U hemijskim reakcijama mogu se dodati različite čestice na mestu razaranja dvostruke veze u alkenima i trostruke veze u alkinima. Koji zakoni regulišu ovaj proces? Ponašanje asimetričnih homologa etilena tokom hidrohalogenacije i hidratacije proučavao je ruski naučnik VV Markovnikov. Otkrio je da mehanizam reakcije zavisi od broja vodonika ugljika na koji je vezan u dvostrukoj vezi. Hipoteza koju je iznio naučnik potvrđena je nakon otkrića u oblasti strukture atoma. Markovnikovo pravilo postavilo je temelj za stvaranje naučne teorije koja ima praktičnu primenu. Omogućava vam da racionalnije organizujete proizvodnju polimera, ulja za podmazivanje, alkohola.
Markovnikovo pravilo
Ruski naučnik je proveo dosta vremena proučavajući mehanizam dodavanja asimetričnih reagenasa nezasićenim ugljovodonicima. U svom članku objavljenom na njemačkom jeziku1870. V. V. Markovnikov je skrenuo pažnju naučne zajednice na selektivnost interakcije halogenovodonika sa atomima ugljenika koji su u dvostrukoj vezi u nesimetričnim alkenima. Ruski istraživač je citirao podatke do kojih je došao empirijski u svojoj laboratoriji. Markovnikov je napisao da se halogen nužno vezuje za atom ugljika koji sadrži najmanji broj atoma vodika. Radovi naučnika stekli su veliku popularnost početkom 20. veka. Hipoteza o mehanizmu interakcije koju je predložio nazvana je "Markovnikovo pravilo".
Život i rad organskog naučnika
Vladimir Vasiljevič Markovnikov rođen je 25. decembra (13. po starom stilu) decembra 1837. godine. Studirao je na Univerzitetu u Kazanju, kasnije predavao na ovoj obrazovnoj instituciji i na Moskovskom univerzitetu. Markovnikov proučava ponašanje nezasićenih ugljovodonika u interakciji sa halogenovodonicima od 1864. Do 1899. naučnici iz drugih zemalja nisu pridavali nikakav značaj zaključcima ruskog hemičara. Markovnikov je, pored pravila nazvanog po njemu, napravio niz drugih otkrića:
- dobivena ciklobutandikarboksilna kiselina;
- istražio ulje Kavkaza i otkrio u njemu organske supstance posebnog sastava - naftene;
- utvrđena razlika u temperaturama topljenja jedinjenja sa razgranatim i ravnim lancima;
- dokazano izomerizam masnih kiselina.
Radovi naučnika su u velikoj meri doprineli razvoju domaće hemijske nauke i industrije.
Suštinahipoteza koju je iznio Markovnikov
Naučnik je posvetio mnogo godina proučavanju reakcija dodavanja reagensa na nezasićene ugljovodonike sa jednom dvostrukom vezom (alkeni). Primijetio je da ako je vodik prisutan u spojevima, onda on ide do atoma ugljika koji sadrži više čestica ovog tipa. Anion se vezuje za susjedni ugljik. Ovo je Markovnikovo pravilo, njegova suština. Naučnik je genijalno predvidio ponašanje čestica, čija struktura u to vrijeme još uvijek nije bila jasna. U skladu sa pravilom, etilenskim ugljovodonicima se dodaju složene supstance sastava HX, gde je X:
- halogen;
- hidroksil;
- kiseli ostatak sumporne kiseline;
- druge čestice.
Savremeni zvuk Markovnikovljeve vladavine razlikuje se od naučnikovih formulacija: atom vodonika iz molekule HX spojenog alkenom ide do ugljika u dvostrukoj vezi koja već sadrži više vodika, a X čestica ide do najmanjeg hidrogenirani atom.
Mehanizam za pričvršćivanje elektrofilnih čestica
Razmotrimo vrste hemijskih transformacija u kojima se primenjuje Markovnikovovo pravilo. Primjeri:
- Reakcija dodavanja hlorovodonika u propen. U toku interakcije između čestica dolazi do razaranja dvostruke veze. Anion hlora odlazi do manje hidrogenizovanog ugljenika koji je bio u dvostrukoj vezi. Vodik je u interakciji s najhidrogeniranijim od ovih atoma. Nastaje 2-hlorpropan.
- U reakciji adicije molekula vode, hidroksil iz njegovog sastava približava se manje hidrogeniranom ugljiku. Vodik se vezuje za najhidrogenizovaniji atom na dvostrukoj vezi.
Postoje izuzeci od pravila koje je predložio Markovnikov u onim reakcijama u kojima su reaktanti alkeni, u kojima ugljenik u dvostrukoj vezi već ima elektronegativnu grupu u blizini. Djelomično odabire gustinu elektrona na koju se obično privlači pozitivno nabijeni vodonik. Pravilo se također ne poštuje u reakcijama koje se odvijaju prema radikalnom, a ne elektrofilnom mehanizmu (Harišev efekat). Ovi izuzeci ne umanjuju zasluge pravila koje je razvio istaknuti ruski organski hemičar V. V. Markovnikov.
