย่างที่พบได้บ่อยที่สุด

คาร์บีนและไนเตรนแบบทริปเล็ตเป็นไดราดิคัล คุณสมบัติทางเคมีของพวกมันแตกต่างจากคุณสมบัติของอะนาล็อกแบบซิงเกล็ต

ปฏิกิริยาที่รุนแรงอย่างหนึ่งที่คุ้นเคยคือการเผาไหม้โมเลกุลออกซิเจนเป็นไดราดิคัล ที่เสถียร ซึ่งแสดงได้ดีที่สุดด้วย^• O–O ^•เนื่องจากสปินของอิเล็กตรอนขนานกัน โมเลกุลนี้จึงเสถียร ในขณะที่สถานะพื้นฐานของออกซิเจนคือไดราดิคัลที่ไม่ทำปฏิกิริยาและมีสปินไม่จับคู่ ( ทริปเล็ต ) แต่ก็มีสถานะที่มีสปินจับคู่ ( ซิงเกล็ต ) ที่ทำปฏิกิริยาได้สูงมากอยู่ด้วยเพื่อให้เกิดการเผาไหม้ จะต้องเอาชนะ อุปสรรคทางพลังงานระหว่างสองสถานะนี้ อุปสรรคนี้สามารถเอาชนะได้ด้วยความร้อน ซึ่งต้องใช้ความร้อนสูง การเปลี่ยนจากทริปเล็ตเป็นซิงเกล็ตนั้น " ถูกห้าม " ด้วยเช่นกัน ซึ่งเป็นอุปสรรคเพิ่มเติมต่อปฏิกิริยา นอกจากนี้ยังหมายความว่าโมเลกุลออกซิเจนค่อนข้างไม่ทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิห้อง ยกเว้นในกรณีที่มีอะตอมหนักที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น เหล็กหรือทองแดง

การเผาไหม้ประกอบด้วยปฏิกิริยาลูกโซ่ของอนุมูลอิสระหลายชนิด ซึ่งอนุมูลอิสระเดี่ยวสามารถเริ่มต้นได้ความไวไฟของวัสดุใดๆ ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของอนุมูลอิสระที่ต้องมีอยู่ หรือต้องได้รับ – เช่น ในสภาวะห้องปฏิบัติการ ก่อนที่ปฏิกิริยาเริ่มต้นและปฏิกิริยาแพร่กระจายจะครอบงำ นำไปสู่การเผาไหม้ของวัสดุ เมื่อวัสดุที่ติดไฟได้ถูกเผาไหม้หมดแล้ว ปฏิกิริยาการยุติก็จะกลับมาครอบงำอีกครั้ง และเปลวไฟก็จะดับลง ดังที่กล่าวมาแล้ว การส่งเสริมปฏิกิริยาการแพร่กระจายหรือการยุติจะเปลี่ยนแปลงความไวไฟ ตัวอย่างเช่น เนื่องจากตะกั่วเองทำให้ฤทธิ์ของอนุมูลอิสระในส่วนผสมของน้ำมันเบนซินและอากาศลดลง จึงมักมีการเติม เตตระเอทิลลีดลงในน้ำมันเบนซิน เพื่อป้องกันการเริ่มต้นการเผาไหม้ในลักษณะที่ไม่สามารถควบคุมได้ หรือในสารตกค้างที่เผาไหม้ไม่หมด ( เครื่องยนต์น็อค ) หรือการจุดระเบิดก่อนกำหนด (การจุดระเบิดก่อนเวลา )

เมื่อไฮโดรคาร์บอนถูกเผาไหม้ จะเกิดอนุมูลอิสระของออกซิเจนจำนวนมาก ในขั้นต้น จะเกิด อนุมูลไฮโดรเปอร์ออกซิล (HOO ^• ) ขึ้น จากนั้นอนุมูลเหล่านี้จะทำปฏิกิริยาต่อไปเพื่อให้ได้ ไฮโดรเปอร์ออกไซด์ อินทรีย์ซึ่งจะแตกตัวออกเป็นอนุมูลไฮดรอกซิล (HO ^• )

