కెమిస్ట్రీ మార్కోవ్నికోవ్ నియమం

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం#

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం అనేది సేంద్రీయ రసాయన శాస్త్రంలో ఒక అనుభవజన్యమైన పరిశీలన, ఇది ఒక అసౌష్ఠవ ఆల్కీన్ ఎలక్ట్రోఫైల్తో చర్య జరిపినప్పుడు, ఎలక్ట్రోఫైల్ కార్బన్-కార్బన్ ద్విబంధానికి ఈ విధంగా జోడించబడుతుందని పేర్కొంటుంది, ఫలితంగా ఎక్కువ ప్రతిక్షేపించబడిన కార్బన్ పరమాణువు ఎలక్ట్రోఫైల్కు బంధితమవుతుంది.

మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ద్విబంధం యొక్క ఎక్కువ ప్రతిక్షేపించబడిన కార్బన్ పరమాణువు కొత్త బంధం యొక్క ధనాత్మక కేంద్రంగా మారుతుంది.

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం అవగాహన#

చర్య సమయంలో ఏర్పడే కార్బోకేషన్ ఇంటర్మీడియట్ల స్థిరత్వాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం ద్వారా మార్కోవ్నికోవ్ నియమాన్ని అర్థం చేసుకోవచ్చు. ఒక ఎలక్ట్రోఫైల్ ఒక ఆల్కీన్కు జోడించబడినప్పుడు, అది ఒక కార్బోకేషన్ ఇంటర్మీడియట్ను ఏర్పరుస్తుంది. కార్బోకేషన్ ఎంత ఎక్కువ ప్రతిక్షేపించబడి ఉంటే, అది అంత స్థిరంగా ఉంటుంది. ఎందుకంటే కార్బోకేషన్ ఎక్కువ ప్రతిక్షేపించబడి ఉంటే, ధనాత్మక ఆవేశం చుట్టూ ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్ దాత సమూహాలు ఉంటాయి. ఈ ఎలక్ట్రాన్ దాత సమూహాలు ఎలక్ట్రాన్లను దానం చేయడం ద్వారా ధనాత్మక ఆవేశాన్ని స్థిరీకరించడంలో సహాయపడతాయి.

ఉదాహరణకు, ప్రొపీన్ మరియు హైడ్రోజన్ బ్రోమైడ్ చర్యను పరిగణించండి. ఏర్పడే రెండు సాధ్యమైన కార్బోకేషన్ ఇంటర్మీడియట్లు ప్రాథమిక కార్బోకేషన్ $\ce{(CH3CH2+)}$ మరియు ద్వితీయ కార్బోకేషన్ $\ce{((CH3)2CH+)}$. ద్వితీయ కార్బోకేషన్ ప్రాథమిక కార్బోకేషన్ కంటే ఎక్కువ ప్రతిక్షేపించబడి ఉంటుంది, అందువలన అది మరింత స్థిరంగా ఉంటుంది. ఫలితంగా, ప్రొపీన్ మరియు హైడ్రోజన్ బ్రోమైడ్ చర్య ప్రధాన ఉత్పత్తిగా ద్వితీయ ఆల్కైల్ బ్రోమైడ్ $\ce{((CH3)2CHBr)}$ ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

మార్కోవ్నికోవ్ నియమానికి మినహాయింపులు#

మార్కోవ్నికోవ్ నియమానికి కొన్ని మినహాయింపులు ఉన్నాయి. ఒక మినహాయింపు బలమైన ఆమ్లాలతో ఆల్కీన్ల చర్య. బలమైన ఆమ్లాలు ఆల్కీన్లకు ఈ విధంగా జోడించబడతాయి, ఫలితంగా తక్కువ ప్రతిక్షేపించబడిన కార్బన్ పరమాణువు ఎలక్ట్రోఫైల్కు బంధితమవుతుంది.

మార్కోవ్నికోవ్ నియమానికి మరొక మినహాయింపు కొన్ని లోహ ఉత్ప్రేరకాలతో ఆల్కీన్ల చర్య. లోహ ఉత్ప్రేరకాలు కూడా ఆల్కీన్లకు ఈ విధంగా జోడించబడతాయి, ఫలితంగా తక్కువ ప్రతిక్షేపించబడిన కార్బన్ పరమాణువు ఎలక్ట్రోఫైల్కు బంధితమవుతుంది.

