Regola di Markovnikov

Qual è la regola di Markovnikov?

IL Regola di Markovnikov È una regola empirica, formulata nel 1869 dal chimico russo Vladimir Markovnikov, che viene utilizzato per prevedere la regioselettività dei prodotti di un'aggiunta elettrofila. Ancora oggi è ancora in vigore, rivelando la sua semplicità nel modo in cui arriva il meccanismo di diverse reazioni organiche.

Questa regola si applica soprattutto agli alcheni nelle loro reazioni di idroalogenazione. Pertanto, permette di prevedere quali saranno i prodotti di maggioranza quando Alkenes e Alkynes reagiscono con HX (HF, HCL, HBR e HI).

Apprezzamento della regola di Markovnikov nell'idrohalogogenazione del propeno. Fonte: V8RIK, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Supponiamo, ad esempio l'idrobromazione del propeno o del propilene (immagine superiore). La regola di Markovnikov prevede che il prodotto di maggioranza sarà quello in cui l'atomo di bromo è legato al carbonio del centro; Mentre nel prodotto minore, il bromo finisce fino al doppio legame carbonio.

Si noti che il prodotto a maggioranza ha l'atomo di idrogeno collegato al carbonio terminale. Quest'ultimo punto è il più semplice da memorizzare: l'idrogeno HX va al carbonio del doppio legame che ha più idrogeno o legami C-H.

Principi del Regola di Markovnikov

Aggiunta elettrofila

Ai doppi legami di alcheni o alcine. L'HX ha un povero atomo di elettrone, che è H, e un atomo ricco di elettroni, che è x.

Pertanto, HX può essere rappresentato come H^Δ+-X^Δ-, Essere la regione H^Δ+ Suscettibile alla ricezione di elettroni di, in questo caso, doppio legame di un alchene, che si svolge l'attacco elettrofilo (vedi immagine sotto).

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Stabilità del carbocalizzazione

Formazione delle due carbocazioni nell'abbrobromazione di 1-butene. Fonte: Gabriel Bolívar via Molview.

Come si può vedere sopra, il doppio legame 1-butene attacca l'idrogeno HBO. In tal modo, gli elettroni del legame H-BR "aperti" verso l'atomo di bromo, formando un carbocalizzazione e l'anione BR^-. Tuttavia, esiste la possibilità di formare due carbocazioni: una primaria (1a) e l'altra secondaria (2a).

Ogni carbocalizzazione è un composto intermedio da cui deriverà il prodotto finale. Quando ci sono due carbocazioni, avremo quindi due prodotti: 2-Bromobutano e 1-Bromobutano. Il br^- Agisce come un nucleofilo che attacca una delle due carbocazioni:

Prodotti di idrobromazione 1-butene. Fonte: Gabriel Bolívar via Molview.

Ma la proporzione di entrambi i prodotti non è del 50%; Il 2-bromobutano si verifica molto più grande del 1-bromobutano.

Il motivo è che la seconda carbocalizzazione è più stabile della prima carbocalizzazione, poiché il suo carico positivo è meglio stabilizzato da atomi di carbonio adiacenti; Mentre nel carbocalizzazione 1, l'atomo di idrogeno non contribuisce quasi nessuna densità elettronica a quel carico positivo (essere per induzione o iperconjugazione).

I ricchi diventano più ricchi

La regola di Markovnikov è nata dalle osservazioni finali e da esse i meccanismi illustrati sopra potrebbero essere considerati per spiegarli.

Senza la necessità di catturare sempre questi meccanismi o detrarre la stabilità delle carbocazioni intermedie, viene utilizzata la semplice regola: in un'aggiunta elettrofila, gli atomi di idrogeno sono diretti verso il doppio carbonio con il doppio con più atomi di idrogeno. Pertanto, il carbonio più idrogenato diventa ancora più idrogenato.