ปฏิกิริยา พอลิเมอไรเซชันจำนวนมากเริ่มต้นด้วยอนุมูลอิสระ กระบวนการพอลิเมอไรเซชันเกี่ยวข้องกับการที่อนุมูลอิสระเริ่มต้นไปรวมกับสารที่ไม่ใช่อนุมูลอิสระ (โดยปกติคือแอลคีน) เพื่อให้ได้อนุมูลอิสระใหม่ กระบวนการนี้เป็นพื้นฐานของปฏิกิริยาลูกโซ่อนุมูลอิสระศิลปะแห่งการพอลิเมอไรเซชันเกี่ยวข้องกับวิธีการนำอนุมูลอิสระเริ่มต้นเข้ามา ตัวอย่างเช่นเมทิลเมทาคริเลต (MMA) สามารถนำมาพอลิเมอไรซ์เพื่อผลิตพอลิ(เมทิลเมทาคริเลต) (PMMA – เพล็กซิกลาสหรือเพอร์สเป็กซ์) ผ่านชุด ขั้นตอน การเติมอนุมูลอิสระ ซ้ำๆ กัน :

วิธีการพอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระแบบใหม่เรียกว่า การพอลิ เมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระที่มีชีวิต (Living Radical Polymerization) รูปแบบต่างๆ ได้แก่ การถ่ายโอนโซ่แบบเพิ่มและแตกตัวแบบย้อนกลับได้ (Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer หรือRAFT ) และการพอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระแบบถ่ายโอนอะตอม (Atom Transfer Radical Polymerization หรือATRP )

_{ออกซิเจน (O₂ )}เป็นอนุมูลอิสระที่พบได้ทั่วไป จึงทำปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์หลายชนิดเพื่อสร้างอนุมูลอิสระร่วมกับอนุมูลไฮโดรเปอร์ออกไซด์น้ำมันแห้งและสีอัลคิดจะแข็งตัวเนื่องจากการเชื่อมโยงข้ามของอนุมูลอิสระที่เริ่มต้นโดยออกซิเจนจากบรรยากาศ

อนุมูลอิสระที่พบได้มากที่สุดในชั้นบรรยากาศระดับล่างคือออกซิเจนโมเลกุลการแตกตัวด้วยแสงของโมเลกุลต้นกำเนิดจะสร้างอนุมูลอิสระอื่นๆ ในชั้นบรรยากาศระดับล่าง อนุมูลอิสระที่สำคัญเกิดขึ้นจากการแตกตัวด้วยแสงของไนโตรเจนไดออกไซด์ไปเป็นอะตอมออกซิเจนและไนตริกออกไซด์ (ดูสมการ 1.1ด้านล่าง) ซึ่งมีบทบาทสำคัญใน การก่อตัว ของหมอกควันและการแตกตัวด้วยแสงของโอโซนเพื่อให้ได้อะตอมออกซิเจนที่ถูกกระตุ้น O(1D) (ดูสมการ 1.2ด้านล่าง) ปฏิกิริยาสุทธิและปฏิกิริยาย้อนกลับก็แสดงไว้เช่นกัน ( สมการ 1.3และสมการ 1.4ตามลำดับ)

