I kjemiske reaksjoner kan ulike partikler tilsettes på stedet for ødeleggelsen av dobbeltbindingen i alkener og trippelbindingen i alkyner. Hva er lovene som styrer denne prosessen? Oppførselen til asymmetriske etylenhomologer under hydrohalogenering og hydrering ble studert av den russiske forskeren VV Markovnikov. Han fant at reaksjonsmekanismen avhenger av antall hydrogenkarbon som er bundet til i dobbeltbindingen. Hypotesen fremsatt av forskeren ble bekreftet etter funn innen atomstrukturen. Markovnikovs regel la grunnlaget for etableringen av en vitenskapelig teori som har praktisk anvendelse. Den lar deg organisere produksjonen av polymerer, smøreoljer, alkoholer mer rasjonelt.
Markovnikovs regel
Den russiske forskeren brukte mye tid på å studere mekanismen for tilsetning av asymmetriske reagenser til umettede hydrokarboner. I sin artikkel publisert på tyski 1870 trakk V. V. Markovnikov oppmerksomheten til det vitenskapelige samfunnet til selektiviteten til interaksjonen mellom hydrogenhalogenider og karbonatomer som er i en dobbeltbinding i usymmetriske alkener. Den russiske forskeren siterte data som han innhentet empirisk i laboratoriet sitt. Markovnikov skrev at halogenet nødvendigvis fester seg til karbonatomet som inneholder det minste antallet hydrogenatomer. Verkene til forskeren fikk stor popularitet på begynnelsen av 1900-tallet. Hypotesen om interaksjonsmekanismen som ble foreslått av ham ble k alt "Markovnikovs regel".
Livet og arbeidet til en organisk forsker
Vladimir Vasilievich Markovnikov ble født 25. desember (13 i henhold til gammel stil) desember 1837. Han studerte ved universitetet i Kazan, underviste senere ved denne utdanningsinstitusjonen og ved Moskva universitet. Markovnikov har studert oppførselen til umettede hydrokarboner når de interagerer med hydrogenhalogenider siden 1864. Inntil 1899 la forskere fra andre land ingen vekt på konklusjonene til den russiske kjemikeren. Markovnikov, i tillegg til regelen oppk alt etter ham, gjorde en rekke andre funn:
- oppnådd cyklobutandikarboksylsyre;
- utforsket oljen i Kaukasus og oppdaget i den organiske stoffer med en spesiell sammensetning - naftener;
- etablerte forskjellen i smeltetemperaturer for forbindelser med forgrenede og rette kjeder;
- beviste isomerismen til fettsyrer.
Vitenskapsmannens arbeid bidro sterkt til utviklingen av innenlandsk kjemisk vitenskap og industri.
essensenhypotese fremsatt av Markovnikov
Forskeren viet mange år til å studere reaksjoner ved tilsetning av reagenser til umettede hydrokarboner med én dobbeltbinding (alkener). Han la merke til at hvis hydrogen er tilstede i forbindelsene, så går det til karbonatomet som inneholder flere partikler av denne typen. Anionet fester seg til nabokarbonet. Dette er Markovnikovs regel, dens essens. Forskeren spådde geni alt oppførselen til partikler, hvis struktur på den tiden fortsatt ikke var veldig klar. I samsvar med regelen tilsettes komplekse stoffer med sammensetningen HX til etylenhydrokarboner, hvor X:
- halogen;
- hydroksyl;
- syrerest av svovelsyre;
- andre partikler.
Den moderne lyden av Markovnikovs regel skiller seg fra forskerens formuleringer: hydrogenatomet fra HX-molekylet festet av alkenet går til karbonet i dobbeltbindingen som allerede inneholder mer hydrogen, og X-partikkelen går til det minste hydrogenert atom.
Mekanisme for feste av elektrofile partikler
La oss vurdere hvilke typer kjemiske transformasjoner der Markovnikovs regel brukes. Eksempler:
- Reaksjonen ved tilsetning av hydrogenklorid til propen. I løpet av interaksjon mellom partikler skjer ødeleggelsen av dobbeltbindingen. Kloranionet går til det mindre hydrogenerte karbonet som var i dobbeltbindingen. Hydrogen samhandler med de mest hydrogenerte av disse atomene. Det dannes 2-klorpropan.
- I addisjonsreaksjonen til et vannmolekyl, nærmer hydroksylet fra sammensetningen seg det mindre hydrogenerte karbonet. Hydrogen fester seg til det mest hydrogenerte atomet ved dobbeltbindingen.
Det er unntak fra regelen foreslått av Markovnikov i de reaksjonene der reaktantene er alkener, der karbonet i dobbeltbindingen allerede har en elektronegativ gruppe i nærheten. Den velger delvis elektrontettheten, som positivt ladet hydrogen vanligvis tiltrekkes til. Regelen blir heller ikke observert i reaksjoner som foregår i henhold til en radikal snarere enn en elektrofil mekanisme (Harish-effekten). Disse unntakene forringer ikke fordelene ved regelen utviklet av den fremragende russiske organiske kjemikeren V. V. Markovnikov.
