I kemiska reaktioner kan olika partiklar tillsättas på platsen för förstörelsen av dubbelbindningen i alkener och trippelbindningen i alkyner. Vilka lagar styr denna process? Beteendet hos asymmetriska etenhomologer under hydrohalogenering och hydrering studerades av den ryske forskaren VV Markovnikov. Han fann att mekanismen för reaktionen beror på antalet vätekol som är bundet till i dubbelbindningen. Den hypotes som vetenskapsmannen lade fram bekräftades efter upptäckter inom atomens struktur. Markovnikovs regel lade grunden för skapandet av en vetenskaplig teori som har praktisk tillämpning. Det låter dig mer rationellt organisera produktionen av polymerer, smörjoljor, alkoholer.
Markovnikovs regel
Den ryska vetenskapsmannen ägnade mycket tid åt att studera mekanismen för tillsats av asymmetriska reagenser till omättade kolväten. I sin artikel publicerad på tyska1870 uppmärksammade V. V. Markovnikov det vetenskapliga samfundet på selektiviteten i interaktionen av vätehalogenider med kolatomer som är i en dubbelbindning i osymmetriska alkener. Den ryska forskaren citerade data som han fick empiriskt i sitt laboratorium. Markovnikov skrev att halogenen nödvändigtvis fäster till den kolatom som innehåller det minsta antalet väteatomer. Vetenskapsmannens verk fick stor popularitet i början av 1900-talet. Hypotesen om interaktionsmekanismen som han föreslog kallades "Markovnikovs regel".
En organisk forskares liv och arbete
Vladimir Vasilievich Markovnikov föddes den 25 december (13 enligt gammal stil) december 1837. Han studerade vid universitetet i Kazan, undervisade senare vid denna utbildningsinstitution och vid Moskvas universitet. Markovnikov har studerat beteendet hos omättade kolväten när de interagerar med vätehalogenider sedan 1864. Fram till 1899 fäste forskare från andra länder ingen vikt vid den ryska kemistens slutsatser. Markovnikov gjorde, förutom den efter honom uppkallade regeln, ett antal andra upptäckter:
- erhållen cyklobutandikarboxylsyra;
- utforskade oljan i Kaukasus och upptäckte i den organiska ämnen med en speciell sammansättning - naftener;
- fastställde skillnaden i smälttemperaturer för föreningar med grenade och raka kedjor;
- bevisade fettsyrors isomerism.
Vetenskapsmannens verk bidrog i hög grad till utvecklingen av inhemsk kemisk vetenskap och industri.
Käranhypotes framförd av Markovnikov
Forskaren ägnade många år åt att studera reaktioner av tillsats av reagenser till omättade kolväten med en dubbelbindning (alkener). Han märkte att om väte finns i föreningarna, så går det till kolatomen som innehåller fler partiklar av denna typ. Anjonen fäster sig vid det närliggande kolet. Detta är Markovnikovs regel, dess väsen. Forskaren förutspådde genialiskt beteendet hos partiklar, vars struktur vid den tiden fortfarande inte var särskilt tydlig. I enlighet med regeln tillsätts komplexa ämnen med sammansättningen HX till etylenkolväten, där X:
- halogen;
- hydroxyl;
- syrarester av svavelsyra;
- andra partiklar.
Det moderna ljudet av Markovnikovs regel skiljer sig från vetenskapsmannens formuleringar: väteatomen från HX-molekylen som fästs av alkenen går till kolet i dubbelbindningen som redan innehåller mer väte, och X-partikeln går till det minsta hydrogenerad atom.
Mekanism för fastsättning av elektrofila partiklar
Låt oss överväga vilka typer av kemiska omvandlingar där Markovnikovs regel tillämpas. Exempel:
- Reaktionen av tillsats av väteklorid till propen. Under växelverkan mellan partiklar sker förstörelsen av dubbelbindningen. Kloranjonen går till det mindre hydrerade kolet som fanns i dubbelbindningen. Väte interagerar med de mest hydrerade av dessa atomer. 2-klor bildaspropan.
- I additionsreaktionen av en vattenmolekyl närmar sig hydroxylen från dess sammansättning det mindre hydrerade kolet. Väte fäster till den mest hydrerade atomen vid dubbelbindningen.
Det finns undantag från regeln som föreslagits av Markovnikov i de reaktioner där reaktanterna är alkener, där kolet i dubbelbindningen redan har en elektronegativ grupp i närheten. Den väljer delvis elektrondensiteten, till vilken positivt laddat väte vanligtvis attraheras. Regeln iakttas inte heller i reaktioner som sker enligt en radikal snarare än en elektrofil mekanism (Harish-effekten). Dessa undantag förringar inte fördelarna med regeln som utvecklats av den framstående ryske organiska kemisten V. V. Markovnikov.
