Diferența cheie – Regula Markovnikov vs Anti-Markovnikov
La începutul anilor 1870, un chimist rus pe nume Vladimir Markonikov a derivat o regulă bazată pe o serie de observații empirice. Regula a fost publicată ca regula lui Markovnikov. Regula lui Markovnikov ajută la prezicerea formulei rezultate a alcanului, atunci când un compus având formula generală a HX (HCl, HBr sau HF) sau H2O este adăugat la o alchenă asimetrică (cum ar fi ca propan). Este posibil să se inverseze produsele minore și majore atunci când condițiile de reacție sunt modificate, iar acest proces este denumit adiție Anti-Markovnikov. Diferența cheie dintre regula Markovnikov și regula anti-Markovnikov este explicată mai jos.
Ce este regula Markovnikov?
Definiția regulii Markovnikov este, atunci când adăugarea acidului protic cu formula HX (unde X=halogen) sau H2O (considerat ca H-OH) la o alchenă, hidrogenul se leagă de carbonul cu dublu legătură cu un număr mai mare de atomi de hidrogen, în timp ce halogenul (X) se atașează de celăl alt carbon. Prin urmare, această regulă este adesea interpretată ca „bogații se îmbogățesc”. Regula poate fi ilustrată folosind reacția propenei cu acid bromhidric (HBr) după cum urmează.
Figura 01: Regula lui Markovnikov este ilustrată de reacția propenei cu acidul bromhidric
Aceeași regulă se aplică atunci când o alchenă reacționează cu apa pentru a forma alcool. Gruparea hidroxil (-OH) se adaugă carbonului cu dublu legătură cu un număr mai mare de legături C-C, în timp ce atomul de hidrogen (H) se adaugă la celăl alt carbon cu dublu legătură care are mai multe legături C-H. Prin urmare, conform regulii Markovnikov, atunci când un HX este adăugat la o alchenă, produsul major are atomul de H în poziția mai puțin substituită, în timp ce X în poziția mai substituită. Prin urmare, acest produs este stabil. Cu toate acestea, este încă posibil să se formeze un produs mai puțin stabil, sau îl numim un produs minor, în care atomul de H se leagă de o poziție mai substituită a legăturii C=C, în timp ce X se leagă de poziția mai puțin substituită.
Figura 02: Adaos de bromură de hidrogen la o alchenă
Mecanismul de adăugare a HX la o alchenă poate fi explicat în doi pași (vezi fig. 02). În primul rând, adăugarea unui proton (H+) are loc pe măsură ce legătura dublă C=C a alchenei reacţionează cu H+ de HX (în acest caz este HBr) pentru a forma un intermediar de carbonatare. Apoi, reacția unui electrofil și a unui nucleofil are loc ca a doua etapă pentru a forma o nouă legătură covalentă. În cazul nostru, Br– reacționează cu intermediarul de carbonatare care este încărcat pozitiv pentru a forma produsul final.
Ce este regula anti-Markovnikov?
Regula anti-Markovnikov explică opusul afirmației inițiale a regulii lui Markovnikov. Când HBr este adăugat la o alchenă în prezența peroxidului, atomul de H se leagă de carbonul cu dublu legătură care are mai puține legături C-H, în timp ce Br se leagă de celăl alt carbon care are mai multe legături C-H. Acest efect este cunoscut și sub denumirea de efect Kharash sau efect de peroxid. Adăugarea anti-Markovnikov are loc și atunci când reactanții sunt expuși la lumină ultravioletă. Acesta este exact opusul regulii lui Markovnikov. Cu toate acestea, regula anti-Markovnikov nu este exact procesul invers al adăugării lui Markovnikov, deoarece mecanismele acestor două reacții sunt complet diferite.
Reacția Markovnikov este un mecanism ionic, în timp ce reacția anti-Markovnikov este un mecanism cu radicali liberi. Mecanismul are loc ca o reacție în lanț și are trei etape. Primul pas este etapa de inițiere a lanțului, în care are loc disocierea fotochimică a HBr sau a peroxidului pentru a forma radicali liberi Br și H. Apoi, în a doua etapă, radicalul liber Br atacă molecula de alchenă pentru a forma doi posibili radicali liberi bromoalchil. Radicalul liber de 2° este mai stabil și se formează predominant.
Figura 3: Exemple de adăugare anti-Markovnikov
În timpul etapei finale, radicalul liber bromoalchil mai stabil reacționează cu HBr formând produs anti-Markovnikov plus un alt radical liber de brom, care continuă reacția în lanț. Spre deosebire de HBr, HCl și HI nu au ca rezultat produse anti-Markovnikov, deoarece nu suferă o reacție de adiție a radicalilor liberi. Se datorează faptului că legătura H-Cl este mai puternică decât legătura H-Br. Chiar dacă legătura H-I este mult mai slabă, formarea I2 este mai preferată ca legătură C-I în condiții relativ instabile.
Care este diferența dintre regula Markovnikov și Anti Markovnikov?
Markovnikov vs Regula Anti Markovnikov |
|
| Regula Markovnikov explică când adăugarea acidului protic cu formula HX (unde X=halogen) sau H2O (considerat ca H-OH) la o alchenă, hidrogenul se atașează de carbonul cu dublu legătură cu cel mai mare număr de atomi de hidrogen, în timp ce halogenul (X) se atașează de celăl alt carbon. | Regula anti-Markovnikov explică când HBr este adăugat la o alchenă în prezența peroxidului, atomul de H se leagă de carbonul cu dublu legătură care are mai puține legături C-H, în timp ce Br se leagă de celăl alt carbon care are mai multe legături C-H |
| Mecanism | |
| Mecanism ionic | Mecanismul radicalilor liberi |
| Reactanți | |
| HCl, HBr, HI sau H2O | Numai HBr (nu HCl sau HI suferă această reacție de adiție) |
| Mediu/catalizator | |
| Nu este necesar niciun mediu | Peroxidul sau ultravioletele trebuie să fie prezente |
Rezumat – Regula Markovnikov vs Anti-Markovnikov
Markovnikov și anti-Markovnikov sunt două tipuri de reacții de adiție care apar între HX (HBr, HBr, HI și H2O) și alchene. Reacția Markovnikov are loc atunci când se adaugă HX la o alchenă, unde H se leagă de atomul de carbon mai puțin substituit al dublei legături, în timp ce X se leagă de celăl alt atom de carbon cu dublu legătură printr-un mecanism ionic. Reacția anti-markovnikov are loc atunci când HBr (nu HCl, HI sau H2O) este adăugat la o alchenă, unde Br se leagă de carbonul cu dublu legătură mai puțin substituită, în timp ce H se leagă de celăl alt atom de carbon, printr-un mecanism de radical liber. Aceasta este diferența dintre Regula Markovnikov și Anti-Markovnikov.
Descărcați PDF-ul Regulii Markovnikov vs Anti-Markovnikov
Puteți descărca versiunea PDF a acestui articol și o puteți utiliza în scopuri offline, conform nota de citare. Vă rugăm să descărcați versiunea PDF de aici Diferența dintre regula Markovnikov și Anti Markovnikov
