Kemija

Markovnikov pravilo

Markovnikov pravilo

Kaj je Markovnikovo pravilo?

The Markovnikov pravilo Gre za empirično pravilo, ki ga je leta 1869 oblikoval ruski kemik Vladimir Markovnikov, ki se uporablja za napovedovanje regioselektivnosti produktov elektrofilnega dodatka. Še danes je še vedno v veljavi in ​​razkriva njegovo preprostost v tem, kako pride mehanizem več organskih reakcij.

To pravilo velja zlasti za alkene v njihovih reakcijah hidrohalogenacije. Tako omogoča napovedovanje, kakšni bodo večinski izdelki, ko alkeni in alkini reagirajo s HX (HF, HCl, HBR in HI).

Spoštovanje pravila Markovnikova v hidrohalogenaciji propeno. Vir: v8rik, cc by-sa 3.0, prek Wikimedia Commons

Recimo na primer hidroobromacija propeno ali propilena (nadrejena slika). Markovnikovo pravilo napoveduje, da bo večinski izdelek tisti, v katerem je atom bromova povezan z ogljikom centra; Medtem ko je v manjšem izdelku, se bromoti konča do ogljika z dvojnim vezanjem.

Upoštevajte, da ima večinski izdelek atom vodika, povezan s terminalnim ogljikom. To zadnjo točko si je najlažje zapomniti: HX vodik gre v ogljik dvojne vezi, ki ima več vodika ali C-H vezi.

Načela Markovnikov pravilo

Elektrofilni dodatek

Do dvojnih vezi alkenov ali alkinov. HX ima slab elektronski atom, ki je H, in atom, bogat z elektroni, ki je x.

Zato je HX lahko predstavljen kot hδ+-Xδ-, kot regija hδ+ V tem primeru je dovzetna za prejemanje elektronov dvojne vezi alkena, ki poteka elektrofilni napad (glej sliko spodaj).

Vam lahko služi: fenilacetna kislina: struktura, lastnosti, uporabe, učinki

Stabilnost karbokacije

Oblikovanje obeh karbokacij v hidrobromaciji 1-butena. Vir: Gabriel Bolívar prek Molview.

Kot je razvidno zgoraj, dvojna vez z 1 butenom napade vodik HBO. Pri tem se elektroni H-Br vezi "odprejo" proti atomu bromu, ki tvorijo karbokacijo in anion BR-. Vendar obstaja možnost oblikovanja dveh karbokacij: ena primarna (1.) in druga sekundarna (2.).

Vsaka karbokacija je posredniška spojina, iz katere bo izpeljal končni izdelek. Ko bosta dve karbokaciji, bomo imeli dva izdelka: 2-bromobutano in 1-Bromobutano. Br- Deluje kot nukleofil, ki napade katero koli od obeh karbokacij:

1-butenski hidroobracijski izdelki. Vir: Gabriel Bolívar prek Molview.

Toda delež obeh izdelkov ni 50%; 2-bromobutano se pojavi veliko večji od 1-bromobutana.

Razlog je v tem, da je 2. karbokacija bolj stabilna od 1. karbokacije, saj je njegova pozitivna obremenitev bolje stabilizirana s sosednjimi ogljikovimi atomi; Medtem ko v karbokaciji 1, atom vodika ne prispeva skoraj nobene elektronske gostote za to pozitivno obremenitev (biti za indukcijo ali hiperkonjugacijo).

Bogati postane bogatejši

Markovnikova pravila se je rodila iz končnih opažanj, od njih pa bi lahko bili zgoraj prikazani mehanizmi.

Brez potrebe, da bi vedno zajeli te mehanizme ali odšteli stabilnost posredniških karbokacij, se uporablja preprosto pravilo: v elektrofilnem dodajanju se vodikovi atomi usmerijo proti dvojnemu ogljiku z dvojcem z več vodikovimi atomi. Tako postane najbolj hidrogenirani ogljik še bolj hidrogeniran.

Vam lahko služi: kaj so vodne anomalije?