${\displaystyle {\ce {NO2 ->[h \nu] ไม่ + O}}}$

สมการ 1.1

${\displaystyle {\ce {O + O2 -> O3}}}$

สมการ 1.2

${\displaystyle {\ce {NO2 + O2 ->[h \nu] NO + O3}}}$

สมการ 1.3

${\displaystyle {\ce {NO + O3 -> NO2 + O2}}}$

สมการ 1.4

ในชั้นบรรยากาศเบื้องบน การแตกตัวด้วยแสงของสารคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs) ซึ่งโดยปกติไม่ทำปฏิกิริยา โดยรังสีอัลตราไวโอเลต จากดวงอาทิตย์ เป็นแหล่งสำคัญของอนุมูลอิสระ (ดูสมการที่ 1 ด้านล่าง) ปฏิกิริยาเหล่านี้ให้กำเนิดอนุมูลคลอรีน Cl ^•ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการเปลี่ยนโอโซนเป็น O2 _จึงทำให้โอโซนถูกทำลาย ( สมการที่ 2.2 – 2.4ด้านล่าง)

${\displaystyle {\ce {CFCS->[h\nu ]Cl^{\bullet }}}}$

สมการ 2.1

${\displaystyle {\ce {Cl^{\bullet }{}+O3->ClO^{\bullet }{}+O2}}}$

สมการ 2.2

${\displaystyle {\ce {O3 ->[h \nu] O + O2}}}$

สมการ 2.3

${\displaystyle {\ce {O{}+ClO^{\bullet }->Cl^{\bullet }{}+O2}}}$

สมการ 2.4

${\displaystyle {\ce {2O3 ->[h \nu] 3O2}}}$

สมการ 2.5

ปฏิกิริยาดังกล่าวทำให้ ชั้นโอโซนถูกทำลายโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากอนุมูลคลอรีนสามารถเข้าไปมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาลูกโซ่อื่นได้ ดังนั้น การใช้สารคลอโรฟลูออโรคาร์บอนเป็นสารทำความเย็นจึงถูกจำกัด

อนุมูลอิสระมีบทบาทสำคัญในทางชีววิทยา หลายชนิดมีความจำเป็นต่อชีวิต เช่น การฆ่าแบคทีเรียภายในเซลล์โดยเซลล์ฟาโกไซต์ เช่นแกรนูโลไซต์และแมโครฟา จ อนุมูล อิสระมีส่วนเกี่ยวข้องในกระบวนการส่งสัญญาณของเซลล์^{[ 21 ]}ซึ่งเรียกว่าการส่งสัญญาณรีดอกซ์ตัวอย่างเช่น การโจมตีของอนุมูลอิสระต่อกรดลิโนเลอิกจะสร้างกรด13-ไฮดรอกซีออกตาเดคาไดเอโนอิกและกรด 9-ไฮดรอกซีออกตาเดคาไดเอ โนอิก ซึ่งอาจทำหน้าที่ควบคุมการอักเสบของเนื้อเยื่อเฉพาะที่และ/หรือการตอบสนองการรักษา การรับรู้ความเจ็บปวด และการแพร่กระจายของเซลล์มะเร็ง การโจมตีของอนุมูลอิสระต่อกรดอะราคิโดนิกและกรดโดโคซาเฮกซาเอโนอิกจะสร้างผลิตภัณฑ์ส่งสัญญาณที่คล้ายกันแต่มีขอบเขตกว้างกว่า^{[ 22 ]}

อนุมูลอิสระอาจมีส่วนเกี่ยวข้องกับโรคพาร์กิน สัน การสูญเสียการได้ยินในผู้สูงอายุและจากยาโรคจิตเภทและ โรคอั ลไซเมอร์ [ ^{23 ] กลุ่ม}อาการอนุมูลอิสระแบบคลาสสิก โรค ฮีโมโคร มาโตซิส ซึ่งเป็นโรคสะสมธาตุ เหล็ก มักเกี่ยวข้องกับกลุ่มอาการที่เกี่ยวข้องกับอนุมูลอิสระ ได้แก่ ความผิดปกติของการเคลื่อนไหว โรคจิต ความผิดปกติ ของเม็ดสีเมลานิน ในผิวหนัง การสูญเสียการได้ยิน โรคข้ออักเสบ และโรคเบาหวาน ทฤษฎีอนุมูลอิสระของความชราเสนอว่าอนุมูลอิสระเป็นพื้นฐานของกระบวนการชราภาพในทำนองเดียวกัน กระบวนการไมโตฮอร์มีซิสชี้ให้เห็นว่าการสัมผัสกับอนุมูลอิสระซ้ำๆ อาจช่วยยืดอายุขัยได้