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D'altra parte, l'atomo X, in questo caso il BR, termina nel carbonio del doppio legame che ha più legami C-C, o che è più sostituito da altri atomi che non sono idrogeno. Perché nel 1-butene il suo carbonio terminale è = Cho₂, Questo è colui che riceve idrogeno per trasformarsi nel gruppo -ch₃.

Esempi

Il caso della regola di Markovnikov applicata nella reazione di idrobromazione è stato osservato sopra. È anche valido per idrocloclinizzazione, idroiodozione, idroaminazione e reazioni di idratazione, sia per alcheni che per alchesi.

Nella sezione seguente alcuni esempi aggiuntivi saranno visti come un esercizio.

Esercizi risolti

Esercizio 1

Idrobromazione del 2-metilciclopentene. Fonte: Gabriel Bolívar via Molview.

La regola di Markovnikov afferma che l'HBR H per la reazione superiore deve andare al carbonio a doppio legame con più atomi di idrogeno. In questo caso, corrisponde al carbonio sopra, poiché il carbonio a destra, collegato a Cho₃, Non ha nemmeno atomi di idrogeno.

Pertanto, l'idrogeno HBR va al carbonio sopra, mentre il BR finisce per il carbonio a destra (prodotto a maggioranza). D'altra parte, se l'idrogeno è collegato al carbonio a destra, il BR è diretto al carbonio sopra (prodotto minore).

Si noti che il prodotto di maggioranza è costituito da un terzo alogenuro, più stabile per definizione e effetti di stabilizzazione di carichi positivi parziali; Mentre il prodotto di minoranza è un secondo alogenuro meno stabile.

Entrambi i prodotti, la maggioranza e il minore. Questo tipo di prodotto di minoranza, contro la regola di Markovnikov, è noto come prodotto Antimarkovnikov.

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Esercizio 2

Idrobromazione di 3-metil-2-pentene. Fonte: Gabriel Bolívar via Molview.

Ora vedi l'esempio di 3-metil-2-pentene.

Se osservato, il carbonio destro del doppio legame ha una H, mentre quella a sinistra. Pertanto, l'H dell'HBR andrà a quel carbonio, il carbonio deve andare al centro per causare il prodotto B. Il prodotto B è la maggioranza, perché ancora una volta è un terzo alogenuro, il prodotto è un 2nd Haluro.

Esercizio 3

Esempio della regola di Markovnikov nell'idratazione di un alchene ciclico. Fonte: Gabriel Bolívar via Molview.

Gli esempi precedenti avrebbero generato gli stessi prodotti se invece di HBR sarebbe usato HCl e HI. Lo stesso è lo stesso di H₂O In una reazione di idratazione catalizzata da acido e calore. Oh arriva a sostituire l'atomo HX.

Pertanto, la regola di Markovnikov ci dice che nell'aggiunta elettrofila sopra, OH andrà al carbonio del doppio legame più sostituito, con meno idrogeno.

Pertanto, il prodotto A è la maggioranza e il prodotto B la minoranza. Nota di nuovo che il prodotto A è un terzo alcol e il prodotto B A 2 ° alcol.

Riferimenti

1. Morrison, r. T. e Boyd, r, n. (1987). Chimica organica. 5a edizione. Editoriale Addison-Wesley Inter-American.
2. Carey f. (2008). Chimica organica. (Sesta edizione). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons t.W., Craig b. Frigorifero. (2011). Chimica organica. (10a edizione.). Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2020). La regola di Markovnikov. Recuperato da: in.Wikipedia.org
5. Steven a. Hardinger. (2017). Glossario illustrato della chimica organica: la regola di Markovnikov. Recuperato da: Chem.Ucla.Edu
6. Gamini Gunawardena. (24 agosto 2020). La regola di Markovnikov. Chimica librettexts. Recuperato da: Chem.Librettexts.org
7. I redattori di Enyclopedia Britannica. (17 settembre 2013). La regola di Markovnikov. Recuperato da: Britannica.com
8. Dottore. S. Gevorg. (2020). Chimica organica: la regola di Markovnikov con problemi di pratica. Recuperato da: Chemistroysteps.com