Po drugi strani se atom X, v tem primeru BR, konča v ogljiku dvojne vezi, ki ima več C-C vezi, ali pa jih bolj nadomestijo drugi atomi, ki niso vodik. Ker je v 1-butenu njen končni ogljik = cho2, To je tisti, ki prejme vodik za preoblikovanje v skupino -CH3.

Primeri

Primer pravila Markovnikova, uporabljenega v reakciji hidroobromacije, je bil viden zgoraj. Velja tudi za reakcije na hidrokloklinacijo, hidroidacijo, hidroaminacijo in hidracijo, bodisi za alkene ali alkine.

V naslednjem razdelku bo nekaj dodatnih primerov obravnavane kot vaje.

Rešene vaje

Vaja 1

Hidroobromacija 2-metilciklopentenu. Vir: Gabriel Bolívar prek Molview.

Markovnikovo pravilo pravi, da mora HBR H za zgornjo reakcijo iti na ogljik z dvojno vez z več vodikovimi atomi. V tem primeru ustreza zgornjem ogljiku, saj je ogljik na desni, povezan s CHO3, Sploh nima atomov vodika.

Tako vodik HBR gre v ogljik zgoraj, BR pa se konča z ogljikom na desni (večinski izdelek). Po drugi strani pa je, če je vodik povezan z ogljikom na desni, BR usmerjen na ogljik zgoraj (manjši izdelek).

Upoštevajte, da je večinski izdelek sestavljen iz 3. halogenida, bolj stabilen po definiciji in stabilizacijskih učinkih delnih pozitivnih obremenitev; Medtem ko je manjšinski izdelek 2., manj stabilen haloge.

Tako izdelki, večina in manj. Ta vrsta manjšinskega izdelka proti pravilu Markovnikova je znana kot antimarkovnikov izdelek.

Vam lahko služi: referenčna elektroda: značilnosti, funkcija, primeri

Vaja 2

Hidroobromacija 3-metil-2-pentena. Vir: Gabriel Bolívar prek Molview.

Zdaj glejte primer 3-metil-2-pentena.

Če ga opazimo, ima desni ogljik dvojne vezi h, tisti na levi strani. Zato bo Hbr HBR šel v ta ogljik, ogljik mora iti v center, da povzroči izdelek B. Izdelek B je večina, saj je spet tretji halogenid, izdelek pa je Haluro 2.

Vaja 3

Primer pravila Markovnikov pri hidraciji cikličnega alkena. Vir: Gabriel Bolívar prek Molview.

Prejšnji primeri bi ustvarili iste izdelke, če bi namesto HBR uporabili HCl in HI. Enako je enako kot pri H2O v reakciji hidratacije, ki jo katalizirajo kislina in toplota. Oh, da zamenja HX atom.

Zato nam Markovnikova pravila pove, da bo v zgornjem elektrofilnem dodatku OH šel na ogljik najbolj nadomeščene dvojne vezi z manj vodika.

Tako je izdelek A večina in izdelek B manjšina. Ponovno upoštevajte, da je izdelek A tretji alkohol in izdelek B A 2. alkohol.

Reference

  1. Morrison, r. T. in Boyd, r, n. (1987). Organska kemija. 5. izdaja. Uredništvo Addison-Wesley Interamerican.
  2. Carey f. (2008). Organska kemija. (Šesta izdaja). MC Graw Hill.
  3. Graham Solomons t.W., Craig b. Fryhle. (2011). Organska kemija. (10. izdaja.). Wiley Plus.
  4. Wikipedija. (2020). Markovnikovo pravilo. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
  5. Steven a. Hardinger. (2017). Ilustrirani slovar organske kemije: Markovnokovo pravilo. Okrevano od: kem.UCLA.Edu
  6. Gamini Gunawardena. (24. avgusta 2020). Markovnikovo pravilo. Kemija librettexts. Okrevano od: kem.Librettexts.org
  7. Uredniki Enyclopeedia Britannica. (17. september 2013). Markovnikovo pravilo. Okrevano od: Britannica.com
  8. Doktor. S. Gevorg. (2020). Organska kemija: Markovnokovo pravilo s težavami s prakso. Okrevano od: Chemistroysteps.com