Kiemelt különbség – Markovnikov vs Anti-Markovnikov szabály
Az 1870-es évek elején egy Vladimir Markonikov nevű orosz kémikus empirikus megfigyelések sorozatán alapuló szabályt vezetett le. A szabályt Markovnyikov szabályaként tették közzé. A Markovnikov-szabály segít megjósolni az alkán képletét, ha egy aszimmetrikus alkénhez (pl. mint propán). Lehetőség van a melléktermékek és a főtermékek megfordítására, ha a reakciókörülményeket megváltoztatják, és ezt a folyamatot Anti-Markovnikov addíciónak nevezik. A Markovnikov-szabály és az anti-Markovnikov-szabály közötti kulcsfontosságú különbséget az alábbiakban ismertetjük.
Mi az a Markovnyikov-szabály?
A Markovnikov-szabály definíciója az, amikor protonos savat adunk hozzá HX (ahol X=halogén) vagy H2O (ezt H-OH-nak tekintjük) egy alkénhez a hidrogén kapcsolódik a kettős kötésű szénatomhoz, amelyben több hidrogénatom van, míg a halogén (X) a másik szénatomhoz kapcsolódik. Ezért ezt a szabályt gyakran úgy értelmezik, hogy „a gazdag gazdagabb lesz”. A szabály a propén és hidrogén-bromid (HBr) reakciójával szemléltethető a következőképpen.
01. ábra: Markovnikov szabályát a propán és a hidrogén-bromid reakciója szemlélteti
Ugyanez a szabály érvényes, amikor egy alkén vízzel reagál, és alkoholt képez. A hidroxilcsoport (-OH) a nagyobb számú C-C kötéssel rendelkező kettős kötésű szénhez, míg a hidrogénatom (H) a másik kettős kötésű szénhez, amely több C-H kötést tartalmaz. Ezért a Markovnikov-szabály szerint, ha egy HX-et adunk egy alkénhez, a fő termékben a H atom a kevésbé szubsztituált helyzetben van, míg az X a jobban helyettesített helyzetben. Ezért ez a termék stabil. Azonban még mindig lehetséges kevésbé stabil termék, vagy nevezzük kisebb terméknek, amelyben a H atom a C=C kötés szubsztituáltabb helyzetéhez kötődik, míg az X a kevésbé szubsztituált helyzethez.
02. ábra: Hidrogén-bromid hozzáadása alkénhez
A HX alkénhez való hozzáadásának mechanizmusa két lépésben magyarázható (lásd a 02. ábrát). Először egy proton hozzáadása (H+) megy végbe, amikor az alkén C=C kettős kötése reagál a HX H+ csoportjával (ebben az esetben HBr), hogy karbonátos köztiterméket képezzenek. Ezután második lépésként egy elektrofil és egy nukleofil reakciója megy végbe, hogy új kovalens kötés alakuljon ki. Esetünkben a Br– reakcióba lép a karbonátos köztitermékkel, amely pozitív töltésű, így a végtermék keletkezik.
Mi az Anti-Markovnikov-szabály?
Az anti-Markovnikov-szabály a Markovnyikov uralmának eredeti kijelentésének az ellenkezőjét magyarázza. Ha HBr-t adunk egy alkénhez peroxid jelenlétében, a H atom kettős kötésű szénhez kötődik, amely kevesebb C-H kötést tartalmaz, míg a Br egy másik szénhez kötődik, amelyben több C-H kötés van. Ezt a hatást Kharash-hatásnak vagy peroxid-hatásnak is nevezik. A Markovnikov elleni addíció akkor is megtörténik, ha a reagenseket ultraibolya fénynek teszik ki. Ez pontosan az ellentéte a Markovnyikov-szabálynak. Az anti-Markovnikov-szabály azonban nem a Markovnikov-addíció pontos fordított folyamata, mivel e két reakció mechanizmusa teljesen eltérő.
Markovnikov-reakció ionos mechanizmus, míg az anti-Markovnikov-reakció szabadgyökös mechanizmus. A mechanizmus láncreakcióként megy végbe, és három lépésből áll. Az első lépés a láncindító lépés, ahol a HBr vagy a peroxid fotokémiai disszociációja végbemegy Br és H szabad gyökök képződéséhez. Ezután a második lépésben a Br szabad gyök megtámadja az alkén molekulát, így két lehetséges bróm-alkil szabad gyök keletkezik. 2°-os szabadgyök stabilabb és túlnyomórészt képződik.
3. ábra: Markovnyikov-ellenes kiegészítési példák
Az utolsó lépésben a stabilabb bróm-alkil-szabadgyök reakcióba lép a HBr-mal, és egy Markovnikov-ellenes terméket, valamint egy másik bróm-szabadgyököt képez, amelyek folytatják a láncreakciót. A HBr-tól eltérően a HCl és a HI nem eredményez Markovnikov-ellenes termékeket, mivel nem mennek keresztül szabad gyökös addíciós reakción. Ez azért van, mert a H-Cl kötés erősebb, mint a H-Br kötés. Annak ellenére, hogy a H-I kötés sokkal gyengébb, az I2 kialakulása előnyösebb C-I kötésként viszonylag instabil helyzetben.
Mi a különbség Markovnikov és Anti-Markovnikov-szabály között?
Markovnikov kontra Markovnikov elleni szabály |
|
| Markovnikov-szabály megmagyarázza, hogy mikor adunk protonos savat HX (ahol X=halogén) vagy H2O (úgy tekintünk H-OH-nak) egy alkénhez, a hidrogén a több hidrogénatomot tartalmazó kettős kötésű szénhez kapcsolódik, míg a halogén (X) a másik szénhez kapcsolódik. | Az anti-Markovnikov szabály megmagyarázza, ha HBr-t adnak egy alkénhez peroxid jelenlétében, a H-atom kettős kötésű szénhez kötődik, amely kevesebb C-H kötést tartalmaz, míg a Br egy másik szénhez kötődik, amely több C-H kötést tartalmaz |
| Mechanizmus | |
| Ionos mechanizmus | Szabad radikális mechanizmus |
| Reagensek | |
| HCl, HBr, HI vagy H2O | Csak HBr (nem a HCl vagy a HI megy keresztül ezen az addíciós reakción) |
| Közepes/katalizátor | |
| Nincs szükség adathordozóra | Peroxidnak vagy ultraibolya sugárzásnak kell jelen lennie |
Összefoglaló – Markovnikov vs Anti-Markovnikov szabály
A
Markovnikov és az anti-Markovnikov a HX (HBr, HBr, HI és H2O) és alkének között lejátszódó addíciós reakciók két típusa. Markovnikov-reakció akkor következik be, amikor HX-t adunk egy alkénhez, ahol a H a kettős kötés kevésbé szubsztituált szénatomjához, míg X a másik kettőskötésű szénatomhoz ionos mechanizmuson keresztül kötődik. Az anti-markovnikov reakció akkor megy végbe, ha HBr-t (nem HCl-t, HI-t vagy H2O-t) adunk egy alkénhez, ahol a Br kevésbé szubsztituált kettőskötésű szénhez, míg a H a másik szénatomhoz kötődik szabad gyökös mechanizmuson keresztül. Ez a különbség Markovnikov és az Anti-Markovnikov-szabály között.
Töltse le a Markovnikov vs Anti-Markovnikov Rule PDF-jét
Letöltheti ennek a cikknek a PDF-verzióját, és offline célokra használhatja az idézet jegyzetének megfelelően. Kérjük, töltse le a PDF verziót innen. Különbség Markovnikov és Anti Markovnikov szabály között
