*§ 15-1. Присоединение галогеноводородов и воды к алкенам. Правило Марковникова

Правило Марковникова

Правило Марковникова

Реакции присоединения галогеноводородов и воды к гомологам этилена имеют некоторые особенности.

Присоединение галогеноводородов. Гидрогалогенирование

Рассмотрим реакцию присоединения хлороводорода к пропену. В результате этой реакции, в принципе, возможно образование двух продуктов — 2-хлорпропана и 1-хлорпропана:

img

В действительности, преимущественным продуктом этой реакции является 2-хлорпропан.

То же явление (образование одного из двух возможных продуктов) наблюдается при присоединении хлороводорода к метилпропену:

img

Можно заметить, что в обоих случаях водород присоединяется к тому атому углерода двойной связи, с которым соединено большее число атомов водорода (более гидрогенизированному атому углерода). Эта закономерность называется правилом Марковникова.

В качестве ещё одной иллюстрации правила Марковникова запишем уравнение реакции присоединения хлороводорода к метилбутену-2:

img

Атом углерода, выделенный зелёным цветом, соединён с одним атомом водорода, в то время как у другого атома углерода двойной связи (выделен красным цветом) атомы водорода отсутствуют. В соответствии с правилом Марковникова водород присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода.

Присоединение воды. Гидратация

Присоединение воды к пропену и другим несимметричным алкенам также протекает в соответствии с правилом Марковникова:

img

Правило Марковникова. При присоединении галогеноводородов и воды к алкенам атом водорода присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода двойной связи.

Рис. 15-1.1. В. В. Марковников

Интересно знать

Правило Марковникова носит имя его первооткрывателя — русского химика Владимира Васильевича Марковникова, ученика А. М. Бутлерова. В. В. Марковников внёс значительный вклад в развитие положений теории строения органических соединений, касающихся изомерии и взаимного влияния атомов в молекулах органических веществ. В. В. Марковников открыл циклоалканы в составе кавказских нефтей, известны его работы по исследованию состава соляных источников и соляных озер России.

Объяснение правила Марковникова. Электронодонорные и электроноакцепторные заместители

Правило Марковникова объясняется влиянием заместителей на электроны π-связи. По этому признаку все заместители можно разделить на две группы:

1. Заместители, которые притягивают электроны π-связи. Такие заместители называются электроноакцепторными (от англ. to accept — принимать). Примеры электроноакцепторных заместителей: карбоксильная группа img COOH и нитрогруппа img NO2. Смещение электронов π-связи под действием электроноакцепторного заместителя показано на рисунке 15-1.2:

Рис. 15-1.2. Смещение π-электронов связи С img С под действием электроноакцепторного заместителя

2. Заместители, которые отталкивают электроны π-связи (электронодонорные заместители). К электронодонорным заместителям относятся алкильные радикалы img CH3, img C2H5 и др., гидроксильная группа img OH и аминогруппа img NH2. Смещение электронов π-связи под действием электронодонорного заместителя показано на рисунке 15-1.3:

Рис. 15-1.3. Смещение π-электронов связи С img С под действием электронодонорного заместителя

Рассмотрим присоединение хлороводорода к пропену с учётом влияния заместителей на электроны π-связи:

img

Положительно заряженный атом водорода молекулы хлороводорода присоединяется к атому углерода двойной связи, несущему отрицательный заряд. Этим атомом углерода является более гидрогенизированный атом C(1), что соответствует правилу Марковникова.

Присоединение галогеноводородов и воды к несимметричным алкенам протекает по правилу Марковникова — водород присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода двойной связи.

Правило Марковникова объясняется влиянием заместителей на электроны π-связи. Электроноакцепторные заместители (img COOH, img NO2) притягивают электроны π-связи, электронодонорные (алкильные радикалы, img OHimg NH2) – отталкивают.