Forskel mellem Markovnikov og Anti-Markovnikov-regel

Nøgleforskel - Markovnikov vs Anti-Markovnikov-regel

I de tidlige 1870'ere afledte en russisk kemiker ved navn Vladimir Markonikov en regel baseret på en række empiriske observationer. Reglen blev offentliggjort som Markovnikovs regel. Markovnikovs regel hjælper til at forudsige den resulterende formel af alkan, når en forbindelse med den generelle formel for HX (HCI, HBr eller HF) eller H₂O sættes til en asymmetrisk alken (såsom propan). Det er muligt at vende mindre og større produkter, når reaktionsbetingelserne ændres, og denne proces omtales som Anti-Markovnikov-tilføjelse. Det vigtigste forskel mellem Markovnikov-reglen og anti-Markovnikov-reglen er forklaret nedenfor.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er Markovnikov-regel
3. Hvad er Anti-Markovnikov-regel
4. Sammenligning side ved side - Markovnikov vs Anti-Markovnikov-regel i tabelform
5. Opsummering

Hvad er Markovnikov-regel?

Definitionen af Markovnikov-regel er, når tilsætningen af protinsyre med formlen HX (hvor X = halogen) eller H₂O (betragtes som H-OH) til en alken, hydrogen fastgøres til det dobbeltbundne carbon med det større antal hydrogenatomer, mens halogenet (X) fastgøres til det andet carbon. Derfor fortolkes denne regel ofte som 'de rige bliver rigere'. Reglen kan illustreres ved anvendelse af reaktionen af propen med hydrobromsyre (HBr) som følger.

Figur 01: Markovnikovs regel illustreres ved reaktion af propen med hydrobromsyre

Den samme regel anvendes, når en alken reagerer med vand og danner alkohol. Hydroxylgruppen (-OH) tilføjer til det dobbeltbundne carbon med det større antal C-C-bindinger, mens hydrogenatom (H) tilføjer til det andet dobbeltbundne carbon, der har flere C-H-bindinger. Derfor, ifølge Markovnikov-regel, når en HX sættes til en alken, har hovedproduktet H-atom i den mindre substituerede position, mens X er i den mere substituerede position. Derfor er dette produkt stabilt. Det er dog stadig muligt at danne et mindre stabilt produkt, eller vi kalder det et mindre produkt, hvor H-atom binder til en mere substitueret position af C = C-bindingen, mens X binder til den mindre substituerede position.

Figur 02: Hydrogenbromidtilsætning til en alken

Mekanismen for tilsætning af HX til en alken kan forklares i to trin (se fig. 02). Først tilføjelsen af en proton (H⁺(C) C foregår, da C = C-dobbeltbinding af alken reagerer med H⁺ af HX (i dette tilfælde er det HBr) til dannelse af et carboniseringsmellemprodukt. Derefter finder reaktion af en elektrofil og en nukleofil sted som det andet trin til dannelse af en ny kovalent binding. I vores tilfælde, Br^- reagerer med carboniseringsmellemprodukt, som er positivt ansvarligt til dannelse af slutproduktet.

Hvad er Anti-Markovnikov-regel?

Anti-Markovnikov-regel forklarer det modsatte af den oprindelige erklæring om Markovnikovs regel. Når HBr sættes til en alken i nærvær af peroxid, binder H-atomet til dobbeltbundet kulstof, der har mindre C-H-bindinger, mens Br binder til det andet carbon, der har flere C-H-bindinger. Denne effekt kaldes også Kharash-effekt eller peroxideffekt. Anti-Markovnikov-tilføjelsen finder også sted, når reaktanter udsættes for ultraviolet lys. Dette er det modsatte af Markovnikov-reglen. Imidlertid er anti-Markovnikov-reglen ikke den nøjagtige omvendte proces med Markovnikov-tilføjelse, da mekanismerne for disse to reaktioner er helt forskellige.

