בתגובות כימיות ניתן להוסיף חלקיקים שונים באתר ההרס של הקשר הכפול באלקנים והקשר המשולש באלקנים. מהם החוקים המסדירים את התהליך הזה? התנהגותם של הומולוגיות אתילן אסימטריות במהלך הידרו-הלוגנציה והידרציה נחקרה על ידי המדען הרוסי VV Markovnikov. הוא מצא שמנגנון התגובה תלוי במספר פחמן המימן שקשור אליו בקשר הכפול. ההשערה שהעלה המדען אושרה לאחר גילויים בתחום מבנה האטום. שלטונו של מרקובניקוב הניח את הבסיס ליצירת תיאוריה מדעית שיש לה יישום מעשי. זה מאפשר לך לארגן בצורה יותר רציונלית את הייצור של פולימרים, שמני סיכה, אלכוהול.
הכלל של מרקובניקוב
המדען הרוסי השקיע זמן רב בחקר מנגנון הוספה של ריאגנטים א-סימטריים לפחמימנים בלתי רוויים. במאמרו שפורסם בגרמניתבשנת 1870, V. V. Markovnikov הפנה את תשומת הלב של הקהילה המדעית לסלקטיביות של האינטראקציה של הלידים מימן עם אטומי פחמן שנמצאים בקשר כפול באלקנים לא סימטריים. החוקר הרוסי ציטט נתונים שהשיג באופן אמפירי במעבדתו. מרקובניקוב כתב כי ההלוגן נקשר בהכרח לאטום הפחמן המכיל את המספר הקטן ביותר של אטומי מימן. עבודותיו של המדען זכו לפופולריות רבה בתחילת המאה ה-20. השערת מנגנון האינטראקציה שהוצע על ידו כונתה "שלטון מרקובניקוב".
חיים ועבודתו של מדען אורגני
ולדימיר ואסילביץ' מרקובניקוב נולד ב-25 בדצמבר (13 לפי הסגנון הישן) בדצמבר 1837. הוא למד באוניברסיטת קאזאן, מאוחר יותר לימד במוסד חינוכי זה ובאוניברסיטת מוסקבה. מרקובניקוב חוקר את ההתנהגות של פחמימנים בלתי רוויים בעת אינטראקציה עם הלידי מימן מאז 1864. עד 1899, מדענים ממדינות אחרות לא ייחסו כל חשיבות למסקנותיו של הכימאי הרוסי. מרקובניקוב, בנוסף לכלל הקרוי על שמו, גילה עוד מספר תגליות:
- חומצה ציקלובוטנדי-קרבוקסילית שהתקבלה;
- חקר את השמן של הקווקז וגילה בו חומרים אורגניים בעלי הרכב מיוחד - נפתנים;
- קבע את ההבדל בטמפרטורות ההיתוך של תרכובות עם שרשראות מסועפות וישרות;
- הוכיח את האיזומריות של חומצות שומן.
עבודותיו של המדען תרמו רבות לפיתוח המדע והתעשייה הכימית המקומית.
המהותהשערה שהעלה מרקובניקוב
המדען הקדיש שנים רבות לחקר התגובות של הוספת ריאגנטים לפחמימנים בלתי רוויים עם קשר כפול אחד (אלקנים). הוא שם לב שאם יש מימן בתרכובות, אז הוא הולך לאטום הפחמן שמכיל יותר חלקיקים מהסוג הזה. האניון מתחבר לפחמן השכן. זהו הכלל של מרקובניקוב, המהות שלו. המדען חזה בצורה גאונית את התנהגותם של חלקיקים, שמבנהם באותה תקופה עדיין לא היה ברור במיוחד. בהתאם לכלל, חומרים מורכבים בעלי הרכב HX מתווספים לפחמימנים אתילן, כאשר X:
- halogen;
- hydroxyl;
- שארית חומצה של חומצה גופרתית;
- חלקיקים אחרים.
הצליל המודרני של הכלל של מרקובניקוב שונה מהניסוחים של המדען: אטום המימן ממולקולת HX המחוברת באלקן הולך לפחמן בקשר הכפול שכבר מכיל יותר מימן, וחלקיק X הולך לפחות. אטום מודרן.
מנגנון לחיבור של חלקיקים אלקטרופיליים
בואו נשקול את סוגי התמורות הכימיות שבהן מיושם הכלל של מרקובניקוב. דוגמאות:
- התגובה של הוספת מימן כלורי לפרופן. במהלך האינטראקציה בין חלקיקים מתרחשת הרס הקשר הכפול. האניון הכלור הולך לפחמן הפחות מוקשה שהיה בקשר הכפול. מימן יוצר אינטראקציה עם האטומים המוקשים ביותר מבין האטומים הללו. נוצר 2-כלורפרופאן.
- בתגובת ההוספה של מולקולת מים, ההידרוקסיל מהרכבו מתקרב לפחמן המודרן פחות. מימן מתחבר לאטום המודרן ביותר בקשר הכפול.
יש חריגים לכלל שהציע מרקובניקוב באותן תגובות שבהן המגיבים הם אלקנים, שבהם לפחמן בקשר הכפול כבר יש קבוצה אלקטרונית שלילית בקרבת מקום. הוא בוחר חלקית את צפיפות האלקטרונים, שאליה נמשך בדרך כלל מימן בעל מטען חיובי. הכלל אינו מתקיים גם בתגובות המתבצעות על פי מנגנון רדיקלי ולא אלקטרופילי (אפקט חריש). חריגים אלה אינם גורעים מיתרונות הכלל שפותח על ידי הכימאי האורגני הרוסי המצטיין V. V. Markovnikov.