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం ఆల్కీన్లను కలిగి ఉన్న చర్యల ఉత్పత్తులను అంచనా వేయడానికి ఒక ఉపయోగకరమైన సాధనం. ఇది ఒక చర్య యొక్క ప్రధాన ఉత్పత్తిని, అలాగే ఏర్పడే వివిధ ఉత్పత్తుల సాపేక్ష మొత్తాలను అంచనా వేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. అయితే, మార్కోవ్నికోవ్ నియమానికి కొన్ని మినహాయింపులు గుర్తుంచుకోవాలి.

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం యొక్క యాంత్రికం#

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం ఒక అసౌష్ఠవ ఆల్కీన్కు ఒక ప్రోటిక్ ఆమ్లం HX యొక్క సంకలనంలో, ఆమ్లం యొక్క హైడ్రోజన్ పరమాణువు ద్విబంధం యొక్క ఎక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు జోడించబడుతుందని, అయితే హాలోజన్ పరమాణువు తక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు జోడించబడుతుందని పేర్కొంటుంది.

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం వివరణ#

చర్య సమయంలో ఏర్పడే కార్బోకేషన్ ఇంటర్మీడియట్ల స్థిరత్వాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం ద్వారా మార్కోవ్నికోవ్ నియమం యొక్క యాంత్రికాన్ని వివరించవచ్చు. ఒక ప్రోటిక్ ఆమ్లం HX ఒక ఆల్కీన్కు జోడించబడినప్పుడు, ఒక కార్బోకేషన్ ఇంటర్మీడియట్ ఏర్పడుతుంది. కార్బోకేషన్ యొక్క స్థిరత్వం ధనాత్మకంగా ఆవేశితమైన కార్బన్ పరమాణువుకు అనుబంధించబడిన ఆల్కైల్ సమూహాల సంఖ్య ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. కార్బోకేషన్కు అనుబంధించబడిన ఆల్కైల్ సమూహాలు ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, అది అంత స్థిరంగా ఉంటుంది.

ఒక అసౌష్ఠవ ఆల్కీన్ విషయంలో, ఏర్పడే రెండు సాధ్యమైన కార్బోకేషన్ ఇంటర్మీడియట్లు ఉన్నాయి. ఎక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు హైడ్రోజన్ పరమాణువు జోడించడం ద్వారా ఏర్పడే కార్బోకేషన్, తక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు హైడ్రోజన్ పరమాణువు జోడించడం ద్వారా ఏర్పడే కార్బోకేషన్ కంటే మరింత స్థిరంగా ఉంటుంది. ఎందుకంటే ఎక్కువ ఆల్కైల్ సమూహాలను కలిగి ఉన్న కార్బోకేషన్ ధనాత్మక ఆవేశాన్ని బాగా వెదజల్లగలదు.

మరింత స్థిరమైన కార్బోకేషన్ ఇంటర్మీడియట్ హాలైడ్ అయాన్తో చర్య జరిపి తుది ఉత్పత్తిని ఏర్పరచడానికి ఎక్కువ అవకాశం ఉంటుంది. అందుకే మార్కోవ్నికోవ్ నియమం ఆమ్లం యొక్క హైడ్రోజన్ పరమాణువు ఎక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న ద్విబంధం యొక్క కార్బన్ పరమాణువుకు జోడించబడుతుందని పేర్కొంటుంది.

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం ఉదాహరణలు#

మార్కోవ్నికోవ్ నియమాన్ని ఈ క్రింది ఉదాహరణల ద్వారా వివరించవచ్చు:

• హైడ్రోజన్ బ్రోమైడ్ $\ce{(HBr)}$ ప్రొపీన్కు జోడించబడినప్పుడు, ప్రధాన ఉత్పత్తి 2-బ్రోమోప్రొపేన్. ఎందుకంటే ఎక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు హైడ్రోజన్ పరమాణువు జోడించడం ద్వారా ఏర్పడే కార్బోకేషన్, తక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు హైడ్రోజన్ పరమాణువు జోడించడం ద్వారా ఏర్పడే కార్బోకేషన్ కంటే మరింత స్థిరంగా ఉంటుంది.
• హైడ్రోజన్ అయోడైడ్ $\ce{(HI)}$ 2-మిథైల్ప్రొపీన్కు జోడించబడినప్పుడు, ప్రధాన ఉత్పత్తి 2-అయోడో-2-మిథైల్ప్రొపేన్. ఎందుకంటే ఎక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు హైడ్రోజన్ పరమాణువు జోడించడం ద్వారా ఏర్పడే కార్బోకేషన్, తక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు హైడ్రోజన్ పరమాణువు జోడించడం ద్వారా ఏర్పడే కార్బోకేషన్ కంటే మరింత స్థిరంగా ఉంటుంది.