Markovnikov-reaktion er en ionisk mekanisme, hvorimod anti-Markovnikov-reaktion er en fri radikal mekanisme. Mekanismen finder sted som en kædereaktion og har tre trin. Det første trin er det kædeinitierende trin, hvor fotokemisk dissociation af HBr eller peroxid finder sted for at danne Br- og H-frie radikaler. I det andet trin angriber Br-frie radikaler alkenmolekylet til dannelse af to mulige bromalkyl-frie radikaler. 2 ° fri radikal er mere stabil og dannes overvejende.

Figur 3: Eksempler på anti-Markovnikov-tilføjelser

Under det sidste trin reagerer den mere stabile fri bromalkylradikal med HBr-dannende anti-Markovnikov-produkt plus et andet bromfrit radikal, der kontinuerlig kædereaktion. I modsætning til HBr resulterer HCI og HI ikke i anti-Markovnikov-produkter, da de ikke gennemgår fri radikal-additionsreaktion. Det skyldes, at H-Cl-binding er stærkere end H-Br-binding. Selvom H-I-binding er meget svagere, er dannelsen af I₂ er mere foretrukket som C-I-binding i relativt ustabil.

Hvad er forskellen mellem Markovnikov og Anti Markovnikov-regel?

Markovnikov vs Anti Markovnikov-regel
Markovnikov-regel forklarer, hvornår tilsætning af protinsyre med formlen HX (hvor X = halogen) eller H₂O (betragtes som H-OH) til en alken, hydrogen fastgøres til det dobbeltbundne carbon med det større antal hydrogenatomer, mens halogenet (X) binder sig til det andet carbon.	Anti-Markovnikov-regel forklarer, når HBr sættes til en alken i nærvær af peroxid, H-atombindinger til dobbeltbundet kulstof, der har mindre C-H-bindinger, mens Br binder til det andet kulstof, der har flere C-H-bindinger
Mekanisme
Ionisk mekanisme	Gratis radikale mekanisme
reaktanter
HCI, HBr, Hl eller H₂O	Kun HBr (ikke HCI eller HI gennemgår denne tilsætningsreaktion)
Medium / Katalysator
Intet medium kræves	Peroxid eller ultraviolet skal være til stede

Resumé - Markovnikov vs Anti-Markovnikov regel

Markovnikov og anti-Markovnikov er to typer af additionsreaktioner, der forekommer mellem HX (HBr, HBr, HI og H₂O) og alkener. Markovnikov-reaktion finder sted, når tilsætningen af HX til en alken, hvor H binder til mindre substitueret carbonatom i dobbeltbindingen, mens X binder til det andet dobbeltbundne carbonatom gennem en ionisk mekanisme. Anti-markovnikov-reaktionen finder sted, når HBr (ikke HCI, HI eller H2O) tilsættes til en alken, hvor Br binder til mindre substitueret dobbeltbundet carbon, mens H binder til det andet carbonatom gennem en fri radikalmekanisme. Dette er forskellen mellem Markovnikov og Anti-Markovnikov-regel.

Download PDF af Markovnikov vs Anti-Markovnikov regel

Du kan downloade PDF-version af denne artikel og bruge den til offline-formål som pr. Citatnotat. Download PDF-versionen her Forskel mellem Markovnikov og Anti Markovnikov-regel

Reference:

1.Frederick A. Bettelheim, William H. Brown, Mary K. Campbell og Shawn O. Farrell. (2012). Introduktion til generelle, organiske og biokemiske publikationer, Cengage Learning.
2.Murthy, C. P. (2008). Universitetskemi (bind 1). New Age International
3.Bhagi, A og Raj, G. (2010), Krishna's I.A.S. Kemi, Krishna Prakashan Media.

Billede høflighed:

1.'MarkovnikovRulePropeneHBr 'Af V8rik (tale) - Eget arbejde, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2.'HBr-Addition'By Eschenmoser - Eget arbejde (Public Domain) via Commons Wikimedia
3.'Anti-markovnikov eksempler 'Af Mfomich - Eget arbejde, (Public Domain) via Commons Wikimedia

Videnskab & natur