Kjemi

Markovnikov -regel

Markovnikov -regel

Hva er Markovnikovs styre?

De Markovnikov -regel Det er en empirisk regel, formulert i 1869 av den russiske kjemikeren Vladimir Markovnikov, som brukes til å forutsi regioselektiviteten til produktene fra et elektrofilt tilsetning. Selv i dag er det fortsatt i kraft, og avslører sin enkelhet i hvordan mekanismen til flere organiske reaksjoner kommer.

Denne regelen gjelder spesielt alkener i deres hydrohalogenasjonsreaksjoner. Dermed tillater det å forutsi hva flertallsproduktene vil være når alkener og alkyner reagerer med Hx (HF, HCl, HBR og HI).

Vurdering av Markovnikov -regelen i hydrohalogenasjonen av Propeno. Kilde: V8rik, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Anta at for eksempel hydrobromasjonen av Propeno eller Propylene (overlegen bilde). Markovnikovs regel spår at flertallsproduktet vil være det som bromatomet er knyttet til senterets karbon; Mens du er i det mindre produktet, ender bromen opp til dobbeltbindingskarbonet.

Merk at flertallsproduktet har hydrogenatomet knyttet til terminal karbon. Dette siste punktet er det enkleste å huske: HX-hydrogenet går til karbonet i dobbeltbindingen som har mer hydrogen- eller C-H-bindinger.

Prinsipper for Markovnikov -regel

Elektrofil tilsetning

Til dobbeltbindinger av alkener eller alkiner. HX har et dårlig elektronatom, som er H, og et atom rik på elektroner, som er x.

Derfor kan Hx bli representert som HΔ+-XΔ-, å være region hΔ+ Mottatt for å motta elektroner av, i dette tilfellet, dobbeltbinding av en alken, som finner sted det elektrofyliske angrepet (se bildet nedenfor).

Kan tjene deg: fenyleddiksyre: struktur, egenskaper, bruksområder, effekter

Karbokasjonsstabilitet

Dannelse av de to karbokasjonene i hidrobromasjonen av 1-buten. Kilde: Gabriel Bolívar via Molview.

Som det kan sees ovenfor, angriper 1-buten-dobbeltbindingen HBO-hydrogenet. Ved å gjøre dette er elektronene til H-BR-bindingen "åpne" mot bromatomet, og danner en karbokasjon og anionen BR-. Imidlertid er det muligheten for å danne to karbokasjoner: den ene primære (1.) og den andre sekundæren (2.).

Hver karbokasjon er en mellomliggende forbindelse som sluttproduktet vil stamme. Når det er to karbokasjoner, vil vi da ha to produkter: 2-Bromobutano og 1-Bromobutano. Br- Det fungerer som en nukleofil som angriper en av de to karbokasjonene:

1-Butene hydrobromasjonsprodukter. Kilde: Gabriel Bolívar via Molview.

Men andelen av begge produktene er ikke 50%; 2-Bromobutano forekommer mye større enn 1-Bromobutane.

Årsaken er at 2. karbokasjon er mer stabil enn 1. karbokasjon, siden dens positive belastning er bedre stabilisert av tilstøtende karbonatomer; Mens det i karbokasjon 1, bidrar ikke hydrogenatomet nesten noen elektronisk tetthet til den positive belastningen (være for induksjon eller hyperkonjugering).

De rike blir rikere

Markovnikovs regel ble født fra de endelige observasjonene, og fra dem kan mekanismene illustrert ovenfor vurderes for å forklare dem.

Uten behov for alltid å fange opp disse mekanismene, eller trekke stabiliteten til mellomliggende karbokasjoner, brukes den enkle regelen: I et elektrofilt tilsetning er hydrogenatomer rettet mot det doble karbonet med dobbelt med mer hydrogenatomer. Dermed blir det mest hydrogenerte karbon enda mer hydrogenert.

Kan tjene deg: Hva er vannavvik?

På den annen side ender Atom X, i dette tilfellet BR, ender i karbonet til dobbeltbindingen som har flere C-C-bindinger, eller som er mer erstattet av andre atomer som ikke er hydrogen. Fordi i 1-butten er det terminale karbon = cho2, Dette er den som mottar hydrogen for å forvandle seg til -ch -gruppen3.

Eksempler

Tilfellet med Markovnikov -regelen som ble brukt i hydrobromasjonsreaksjonen ble sett ovenfor. Det er også gyldig for hydrokloklinering, hydroiodasjon, hydroaminering og hydreringsreaksjoner, enten for alkener eller alkiner.

I det følgende avsnittet vil noen flere eksempler bli sett på som en øvelse.

Løste øvelser

Oppgave 1

Hydrobromasjon av 2-metylciclopenten. Kilde: Gabriel Bolívar via Molview.

Markovnikovs regel sier at HBR H for den øvre reaksjonen må gå til dobbeltbindingskarbonet med flere hydrogenatomer. I dette tilfellet tilsvarer det karbonet over, siden karbonet til høyre, knyttet til Cho3, Det har ikke engang hydrogenatomer.

Dermed går HBR -hydrogenet til karbonet over, mens BR ender opp knyttet til karbon til høyre (flertallsprodukt). På den annen side, hvis hydrogen er knyttet til karbonet til høyre, er BR rettet mot karbonet over (mindre produkt).

Merk at flertallsproduktet består av et tredje halogenid, mer stabil per definisjon og stabiliseringseffekter av delvis positive belastninger; Mens minoritetsproduktet er en 2., mindre stabil halogenid.

Begge produktene, flertallet og de mindre. Denne typen minoritetsprodukter, mot Markovnikov -regelen, er kjent som Antimarkovnikov -produktet.

Kan tjene deg: Referanseelektrode: Kjennetegn, funksjon, eksempler

Oppgave 2

Hydrobromasjon av 3-metyl-2-penten. Kilde: Gabriel Bolívar via Molview.

Se nå eksemplet med 3-metyl-2-pentener.

Hvis det observeres, har det rette karbonet i dobbeltbindingen en H, mens den til venstre. Derfor vil H for HBR gå til det karbonet, karbonet må gå til sentrum for å forårsake produkt B. Produkt B er flertallet, for igjen er det et tredje halogenid, og produktet er en Haluro 2nd.

Øvelse 3

Eksempel på Markovnikov -regelen i hydrering av en syklisk alken. Kilde: Gabriel Bolívar via Molview.

De foregående eksemplene ville ha generert de samme produktene hvis i stedet for HBR ville bli brukt HCl og HI. Det samme er det samme som med h2O I en hydreringsreaksjon katalysert av syre og varme. Å kommer for å erstatte Hx -atomet.

Derfor forteller Markovnikovs styre at i det elektrofile tilsetningen ovenfor, vil OH gå til karbonet til den mest erstattede dobbeltbindingen, med mindre hydrogen.

Dermed er produkt A flertallet, og produktet B mindretallet. Merk igjen at produkt A er en tredje alkohol, og produkt B A 2. alkohol.

Referanser

  1. Morrison, r. T. og Boyd, r, n. (1987). Organisk kjemi. 5. utgave. Redaksjonell Addison-Wesley Inter-American.
  2. Carey f. (2008). Organisk kjemi. (Sjette utgave). Mc Graw Hill.
  3. Graham Solomons t.W., Craig f. Yngel. (2011). Organisk kjemi. (10. utgave.). Wiley Plus.
  4. Wikipedia. (2020). Markovnikovs styre. Hentet fra: i.Wikipedia.org
  5. Steven a. Hardinger. (2017). Illustrert ordliste over organisk kjemi: Markovnikovs regel. Gjenopprettet fra: Chem.UCLA.Edu
  6. Gamini Gunawardena. (24. august 2020). Markovnikovs styre. Kjemi librettexts. Gjenopprettet fra: Chem.Librettexts.org
  7. Redaktørene av Enyclopaedia Britannica. (17. september 2013). Markovnikovs styre. Gjenopprettet fra: Britannica.com
  8. Dr. S. Gevorg. (2020). Organisk kjemi: Markovnikovs regel med praksisproblemer. Gjenopprettet fra: Chemistroysteps.com