A kémiai reakciókban különféle részecskék adhatók hozzá az alkénekben a kettős kötés, az alkinekben a hármas kötés tönkremenetelének helyén. Milyen törvények szabályozzák ezt a folyamatot? Az aszimmetrikus etilén homológok viselkedését a hidrohalogénezés és hidratálás során VV Markovnikov orosz tudós tanulmányozta. Megállapította, hogy a reakció mechanizmusa a kettős kötésben lévő hidrogén-szén számától függ. A tudós hipotézise beigazolódott az atom szerkezetére vonatkozó felfedezések után. Markovnikov uralma lefektette az alapot egy olyan tudományos elmélet megalkotásához, amelynek gyakorlati alkalmazása is van. Lehetővé teszi a polimerek, kenőolajok, alkoholok gyártásának ésszerűbb megszervezését.
Markovnyikov szabálya
Az orosz tudós sok időt töltött az aszimmetrikus reagensek telítetlen szénhidrogénekhez való hozzáadásának mechanizmusának tanulmányozásával. Németül megjelent cikkében1870-ben V. V. Markovnikov felhívta a tudományos közösség figyelmét a hidrogén-halogenidek és az aszimmetrikus alkénekben kettős kötésben lévő szénatomok kölcsönhatásának szelektivitására. Az orosz kutató olyan adatokra hivatkozott, amelyeket empirikusan szerzett a laboratóriumában. Markovnikov azt írta, hogy a halogén szükségszerűen ahhoz a szénatomhoz kapcsolódik, amelyik a legkevesebb hidrogénatomot tartalmazza. A tudós munkái nagy népszerűségre tettek szert a 20. század elején. Az általa javasolt interakciós mechanizmus hipotézisét „Markovnyikov szabályának” nevezték.
Egy biotudós élete és munkássága
Vlagyimir Vasziljevics Markovnyikov 1837. december 25-én (a régi stílus szerint 13-án) született. A kazanyi egyetemen tanult, később ebben az oktatási intézményben és a Moszkvai Egyetemen tanított. Markovnikov 1864 óta tanulmányozza a telítetlen szénhidrogének viselkedését hidrogén-halogenidekkel való kölcsönhatás során. 1899-ig más országok tudósai nem tulajdonítottak jelentőséget az orosz kémikus következtetéseinek. Markovnikov a róla elnevezett szabály mellett számos más felfedezést is tett:
- ciklobután-dikarbonsavat kaptam;
- feltárta a Kaukázus olaját, és felfedezett benne különleges összetételű szerves anyagokat - nafténeket;
- meghatározta az elágazó és egyenes láncú vegyületek olvadási hőmérsékletének különbségét;
- bizonyította a zsírsavak izomériáját.
A tudós munkái nagyban hozzájárultak a hazai vegytudomány és ipar fejlődéséhez.
A lényegMarkovnikov hipotézise
A tudós sok évet szentelt a reagensek hozzáadásának reakcióinak tanulmányozására egy kettős kötéssel rendelkező telítetlen szénhidrogénekhez (alkének). Észrevette, hogy ha a hidrogén jelen van a vegyületekben, akkor az ahhoz a szénatomhoz kerül, amelyik több ilyen típusú részecskét tartalmaz. Az anion a szomszédos szénhez kötődik. Ez Markovnyikov szabálya, lényege. A tudós zseniálisan megjósolta a részecskék viselkedését, amelyek szerkezete akkor még nem volt teljesen világos. A szabálynak megfelelően HX összetételű komplex anyagokat adnak az etilén szénhidrogénekhez, ahol X:
- halogén;
- hidroxil;
- kénsav savas maradéka;
- egyéb részecskék.
A Markovnyikov-szabály modern hangzása eltér a tudós megfogalmazásától: az alkén által hozzákapcsolt HX-molekulából származó hidrogénatom a kettős kötésben már több hidrogént tartalmazó szénhez kerül, az X részecske pedig a legkevesebbet hidrogénezett atom.
Mechanizmus elektrofil részecskék rögzítésére
Nézzük meg, hogy milyen típusú kémiai átalakulásokban alkalmazzák Markovnikov szabályát. Példák:
- A hidrogén-klorid propénhez való hozzáadásának reakciója. A részecskék közötti kölcsönhatás során a kettős kötés megsemmisül. A klór anion a kevésbé hidrogénezett szénhez megy, amely a kettős kötésben volt. A hidrogén kölcsönhatásba lép a leginkább hidrogénezett atomokkal. 2-klór képződikpropán.
- Egy vízmolekula addíciós reakciójában az összetételéből származó hidroxilcsoport megközelíti a kevésbé hidrogénezett szénatomot. A hidrogén a kettős kötésnél a leginkább hidrogénezett atomhoz kapcsolódik.
Vannak kivételek a Markovnikov által javasolt szabály alól azokban a reakciókban, ahol a reaktánsok alkének, amelyekben a kettős kötésben lévő szén már rendelkezik egy elektronegatív csoporttal a közelben. Részben kiválasztja az elektronsűrűséget, amelyhez általában a pozitív töltésű hidrogént vonzza. A szabály a radikális, semmint elektrofil mechanizmus szerint lezajló reakciókban sem érvényesül (a Harish-effektus). Ezek a kivételek nem vonják le a V. V. Markovnyikov kiváló orosz szerves vegyész által kidolgozott szabály érdemeit.