เนื่องจากอนุมูลอิสระมีความจำเป็นต่อชีวิต ร่างกายจึงมีกลไกหลายอย่างเพื่อลดความเสียหายที่เกิดจากอนุมูลอิสระและซ่อมแซมความเสียหายที่เกิดขึ้น เช่นเอนไซม์ซูเปอร์ออกไซด์ดิสมิวเทส , คาตาเลส , กลูตาไธโอนเปอร์ออกซิเดสและกลูตาไธโอนรีดักเทสนอกจากนี้สารต้านอนุมูลอิสระยังมีบทบาทสำคัญในกลไกการป้องกันเหล่านี้ ซึ่งมักจะเป็นวิตามิน 3 ชนิด ได้แก่วิตามินเอวิตามินซีและวิตามินอีและสารต้านอนุมูลอิสระประเภทโพลีฟีนอลยิ่งไปกว่านั้น มีหลักฐานที่ดีที่บ่งชี้ว่าบิลิรูบินและกรดยูริกสามารถทำหน้าที่เป็นสารต้านอนุมูลอิสระเพื่อช่วยต่อต้านอนุมูลอิสระบางชนิด บิลิรูบินเกิดจากการสลายตัวของ สารประกอบใน เม็ดเลือดแดงในขณะที่กรดยูริกเป็นผลผลิตจากการสลายตัวของพิวรีนอย่างไรก็ตาม บิลิรูบินที่มากเกินไปอาจนำไปสู่โรคดีซ่านซึ่งอาจทำให้ระบบประสาทส่วนกลางเสียหายได้ในที่สุด ในขณะที่กรดยูริกที่มากเกินไปทำให้เกิดโรคเกาต์^{[ 24 ]}

สารออกซิเจนที่ว่องไว (Reactive oxygen speciesหรือ ROS) คือสารต่างๆ เช่นซูเปอร์ออกไซด์ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และไฮดรอกซิลแรดิคัลซึ่งมักเกี่ยวข้องกับความเสียหายของเซลล์ ROS เกิดขึ้นเป็นผลพลอยได้ตามธรรมชาติจากการเผาผลาญออกซิเจน ตามปกติ และมีบทบาทสำคัญในการส่งสัญญาณของเซลล์ แรดิคัลที่มีออกซิเจนเป็นศูนย์กลางที่สำคัญสองชนิดคือซูเปอร์ออกไซด์และไฮดรอกซิลแรดิคัลพวกมันได้มาจากออกซิเจนโมเลกุลภายใต้สภาวะรีดิวซ์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปฏิกิริยาของพวกมัน แรดิคัลเหล่านี้จึงสามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์ซึ่งส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อเซลล์ ปริมาณแรดิคัลที่มากเกินไปอาจนำไปสู่การบาดเจ็บและการตาย ของเซลล์ ซึ่งอาจมีส่วนทำให้เกิดโรคต่างๆ มากมาย เช่นมะเร็งโรคหลอดเลือดสมองกล้ามเนื้อหัวใจตาย เบาหวานและความผิดปกติที่สำคัญ^{[ 25 ]} เชื่อกันว่า มะเร็งหลายชนิดเป็นผลมาจากปฏิกิริยาระหว่างแรดิคัลและDNA ซึ่ง อาจส่งผลให้เกิดการกลายพันธุ์ที่สามารถส่งผลเสียต่อวงจรของเซลล์และอาจนำไปสู่มะเร็งได้^{[ 26 ]}อาการบางอย่างของความชราเช่นหลอดเลือดแดงแข็งตัวก็เกิดจากการออกซิเดชันของคอเลสเตอรอลที่เหนี่ยวนำโดยอนุมูลอิสระไปเป็น 7-คีโตคอเลสเตอรอล^{[ 27 ]}นอกจากนี้ อนุมูลอิสระยังก่อให้เกิดความเสียหายต่อตับที่เกิดจากแอลกอฮอล์^{[ 28 ]}อนุมูลอิสระที่เกิดจาก ค วันบุหรี่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการทำให้แอลฟา1-แอนติทริปซินในปอด ไม่ทำงาน กระบวนการนี้ส่งเสริมการเกิดโรคถุงลมโป่งพอง

