U kemijskim reakcijama mogu se dodati različite čestice na mjestu razaranja dvostruke veze u alkenima i trostruke veze u alkinima. Koji su zakoni koji reguliraju ovaj proces? Ponašanje asimetričnih homologa etilena tijekom hidrohalogenacije i hidratacije proučavao je ruski znanstvenik VV Markovnikov. Otkrio je da mehanizam reakcije ovisi o broju vodikovog ugljika na koji je vezan u dvostrukoj vezi. Hipoteza koju je iznio znanstvenik potvrđena je nakon otkrića u području strukture atoma. Markovnikovo pravilo postavilo je temelj za stvaranje znanstvene teorije koja ima praktičnu primjenu. Omogućuje vam da racionalnije organizirate proizvodnju polimera, mazivih ulja, alkohola.
Markovnikovo pravilo
Ruski znanstvenik proveo je dosta vremena proučavajući mehanizam dodavanja asimetričnih reagensa nezasićenim ugljikovodicima. U svom članku objavljenom na njemačkom jeziku1870. V. V. Markovnikov skrenuo je pozornost znanstvene zajednice na selektivnost interakcije vodikovih halogenida s atomima ugljika koji su u dvostrukoj vezi u nesimetričnim alkenima. Ruski istraživač je naveo podatke koje je empirijski dobio u svom laboratoriju. Markovnikov je napisao da se halogen nužno veže na atom ugljika koji sadrži najmanji broj atoma vodika. Radovi znanstvenika stekli su veliku popularnost početkom 20. stoljeća. Hipoteza o mehanizmu interakcije koju je predložio nazvana je "Markovnikovo pravilo".
Život i rad organskog znanstvenika
Vladimir Vasiljevič Markovnikov rođen je 25. prosinca (13. po starom stilu) prosinca 1837. godine. Studirao je na Sveučilištu u Kazanu, kasnije je predavao na ovoj obrazovnoj ustanovi i na Sveučilištu u Moskvi. Markovnikov proučava ponašanje nezasićenih ugljikovodika u interakciji s vodikovim halogenidima od 1864. godine. Sve do 1899. znanstvenici iz drugih zemalja nisu pridavali nikakvu važnost zaključcima ruskog kemičara. Markovnikov je, osim pravila nazvanog po njemu, napravio niz drugih otkrića:
- dobivena ciklobutandikarboksilna kiselina;
- istražio ulje Kavkaza i u njemu otkrio organske tvari posebnog sastava - naftene;
- utvrđena je razlika u temperaturama taljenja spojeva s razgranatim i ravnim lancima;
- dokazano izomerizam masnih kiselina.
Radovi znanstvenika uvelike su doprinijeli razvoju domaće kemijske znanosti i industrije.
Suštinahipoteza koju je iznio Markovnikov
Znanstvenik je posvetio mnogo godina proučavanju reakcija dodavanja reagensa na nezasićene ugljikovodike s jednom dvostrukom vezom (alkeni). Primijetio je da ako je vodik prisutan u spojevima, onda ide na atom ugljika koji sadrži više čestica ovog tipa. Anion se veže za susjedni ugljik. Ovo je Markovnikovo pravilo, njegova bit. Znanstvenik je genijalno predvidio ponašanje čestica, čija struktura u to vrijeme još uvijek nije bila vrlo jasna. U skladu s pravilom, složene tvari sastava HX dodaju se etilenskim ugljikovodicima, gdje je X:
- halogen;
- hidroksil;
- kiselinski ostatak sumporne kiseline;
- druge čestice.
Moderni zvuk Markovnikovljeve vladavine razlikuje se od znanstvenih formulacija: atom vodika iz molekule HX spojene alkenom ide do ugljika u dvostrukoj vezi koja već sadrži više vodika, a čestica X ide u najmanju hidrogenirani atom.
Mehanizam za pričvršćivanje elektrofilnih čestica
Razmotrimo vrste kemijskih transformacija u kojima se primjenjuje Markovnikovo pravilo. Primjeri:
- Reakcija dodavanja klorovodika u propen. Tijekom interakcije između čestica dolazi do razaranja dvostruke veze. Anion klora odlazi na manje hidrogenirani ugljik koji je bio u dvostrukoj vezi. Vodik stupa u interakciju s najhidrogeniranijim od ovih atoma. Nastaje 2-klorpropan.
- U reakciji adicije molekule vode, hidroksil iz svog sastava približava se manje hidrogeniranom ugljiku. Vodik se veže na najhidrogeniraniji atom na dvostrukoj vezi.
Postoje iznimke od pravila koje je predložio Markovnikov u onim reakcijama gdje su reaktanti alkeni, u kojima ugljik u dvostrukoj vezi već ima elektronegativnu skupinu u blizini. Djelomično odabire elektronsku gustoću, na koju se obično privlači pozitivno nabijeni vodik. Pravilo se također ne poštuje u reakcijama koje se odvijaju prema radikalnom, a ne elektrofilnom mehanizmu (Harišev efekt). Ove iznimke ne umanjuju zasluge pravila koje je razvio istaknuti ruski organski kemičar V. V. Markovnikov.
