Nøkkelforskjell – Markovnikov vs Anti-Markovnikov-regel
På begynnelsen av 1870-tallet utledet en russisk kjemiker ved navn Vladimir Markonikov en regel basert på en rekke empiriske observasjoner. Regelen ble publisert som Markovnikovs regel. Markovnikovs regel hjelper til med å forutsi den resulterende formelen for alkan, når en forbindelse med den generelle formelen HX (HCl, HBr eller HF) eller H2O legges til en asymmetrisk alken (som f.eks. som propan). Det er mulig å reversere de mindre og større produktene når reaksjonsbetingelsene endres, og denne prosessen omtales som Anti-Markovnikov addisjon. Hovedforskjellen mellom Markovnikov-regelen og anti-Markovnikov-regelen er forklart nedenfor.
Hva er Markovnikov-regelen?
Definisjonen av Markovnikov-regelen er når tilsetning av protisk syre med formelen HX (hvor X=halogen) eller H2O (betraktet som H-OH) til et alken fester hydrogen seg til det dobbeltbundne karbonet med det største antallet hydrogenatomer, mens halogenet (X) fester seg til det andre karbonet. Derfor blir denne regelen ofte tolket som "de rike blir rikere". Regelen kan illustreres ved å bruke reaksjonen av propen med hydrobromsyre (HBr) som følger.
Figur 01: Markovnikovs regel er illustrert ved reaksjonen mellom propen og hydrobromsyre
Samme regel brukes når en alken reagerer med vann og danner alkohol. Hydroksylgruppen (-OH) legger til det dobbeltbundne karbonet med det største antallet C-C-bindinger, mens hydrogenatomet (H) legger til det andre dobbeltbundne karbonet som har flere C-H-bindinger. Derfor, i henhold til Markovnikov-regelen, når en HX legges til en alken, har hovedproduktet H-atom i den mindre substituerte posisjonen mens X i den mer substituerte posisjonen. Derfor er dette produktet stabilt. Det er imidlertid fortsatt mulig å danne et mindre stabilt produkt, eller vi kaller det et mindre produkt, der H-atomet binder seg til mer substituert posisjon i C=C-bindingen, mens X binder seg til den mindre substituerte posisjonen.
Figur 02: Hydrogenbromid-tilsetning til en alken
Mekanismen for tilsetning av HX til en alken kan forklares i to trinn (se fig. 02). Først tilføyes et proton (H+) når C=C-dobbeltbindingen til alken reagerer med H+ av HX (i dette tilfellet er det HBr) for å danne et karboneringsmellomprodukt. Deretter skjer reaksjonen mellom en elektrofil og en nukleofil som det andre trinnet for å danne en ny kovalent binding. I vårt tilfelle reagerer Br– med et karboneringsmiddel som er positivt ansvarlig for å danne sluttproduktet.
Hva er anti-Markovnikov-regelen?
Anti-Markovnikov-regelen forklarer det motsatte av den opprinnelige uttalelsen til Markovnikovs regel. Når HBr tilsettes til en alken i nærvær av peroksid, binder H-atom seg til dobbeltbundet karbon som har mindre CH-bindinger, mens Br binder seg til det andre karbonet som har flere CH-bindinger. Denne effekten er også kjent som Kharash-effekt eller peroksideffekt. Anti-Markovnikov-tilsetningen finner også sted når reaktanter utsettes for ultrafiolett lys. Dette er det stikk motsatte av Markovnikov-regelen. Anti-Markovnikov-regelen er imidlertid ikke den eksakte omvendte prosessen med Markovnikov-tilsetning, da mekanismene for disse to reaksjonene er helt forskjellige.
Markovnikov-reaksjon er en ionisk mekanisme, mens anti-Markovnikov-reaksjon er en friradikalmekanisme. Mekanismen foregår som en kjedereaksjon og har tre trinn. Det første trinnet er det kjedeinitierende trinnet, hvor fotokjemisk dissosiasjon av HBr eller peroksid finner sted for å danne Br og H frie radikaler. Så i det andre trinnet angriper Br frie radikaler alkenmolekylet for å danne to mulige frie bromalkylradikaler. 2° frie radikaler er mer stabile og dannes hovedsakelig.
Figur 3: Anti-Markovnikov tilleggseksempler
Under det siste trinnet reagerer det mer stabile frie bromalkylradikalet med HBr-dannende anti-Markovnikov-produkt pluss et annet frit bromradikal, som fortsetter kjedereaksjonen. I motsetning til HBr, resulterer ikke HCl og HI i anti-Markovnikov-produkter, da de ikke gjennomgår frie radikal-addisjonsreaksjoner. Det er fordi H-Cl-bindingen er sterkere enn H-Br-bindingen. Selv om H-I-bindingen er mye svakere, er dannelsen av I2 mer foretrukket som C-I-bindingen i relativt ustabil.
Hva er forskjellen mellom Markovnikov- og Anti Markovnikov-regelen?
Markovnikov vs Anti Markovnikov-regel |
|
| Markovnikov-regelen forklarer når tilsetning av protisk syre med formelen HX (hvor X=halogen) eller H2O (betraktet som H-OH) til en alken, hydrogen fester seg til det dobbeltbundede karbonet med det største antallet hydrogenatomer, mens halogenet (X) fester seg til det andre karbonet. | Anti-Markovnikov-regelen forklarer når HBr tilsettes til en alken i nærvær av peroksid, H-atomet binder seg til dobbeltbundet karbon som har mindre C-H-bindinger, mens Br binder seg til det andre karbonet som har flere C-H-bindinger |
| Mekanisme | |
| ionisk mekanisme | Fri radikalmekanisme |
| Reaktanter | |
| HCl, HBr, HI eller H2O | Bare HBr (ikke HCl eller HI gjennomgår denne tilsetningsreaksjonen) |
| Medium/Catalyst | |
| Ingen medium kreves | Peroksid eller ultrafiolett må være til stede |
Sammendrag – Markovnikov vs Anti-Markovnikov-regel
Markovnikov og anti-Markovnikov er to typer addisjonsreaksjoner som forekommer mellom HX (HBr, HBr, HI og H2O) og alkener. Markovnikov-reaksjon oppstår når tilsetning av HX til en alken, hvor H binder seg til mindre substituert karbonatom i dobbeltbindingen, mens X binder seg til det andre dobbeltbundne karbonatomet gjennom en ionisk mekanisme. Anti-markovnikov-reaksjonen finner sted når HBr (ikke HCl, HI eller H2O) tilsettes til en alken, der Br binder seg til mindre substituert dobbeltbundet karbon, mens H binder seg til det andre karbonatomet, gjennom en friradikalmekanisme. Dette er forskjellen mellom Markovnikov- og Anti-Markovnikov-regelen.
Last ned PDF-en av Markovnikov vs Anti-Markovnikov Rule
Du kan laste ned PDF-versjonen av denne artikkelen og bruke den til offline-formål i henhold til sitat. Last ned PDF-versjonen her Forskjellen mellom Markovnikov og Anti Markovnikov Rule