พบว่าออกซีเบนโซน ก่อให้เกิดอนุมูลอิสระเมื่อโดนแสงแดด ดังนั้นจึงอาจเกี่ยวข้องกับความเสียหายของเซลล์ได้เช่นกัน ซึ่งเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อผสมกับส่วนผสมอื่นๆ ที่พบได้ทั่วไปในครีมกันแดด เช่น ไทเทเนียมออกไซด์และออกทิลเมทอกซีซินนาเมต^{[ 29 ]}

ROS โจมตีกรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อนเช่นกรดลิโนเลอิกเพื่อสร้าง ผลิตภัณฑ์ กรด 13-ไฮดรอกซีออกตาเดคาไดเอโนอิกและ กรด 9-ไฮดรอกซี ออกตาเดคาไดเอโนอิก ซึ่งทำหน้าที่เป็นโมเลกุลส่งสัญญาณที่อาจกระตุ้นการตอบสนองเพื่อต่อต้านการบาดเจ็บของเนื้อเยื่อที่ทำให้เกิดการก่อตัวของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ ROS ยังโจมตีกรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อนอื่นๆ เช่นกรดอะราคิโดนิกและกรดโดโคซาเฮกซาเอโนอิก เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ส่งสัญญาณที่คล้ายกัน^{[ 30 ]}

สารออกซิเจนที่ว่องไวยังใช้ในปฏิกิริยาควบคุมที่เกี่ยวข้องกับไดออกซิเจนแบบซิงเกล็ตซึ่งรู้จักกันในชื่อ ปฏิกิริยา โฟโตออกซิเจเนชัน ประเภท II หลังจากการถ่ายโอนพลังงาน แบบ เดก ซ์เตอร์ ( การทำลายล้างแบบทริปเล็ต-ทริปเล็ต ) จากไดออกซิเจนแบบทริปเล็ตตามธรรมชาติและสถานะกระตุ้นแบบทริปเล็ตของสารไวแสง การเปลี่ยนแปลงทางเคมีทั่วไปด้วยสารไดออกซิเจนแบบซิงเกล็ตนี้ ได้แก่ การเปลี่ยนของเสียชีวภาพเซลลูโลสให้เป็นสีย้อมโพลีเมทิน ชนิดใหม่ ^{[ 31 ]}${\displaystyle {}^{1}\คณิตศาสตร์ {O} _{2}}$${\displaystyle {}^{3}\คณิตศาสตร์ {O} _{2}}$

ในสมการเคมี มักจะใช้จุดแทนอนุมูลอิสระ โดยวางไว้ทางด้านขวาของสัญลักษณ์อะตอมหรือสูตรโมเลกุล ดังนี้:

${\displaystyle \mathrm {Cl} _{2}\;\xrightarrow {UV} \;2{\mathrm {Cl} ^{\bullet }}}$

กลไกปฏิกิริยาอนุมูลอิสระใช้ลูกศรหัวเดียวเพื่อแสดงการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเดี่ยว:

การ แตกตัว แบบโฮโมไลติกของพันธะที่กำลังแตกนั้นวาดด้วยลูกศร "ตะขอเกี่ยวปลา" เพื่อให้แตกต่างจากการเคลื่อนที่ตามปกติของอิเล็กตรอนสองตัวที่แสดงด้วยลูกศรโค้งมาตรฐาน อิเล็กตรอนตัวที่สองของพันธะที่กำลังแตกก็จะเคลื่อนที่ไปจับคู่กับอิเล็กตรอนของอนุมูลอิสระที่เข้ามาโจมตีด้วย

อนุมูลอิสระยังมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการเติมอนุมูลอิสระและการแทนที่อนุมูลอิสระในฐานะตัวกลางที่ทำปฏิกิริยาได้ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เกี่ยวข้องกับอนุมูลอิสระโดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นสามกระบวนการที่แตกต่างกัน ได้แก่การเริ่มต้นการแพร่ กระจาย และการ สิ้นสุด

• ปฏิกิริยา เริ่มต้นคือปฏิกิริยาที่ส่งผลให้จำนวนอนุมูลอิสระเพิ่มขึ้นสุทธิ อาจเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของอนุมูลอิสระจากสารตั้งต้นที่เสถียร ดังเช่นในปฏิกิริยาที่ 1 ข้างต้น หรืออาจเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของอนุมูลอิสระกับสารตั้งต้นที่เสถียรเพื่อสร้างอนุมูลอิสระเพิ่มขึ้น
• ปฏิกิริยา การแพร่กระจายคือ ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับอนุมูลอิสระ ซึ่งจำนวนอนุมูลอิสระทั้งหมดคงที่
• ปฏิกิริยา การยุติคือปฏิกิริยาที่ส่งผลให้จำนวนอนุมูลอิสระลดลงสุทธิ โดยทั่วไป อนุมูลอิสระสองตัวจะรวมตัวกันเพื่อสร้างสปีชีส์ที่มีเสถียรภาพมากขึ้น ตัวอย่างเช่น:

  2 Cl ^• → Cl ₂

จนกระทั่งช่วงปลายศตวรรษที่ 20 คำว่า "อนุมูลอิสระ" (radical) ถูกใช้ในวิชาเคมีเพื่อบ่งชี้ถึงกลุ่มอะตอมที่เชื่อมต่อกัน เช่นหมู่เมทิลหรือหมู่คาร์บอกซิลไม่ว่าจะเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลขนาดใหญ่หรือเป็นโมเลกุลเดี่ยวๆ ก็ตาม อนุมูลอิสระมักเรียกว่าหมู่ Rและจำเป็นต้องใช้คำว่า "อิสระ" (free) เพื่อระบุกรณีที่ไม่ถูกผูกมัด หลังจากมีการปรับปรุงระบบการตั้งชื่อทางเคมีเมื่อไม่นานมานี้ ส่วนหนึ่งของโมเลกุลขนาดใหญ่จึงเรียกว่าหมู่ ฟังก์ชันหรือหมู่แทนที่ (functional group or substituent ) และคำว่า "อนุมูลอิสระ" จึงหมายถึง "อิสระ" อย่างไรก็ตาม ระบบการตั้งชื่อแบบเก่าอาจยังคงปรากฏอยู่ในหนังสือบางเล่ม