మార్కోవ్నికోవ్ నియమానికి మినహాయింపులు#

మార్కోవ్నికోవ్ నియమానికి కొన్ని మినహాయింపులు ఉన్నాయి. ఒక మినహాయింపు ఏమిటంటే, ఆల్కీన్ ఒక బలమైన ఎలక్ట్రాన్ ఆకర్షక సమూహంతో ప్రతిక్షేపించబడినప్పుడు, ఉదాహరణకు కార్బోనైల్ సమూహం లేదా నైట్రో సమూహం. ఈ సందర్భాలలో, తక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు హైడ్రోజన్ పరమాణువు జోడించడం ద్వారా ఏర్పడే కార్బోకేషన్, ఎక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు హైడ్రోజన్ పరమాణువు జోడించడం ద్వారా ఏర్పడే కార్బోకేషన్ కంటే మరింత స్థిరంగా ఉంటుంది. ఎందుకంటే ఎలక్ట్రాన్ ఆకర్షక సమూహం కార్బోకేషన్పై ఉన్న ధనాత్మక ఆవేశాన్ని స్థిరీకరించడంలో సహాయపడుతుంది.

మార్కోవ్నికోవ్ నియమానికి మరొక మినహాయింపు ఏమిటంటే, చర్య ఒక ధ్రువ ద్రావణిలో జరిపినప్పుడు, ఉదాహరణకు నీరు లేదా మిథనాల్. ఈ ద్రావణులలో, ధ్రువ ద్రావణి అణువులు కార్బోకేషన్ ఇంటర్మీడియట్ను ద్రావణీకరించి దానిని స్థిరీకరించడంలో సహాయపడతాయి. ఇది తక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు హైడ్రోజన్ పరమాణువు జోడించడం ద్వారా ఏర్పడే కార్బోకేషన్ను, ఎక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు హైడ్రోజన్ పరమాణువు జోడించడం ద్వారా ఏర్పడే కార్బోకేషన్ కంటే మరింత స్థిరంగా చేయవచ్చు.

ఆల్కీన్ సంకలన చర్యలలో మార్కోవ్నికోవ్ నియమం

ఒక ఆల్కీన్కు హైడ్రోజన్ హాలైడ్ (HX) యొక్క సంకలనంలో, మార్కోవ్నికోవ్ నియమం ఆమ్లం యొక్క హైడ్రోజన్ పరమాణువు ఎక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న ద్విబంధం యొక్క కార్బన్ పరమాణువుకు జోడించబడుతుందని అంచనా వేస్తుంది. ఎందుకంటే ఎక్కువ ప్రతిక్షేపించబడిన కార్బన్ పరమాణువు దానికి అనుబంధించబడిన ఎక్కువ ఆల్కైల్ సమూహాల కారణంగా మరింత స్థిరంగా ఉంటుంది.

ఉదాహరణకు, ప్రొపీన్కు హైడ్రోజన్ బ్రోమైడ్ (HBr) యొక్క సంకలనంలో, మార్కోవ్నికోవ్ నియమం ఆమ్లం యొక్క హైడ్రోజన్ పరమాణువు రెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న ద్విబంధం యొక్క కార్బన్ పరమాణువుకు జోడించబడుతుందని అంచనా వేస్తుంది, ఫలితంగా 2-బ్రోమోప్రొపేన్ ఏర్పడుతుంది.

$\ce{CH3CH=CH2 + HBr → CH3CHBrCH3}$

ఆల్కైన్ సంకలన చర్యలలో మార్కోవ్నికోవ్ నియమం

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం ఆల్కైన్లకు హైడ్రోజన్ హాలైడ్ల సంకలనానికి కూడా వర్తిస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, ఆమ్లం యొక్క హైడ్రోజన్ పరమాణువు ఎక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న త్రిబంధం యొక్క కార్బన్ పరమాణువుకు జోడించబడుతుంది.

