Reguła Zajcewa, czyli przeciwnik Markownikowa

1. Szybka powtórka

Pamiętasz na pewno, że jak dodawaliśmy taki HCl do alkenu, to czasem trzeba było zmierzyć się z sytuacją, gdzie powstawały nam dwa różne produkty, a o tym, który produkt powstaje (1 czy 2) decyduje reguła Markownikowa.

O tym, który produkt powstaje (1 czy 2) decyduje reguła Markownikowa.

Tutaj bohatersko wkraczała reguła Markownikowa, którą nawet analizowaliśmy w osobnym poście, starając się ją wytłumaczyć na miarę maturalnych możliwości. A teraz wyobraź sobie, reakcją przeciwną do tej addycji HCl, czyli reakcję eliminacji. Poznaliśmy ją podczas omawiania reakcji fluorowcopochodnych węglowodorów :

Reakcja eliminacji to proces przeciwny do addycji. Przy wyborze produktu głównego pomoże nam reguła Zajcewa. W tej reakcji głównym produktem będzie kandydat numer jeden.
O to właśnie chodzi w tytule postu. Reguła Markownikowa służy do wyboru produktu addycji, a reguła Zajcewa do wyboru produktu eliminacji, czyli procesu przeciwnego.

2. Można to łatwo zapamiętać

Jeśli potraktowałbyś Zajcewa jako takiego wroga, przeciwnika Markownikowa to łatwo to wtedy wszystko zapamiętać. Wystarczy, że wszystko zrobimy na złość, na przekór i mamy definicję reguły Zajcewa.

Reguła MarkownikowaReguła Zajcewa
Służy do reakcji addycji.Służy do reakcji eliminacji
(czyli jakby odejmowania).
Def. Wodór przyłącza się do
tego węgla, w którym jest
więcej atomów wodoru
Def. Wodór zabieramy z tego
węgla, w którym jest
mniej atomów wodoru
Niczym odwieczny spór kawa vs herbata podczas wizyty gości, mamy pojedynek Markownikow vs Zajcew !

Skrót def. oznacza definicję. Zobacz, że wcale nie było to takie trudne, prawda!? Zobaczmy to porównanie obu reguł na konkretnym przykładzie.

Dwa przykłady, które dobrze obrazują, że reguła Zajcewa jest takim jakby przeciwieństwem reguły Markownikowa.

3. Przykłady reakcji przebiegających zgodnie z regułą Zajcewa

Pora przećwiczyć regułę Zajcewa. Poniżej znajdziesz przykłady reakcji przebiegających zgodnie z regułą Zajcewa (główny produkt został zaznaczony w ramce, na szaro jest produkt uboczny).

Przykłady reakcji przebiegających zgodnie z regułą Zajcewa (główny produkt został zaznaczony w ramce, na szaro jest produkt uboczny)

Może się zdarzyć sytuacja, w której jeden atom węgla nie będzie miał już atomów wodoru, a więc nie będzie czego zabrać! Tam nie może być już żadnego wiązania podwójnego, bo przecież spotkało by nas chemiczne więzienie za narysowanie pięciu wiązań do węgla!

Mimo, że atom węgla po prawej ma zero wodorów, to nie możemy tam zrobić wiązania podwójnego, bo węgiel przekroczy oktet elektronowy. Poza tym reakcja eliminacji polega tutaj na eliminacji (zabraniu) HCl , więc oprócz chloru trzeba zabrać też atom wodoru. Jeśli tam nie ma wodoru, to nie ma czego zabrać.

4. To jedno frustrujące pytanie w reakcji eliminacji

Reakcja eliminacji sprawia duże problemy na początku nauki chemii organicznej i jest to jak najbardziej zrozumiałe. Właściwie zawsze gdzieś tam w głowie pojawia się pytanie, dlaczego nie można zabrać atomu wodoru z tego węgla, do którego przyłączony jest chlor lub brom?

I to jest generalnie bardzo spoko pytanie i cieszę się, gdy ktoś je zadaje, bo to oznacza, że stara się ten temat ogarnąć. Problem[1] polega na tym, że często te pytania zadajecie, ale nie staracie się na nie znaleźć odpowiedzi, która jest prościutka!

Próba zabrania wodoru z tego samego węgla, przy którym jest chlor lub brom.

No byłoby pięknie, gdyby to było możliwe, wtedy nie trzeba by się bawić w żadną regułę Zajcewa, ale jak widzisz, jest to niemożliwe.

A na koniec kluczowa kwestia. Co do cholery tutaj wyrabia takiego etanol i woda, że powodują tak dramatycznie różny przebieg reakcji[2] !?


[1] To jest problem, którego niemalże każdy jest winny... Gdy stawiamy sobie jakieś pytanie, nawet jeśli wydaje się nam ono trywialne, to często nie chce nam się szukać na nie odpowiedzi. A czasem wystarczy narysować, w tym przypadku po prostu zrobić to, co chcieliśmy, co nas zastanawiało. Czyli po prostu zabrać wodór i chlor z tego samego węgla i zobaczyć co dziwnego się wydarzy!

[2] To jest akurat bardzo trudne pytanie i zawiodę Cię tym razem… Wyjaśnienie tego w jakiś prosty sposób jest hmm… niemożliwe. Na pewno to coś, co mnie trochę boli, więc będę jeszcze myślał nad jakimś uproszczeniem lub analogią. W międzyczasie powiem, że dotyczy to trwałości alkenów : im bardziej postawiony alken, tym trwalszy. Chodzi tutaj o ilość podstawników węglowych (na rysunku niżej oznaczone jako R) przyłączonych bezpośrednio do wiązania podwójnego C=C.

Szereg trwałości alkenów

Leave a Reply

%d bloggers like this: