Pri kemičnih reakcijah se lahko na mestu uničenja dvojne vezi v alkenih in trojne vezi v alkinih dodajo različni delci. Kateri zakoni urejajo ta postopek? Obnašanje asimetričnih homologov etilena med hidrohalogeniranjem in hidratacijo je preučeval ruski znanstvenik VV Markovnikov. Ugotovil je, da je mehanizem reakcije odvisen od števila vodikovega ogljika, na katerega je vezan v dvojni vezi. Hipoteza, ki jo je postavil znanstvenik, je bila potrjena po odkritjih na področju strukture atoma. Markovnikovo pravilo je postavilo temelje za nastanek znanstvene teorije, ki ima praktično uporabo. Omogoča vam bolj racionalno organiziranje proizvodnje polimerov, mazalnih olj, alkoholov.
Markovnikovo pravilo
Ruski znanstvenik je porabil veliko časa za preučevanje mehanizma dodajanja asimetričnih reagentov nenasičenim ogljikovodikom. V svojem članku, objavljenem v nemleta 1870 je V. V. Markovnikov opozoril znanstveno skupnost na selektivnost interakcije vodikovih halogenidov z ogljikovimi atomi, ki so v dvojni vezi v nesimetričnih alkenih. Ruski raziskovalec je navedel podatke, ki jih je empirično pridobil v svojem laboratoriju. Markovnikov je zapisal, da se halogen nujno veže na ogljikov atom, ki vsebuje najmanjše število vodikovih atomov. Dela znanstvenika so pridobila veliko popularnost v začetku 20. stoletja. Hipoteza o mehanizmu interakcije, ki jo je predlagal, se je imenovala "Markovnikovo pravilo".
Življenje in delo ekološkega znanstvenika
Vladimir Vasilijevič Markovnikov se je rodil 25. decembra (13. po starem slogu) decembra 1837. Študiral je na univerzi v Kazanu, kasneje je poučeval na tej izobraževalni ustanovi in na moskovski univerzi. Markovnikov že od leta 1864 preučuje obnašanje nenasičenih ogljikovodikov pri interakciji z vodikovimi halogenidi. Do leta 1899 znanstveniki iz drugih držav zaključkom ruskega kemika niso pripisovali nobenega pomena. Markovnikov je poleg po njem poimenovanega pravila naredil še vrsto drugih odkritij:
- pridobljena ciklobutandikarboksilna kislina;
- raziskali olje Kavkaza in v njem odkrili organske snovi posebne sestave - naftene;
- ustanovili razliko v temperaturah taljenja spojin z razvejanimi in ravnimi verigami;
- dokazal izomerizem maščobnih kislin.
Dela znanstvenika so močno prispevala k razvoju domače kemijske znanosti in industrije.
Bistvohipoteza Markovnikov
Znanstvenik je več let posvetil preučevanju reakcij dodajanja reagentov nenasičenim ogljikovodikom z eno dvojno vezjo (alkeni). Opazil je, da če je v spojinah prisoten vodik, potem gre na ogljikov atom, ki vsebuje več delcev te vrste. Anion se veže na sosednji ogljik. To je Markovnikovo pravilo, njegovo bistvo. Znanstvenik je genialno napovedal obnašanje delcev, katerih struktura takrat še ni bila zelo jasna. V skladu s pravilom se etilenskim ogljikovodikom dodajo kompleksne snovi s sestavo HX, kjer je X:
- halogen;
- hidroksil;
- kislinski ostanek žveplove kisline;
- drugi delci.
Sodobni zvok Markovnikovega pravila se razlikuje od znanstvenikovih formulacij: atom vodika iz molekule HX, ki jo veže alken, gre v ogljik v dvojni vezi, ki že vsebuje več vodika, delec X pa v najmanjšo hidrogenirani atom.
Mehanizem za pritrditev elektrofilnih delcev
Premislimo o vrstah kemičnih transformacij, pri katerih se uporablja Markovnikovo pravilo. Primeri:
- Reakcija dodajanja vodikovega klorida v propen. Pri interakciji med delci pride do uničenja dvojne vezi. Klorov anion gre na manj hidrogeniran ogljik, ki je bil v dvojni vezi. Vodik sodeluje z najbolj hidrogeniranimi od teh atomov. Nastane 2-klorpropan.
- V reakciji adicije molekule vode se hidroksil iz njene sestave približa manj hidrogeniranemu ogljiku. Vodik se veže na najbolj hidrogeniran atom na dvojni vezi.
Obstajajo izjeme od pravila, ki ga je predlagal Markovnikov pri tistih reakcijah, kjer so reaktanti alkeni, pri katerih ima ogljik v dvojni vezi že v bližini elektronegativno skupino. Delno izbere elektronsko gostoto, ki jo običajno privlači pozitivno nabit vodik. Pravilo se tudi ne upošteva pri reakcijah, ki potekajo po radikalnem in ne po elektrofilnem mehanizmu (učinek Harish). Te izjeme ne zmanjšujejo prednosti pravila, ki ga je razvil izjemni ruski organski kemik V. V. Markovnikov.