ఉదాహరణకు, ఎసిటిలీన్కు హైడ్రోజన్ అయోడైడ్ (HI) యొక్క సంకలనంలో, మార్కోవ్నికోవ్ నియమం ఆమ్లం యొక్క హైడ్రోజన్ పరమాణువు ఒక హైడ్రోజన్ పరమాణువును కలిగి ఉన్న త్రిబంధం యొక్క కార్బన్ పరమాణువుకు జోడించబడుతుందని అంచనా వేస్తుంది, ఫలితంగా వినైల్ అయోడైడ్ ఏర్పడుతుంది.

$\ce{HC≡CH + HI → CH2=CHI}$

మార్కోవ్నికోవ్ నియమానికి మినహాయింపులు

మార్కోవ్నికోవ్ నియమానికి కొన్ని మినహాయింపులు ఉన్నాయి. ఒక మినహాయింపు 1-బ్యూటీన్కు హైడ్రోజన్ బ్రోమైడ్ యొక్క సంకలనం. ఈ సందర్భంలో, ఆమ్లం యొక్క హైడ్రోజన్ పరమాణువు తక్కువ సంఖ్యలో హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న ద్విబంధం యొక్క కార్బన్ పరమాణువుకు జోడించబడుతుంది, ఫలితంగా 1-బ్రోమోబ్యూటేన్ ఏర్పడుతుంది.

$\ce{CH3CH2CH=CH2 + HBr → CH3CH2CHBrCH3}$

ఈ మినహాయింపు మిథైల్ సమూహం ఉనికి కారణంగా ఈ సందర్భంలో ఎక్కువ ప్రతిక్షేపించబడిన కార్బన్ పరమాణువు మరింత స్థిరంగా ఉంటుంది.

మార్కోవ్నికోవ్ నియమానికి మరొక మినహాయింపు ఆల్కైన్లకు హైడ్రోజన్ సైనైడ్ (HCN) యొక్క సంకలనం. ఈ సందర్భంలో, ఆమ్లం యొక్క హైడ్రోజన్ పరమాణువు తక్కువ సంఖ్యలో హైడ్రోజన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న త్రిబంధం యొక్క కార్బన్ పరమాణువుకు జోడించబడుతుంది, ఫలితంగా ఒక నైట్రైల్ ఏర్పడుతుంది.

$\ce{HC≡CH + HCN → CH2=CHCN}$

ఈ మినహాయింపు నైట్రైల్ సమూహం ఆల్కీన్ సమూహం కంటే మరింత స్థిరంగా ఉండటం వలన ఏర్పడింది.

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం యొక్క అనువర్తనాలు

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం అసౌష్ఠవ ఆల్కీన్లు మరియు ఆల్కైన్ల సంకలన చర్యల రీజియోసెలెక్టివిటీని అంచనా వేయడానికి ఒక ఉపయోగకరమైన సాధనం. ఈ సమాచారం నిర్దిష్ట సేంద్రీయ సమ్మేళనాలకు సంశ్లేషణ మార్గాలను రూపకల్పన చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు.

ఉదాహరణకు, ప్రొపీన్కు హైడ్రోజన్ బ్రోమైడ్ యొక్క సంకలనం యొక్క రీజియోసెలెక్టివిటీని అంచనా వేయడానికి మార్కోవ్నికోవ్ నియమాన్ని ఉపయోగించవచ్చు. ఈ సమాచారం తర్వాత 2-బ్రోమోప్రొపేన్కు సంశ్లేషణ మార్గాన్ని రూపకల్పన చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు.

