Nyckelskillnad – Markovnikov vs Anti-Markovnikov-regel
I början av 1870-talet härledde en rysk kemist vid namn Vladimir Markonikov en regel baserad på en serie empiriska observationer. Regeln publicerades som Markovnikovs regel. Markovnikovs regel hjälper till att förutsäga den resulterande formeln för alkan, när en förening med den allmänna formeln HX (HCl, HBr eller HF) eller H2O läggs till en asymmetrisk alken (t.ex. som propan). Det är möjligt att vända de mindre och större produkterna när reaktionsbetingelserna ändras, och denna process kallas Anti-Markovnikov-addition. Den viktigaste skillnaden mellan Markovnikov-regeln och anti-Markovnikov-regeln förklaras nedan.
Vad är Markovnikov-regeln?
Definitionen av Markovnikov-regeln är när tillsatsen av protisk syra med formeln HX (där X=halogen) eller H2O (betraktas som H-OH) till en alken binder väte till det dubbelbundna kolet med det större antalet väteatomer, medan halogenen (X) fäster till det andra kolet. Därför tolkas denna regel ofta som "de rika blir rikare". Regeln kan illustreras med hjälp av reaktionen mellan propen och bromvätesyra (HBr) enligt följande.
Figur 01: Markovnikovs regel illustreras av reaktionen mellan propen och bromvätesyra
Samma regel tillämpas när en alken reagerar med vatten och bildar alkohol. Hydroxylgruppen (-OH) adderas till det dubbelbundna kolet med det större antalet C-C-bindningar, medan väteatomen (H) adderas till det andra dubbelbundna kolet som har fler C-H-bindningar. Därför, enligt Markovnikov-regeln, när en HX läggs till en alken, har huvudprodukten H-atom i den mindre substituerade positionen medan X i den mer substituerade positionen. Därför är denna produkt stabil. Det är dock fortfarande möjligt att bilda en mindre stabil produkt, eller vi kallar det en mindre produkt, där H-atomen binder till mer substituerad position i C=C-bindningen, medan X binder till den mindre substituerade positionen.
Figur 02: Vätebromidtillsats till en alken
Mekanismen för tillägget av HX till en alken kan förklaras i två steg (se fig 02). Först, tillägget av en proton (H+) sker när C=C-dubbelbindningen av alken reagerar med H+ av HX (i detta fall är det HBr) för att bilda en karbonatiseringsmellanprodukt. Därefter sker reaktion mellan en elektrofil och en nukleofil som det andra steget för att bilda en ny kovalent bindning. I vårt fall reagerar Br– med karbonatiseringsintermediär som är positivt ansvarig för att bilda slutprodukten.
Vad är anti-Markovnikov-regeln?
Anti-Markovnikov-regeln förklarar motsatsen till det ursprungliga uttalandet av Markovnikovs regel. När HBr tillsätts till en alken i närvaro av peroxid, binder H-atomen till dubbelbundet kol som har mindre C-H-bindningar, medan Br binder till det andra kolet som har fler C-H-bindningar. Denna effekt är också känd som Kharash-effekt eller peroxideffekt. Anti-Markovnikov-tillsatsen äger också rum när reaktanter utsätts för ultraviolett ljus. Detta är raka motsatsen till Markovnikovs regel. Anti-Markovnikov-regeln är dock inte den exakta omvända processen av Markovnikov-tillägg eftersom mekanismerna för dessa två reaktioner är helt olika.
Markovnikov-reaktionen är en jonmekanism, medan anti-Markovnikov-reaktionen är en friradikalmekanism. Mekanismen sker som en kedjereaktion och har tre steg. Det första steget är det kedjeinitierande steget, där fotokemisk dissociation av HBr eller peroxid sker för att bilda Br och H fria radikaler. Sedan i det andra steget angriper Br fri radikal alkenmolekylen för att bilda två möjliga bromoalkylfria radikaler. 2° fri radikal är mer stabil och bildas övervägande.
Figur 3: Anti-Markovnikov-tilläggsexempel
Under det sista steget reagerar den mer stabila fria bromalkylradikalen med HBr-bildande anti-Markovnikov-produkt plus ytterligare en fri bromradikal, som fortsätter kedjereaktionen. Till skillnad från HBr, resulterar inte HCl och HI i anti-Markovnikov-produkter eftersom de inte genomgår fria radikaladditionsreaktioner. Det beror på att H-Cl-bindningen är starkare än H-Br-bindningen. Även om H-I-bindning är mycket svagare, är bildandet av I2 mer föredraget som C-I-bindning i relativt instabil.
Vad är skillnaden mellan Markovnikov- och Anti Markovnikov-regeln?
Markovnikov vs Anti Markovnikov-regel |
|
| Markovnikov-regeln förklarar när tillsatsen av protisk syra med formeln HX (där X=halogen) eller H2O (betraktas som H-OH) till en alken, väte binder till det dubbelbundna kolet med det större antalet väteatomer, medan halogenen (X) fäster till det andra kolet. | Anti-Markovnikov-regeln förklarar när HBr tillsätts till en alken i närvaro av peroxid, H-atom binder till dubbelbundet kol som har mindre C-H-bindningar, medan Br binder till det andra kolet som har fler C-H-bindningar |
| Mekanism | |
| jonisk mekanism | Fri radikalmekanism |
| Reactants | |
| HCl, HBr, HI eller H2O | Endast HBr (inte HCl eller HI genomgår denna additionsreaktion) |
| Medium/Catalyst | |
| Inget medium krävs | Peroxid eller ultraviolett måste vara närvarande |
Sammanfattning – Markovnikov vs Anti-Markovnikov-regel
Markovnikov och anti-Markovnikov är två typer av additionsreaktioner som förekommer mellan HX (HBr, HBr, HI och H2O) och alkener. Markovnikov-reaktionen inträffar när tillsatsen av HX till en alken, där H binder till mindre substituerad kolatom i dubbelbindningen, medan X binder till den andra dubbelbundna kolatomen genom en jonmekanism. Anti-markovnikov-reaktionen sker när HBr (inte HCl, HI eller H2O) tillsätts till en alken, där Br binder till mindre substituerat dubbelbundet kol, medan H binder till den andra kolatomen, genom en friradikalmekanism. Det här är skillnaden mellan Markovnikov- och Anti-Markovnikov-regeln.
Ladda ner PDF-filen av Markovnikov vs Anti-Markovnikov Rule
Du kan ladda ner PDF-versionen av den här artikeln och använda den för offlineändamål enligt citat. Ladda ner PDF-versionen här Skillnaden mellan Markovnikov och Anti Markovnikov Rule