คำว่า " อนุมูลอิสระ" (radical) ถูกใช้มาแล้วก่อนที่ทฤษฎีอนุมูลอิสระ ซึ่งปัจจุบันล้าสมัยไปแล้ว จะถูกพัฒนาขึ้นหลุยส์-แบร์นาร์ด กุยตง เดอ มอร์โว (Louis-Bernard Guyton de Morveau) เป็นผู้แนะนำวลี "อนุมูลอิสระ" ในปี 1785 และอองตวน ลา วัวซิเยร์ (Antoine Lavoisier ) ได้นำวลีนี้มาใช้ในปี 1789 ใน หนังสือ Traité Élémentaire de Chimieของเขาในเวลานั้น อนุมูลอิสระถูกระบุว่าเป็นฐานรากของกรดบางชนิด (คำภาษาละติน "radix" หมายถึง "ราก") ในอดีต คำว่าอนุมูลอิสระในทฤษฎีอนุมูลอิสระยังถูกใช้กับส่วนที่ยึดติดกันของโมเลกุล โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อส่วนเหล่านั้นไม่เปลี่ยนแปลงในปฏิกิริยา ปัจจุบันส่วนเหล่านี้เรียกว่าหมู่ฟังก์ชัน (functional groups ) ตัวอย่างเช่นเมทิลแอลกอฮอล์ถูกอธิบายว่าประกอบด้วย "อนุมูลอิสระ" เมทิล (methyl "radical") และ "อนุมูลอิสระ" ไฮดรอกซิล (hydroxyl "radical") ทั้งสองอย่างนี้ไม่ใช่อนุมูลอิสระในความหมายทางเคมีสมัยใหม่ เนื่องจากพวกมันยึดติดกันอย่างถาวรและไม่มีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่และทำปฏิกิริยาได้ อย่างไรก็ตาม พวกมันสามารถสังเกตเห็นได้ว่าเป็นอนุมูลอิสระในสเปกโทรเมตรีมวลเมื่อถูกแยกออกจากกันโดยการฉายรังสีด้วยอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูง

ในบริบทสมัยใหม่ อนุมูลอิสระ อินทรีย์ (ที่มีคาร์บอน) ตัวแรกที่ถูกระบุคืออนุมูลอิสระไตรฟีนิลเมทิล (C ₆ H ₅ ) ₃ C ^•ชนิดนี้ถูกค้นพบโดยโมเสส กอมเบิร์กในปี 1900 ในปี 1933 มอร์ริส เอส. คาราชและแฟรงค์ มาโยเสนอว่าอนุมูลอิสระเป็นสาเหตุของการ เติม ไฮโดรเจนโบรไมด์แบบแอนติ-มาร์คอฟนิ คอฟ ไปยังอัลลิลโบรไมด์^{[ 32 ] [ 33 ]}

ในสาขาเคมีส่วนใหญ่ นิยามทางประวัติศาสตร์ของอนุมูลอิสระระบุว่าโมเลกุลมีสปินอิเล็กตรอนที่ไม่เป็นศูนย์ อย่างไรก็ตาม ในสาขาต่างๆ เช่นสเปกโทรสโกปีและเคมีดาราศาสตร์นิยามจะแตกต่างออกไปเล็กน้อยเกอร์ฮาร์ด เฮิร์ซเบิร์กผู้ได้รับรางวัลโนเบลจากการวิจัยเกี่ยวกับโครงสร้างอิเล็กตรอนและเรขาคณิตของอนุมูลอิสระ ได้เสนอนิยามที่หลวมกว่าของอนุมูลอิสระว่า "ชนิดใดๆ ที่ไม่เสถียรทางเคมี (อะตอม โมเลกุล หรือไอออน)" ^{[ 34 ]}ประเด็นหลักของข้อเสนอของเขาคือมีโมเลกุลที่ไม่เสถียรทางเคมีจำนวนมากที่มีสปินเป็นศูนย์ เช่น C ₂ , C ₃ , CH ₂และอื่นๆ นิยามนี้สะดวกกว่าสำหรับการอภิปรายเกี่ยวกับกระบวนการทางเคมีชั่วคราวและเคมีดาราศาสตร์ ดังนั้นนักวิจัยในสาขาเหล่านี้จึงนิยมใช้นิยามที่หลวมนี้^{[ 35 ]}

• คู่อิเล็กตรอน
• ระบบการจำแนกและการติดฉลากสารเคมีที่เป็นไปตามมาตรฐานสากล
• ปฏิกิริยา Hofmann–Löffler

การวิจัยอนุมูลอิสระ

• ศูนย์ความเป็นเลิศด้านเคมีอนุมูลอิสระและเทคโนโลยีชีวภาพ ARC