$\ce{CH3CH=CH2 + HBr → CH3CHBrCH3}$

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం పెట్రోలియం పరిశ్రమలో ఆల్కీన్లు మరియు ఆల్కైన్లకు హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్ (H2S) యొక్క సంకలనం యొక్క రీజియోసెలెక్టివిటీని అంచనా వేయడానికి కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ సమాచారం పెట్రోలియం ఉత్పత్తుల నుండి సల్ఫర్ను తొలగించే ప్రక్రియలను రూపకల్పన చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం అసౌష్ఠవ ఆల్కీన్లు మరియు ఆల్కైన్ల సంకలన చర్యల రీజియోసెలెక్టివిటీని అంచనా వేసే సేంద్రీయ రసాయన శాస్త్రంలో ఒక ప్రాథమిక సూత్రం. ఇది నిర్దిష్ట సేంద్రీయ సమ్మేళనాలకు సంశ్లేషణ మార్గాలను రూపకల్పన చేయడానికి మరియు పెట్రోలియం పరిశ్రమలో చర్యల రీజియోసెలెక్టివిటీని అంచనా వేయడానికి ఒక ఉపయోగకరమైన సాధనం.

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం మరియు యాంటీ-మార్కోవ్నికోవ్ నియమం మధ్య వ్యత్యాసం#

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం మరియు యాంటీ-మార్కోవ్నికోవ్ నియమం అనేవి సంకలన చర్యల రీజియోసెలెక్టివిటీని అంచనా వేయడంలో సహాయపడే సేంద్రీయ రసాయన శాస్త్రంలో రెండు ముఖ్యమైన భావనలు. రెండు నియమాలు కార్బోకేషన్ల స్థిరత్వంపై ఆధారపడి ఉంటాయి, ఇవి ధనాత్మకంగా ఆవేశితమైన కార్బన్ పరమాణువులు.

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం

మార్కోవ్నికోవ్ నియమం ఒక అసౌష్ఠవ ఆల్కీన్కు హైడ్రోజన్ హాలైడ్ (HX) యొక్క సంకలనంలో, హైడ్రోజన్ పరమాణువు ఎక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులతో బంధితమై ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు జోడించబడుతుందని, అయితే హాలైడ్ పరమాణువు తక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులతో బంధితమై ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు జోడించబడుతుందని పేర్కొంటుంది.

ఇది ఎక్కువ ప్రతిక్షేపించబడిన కార్బన్ పరమాణువు తక్కువ ప్రతిక్షేపించబడిన కార్బన్ పరమాణువు కంటే మరింత స్థిరంగా ఉంటుందనే వాస్తవం ద్వారా వివరించబడుతుంది. ఎక్కువ ప్రతిక్షేపించబడిన కార్బన్ పరమాణువు దానికి అనుబంధించబడిన ఎక్కువ ఆల్కైల్ సమూహాలను కలిగి ఉంటుంది, ఇవి కార్బన్ పరమాణువుకు ఎలక్ట్రాన్లను దానం చేస్తాయి మరియు దానిని మరింత స్థిరంగా చేస్తాయి.

ఉదాహరణకు, ప్రొపీన్కు హైడ్రోజన్ బ్రోమైడ్ (HBr) యొక్క సంకలనంలో, హైడ్రోజన్ పరమాణువు రెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువులతో బంధితమై ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు జోడించబడుతుంది, అయితే బ్రోమిన్ పరమాణువు ఒక హైడ్రోజన్ పరమాణువుతో బంధితమై ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు జోడించబడుతుంది.

యాంటీ-మార్కోవ్నికోవ్ నియమం

యాంటీ-మార్కోవ్నికోవ్ నియమం మార్కోవ్నికోవ్ నియమానికి వ్యతిరేకం. ఇది ఒక అసౌష్ఠవ ఆల్కీన్కు హైడ్రోజన్ హాలైడ్ (HX) యొక్క సంకలనంలో, హైడ్రోజన్ పరమాణువు తక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులతో బంధితమై ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు జోడించబడుతుందని, అయితే హాలైడ్ పరమాణువు ఎక్కువ హైడ్రోజన్ పరమాణువులతో బంధితమై ఉన్న కార్బన్ పరమాణువుకు జోడించబడుతుందని పేర్కొంటుంది.

ఇది తక్కువ ప్రతిక్షేపించబడిన కార్బన్ పరమాణువు ఎక్కువ ప్రతిక్షేపించబడిన కార్బన్ పరమాణువు కంటే మరింత చర్యాశీలంగా ఉంటుందనే వాస్తవం ద్వారా వివరించబడుతుంది. తక్కువ ప్రతిక్షేపించబడిన కార్బన్ పరమాణువు దానికి అనుబంధించబడిన తక్కువ