8.1
Während Bromwasserstoff typischerweise zu einem unsymmetrischen Alken wie 2-Methylpropen hinzufügt, um das Markovnikov-Produkt zu bilden, erhält man in Gegenwart von Peroxid das alternative Regioisomer – das weniger substituierte Alkylhalogenid.
Die Anti-Markovnikov-Regioselektivität, die als Peroxideffekt bezeichnet wird, wird auf einen Reaktionsmechanismus freier Radikale in Gegenwart von Peroxid zurückgeführt.
Im ersten Initiationsschritt bricht die schwache Sauerstoff-Sauerstoff-Bindung im Peroxid homolytisch, wie durch einen Angelhakenpfeil angezeigt, in Gegenwart von Hitze oder Licht und bildet Alkoxyradikale. Der zweite Initiationsschritt ist die Abstraktion von Wasserstoff aus Bromidwasserstoff durch ein Alkoxyradikal, wobei das Bromradikal freigesetzt wird.
Die selektive Abstraktion von Wasserstoff über Brom durch das Alkoxyradikal wird durch die relativen Enthalpien der Sauerstoff-Wasserstoff- und Sauerstoff-Brom-Bindungsbildungsreaktionen erklärt.
Die Forttriebssequenz ist gekennzeichnet durch die Addition eines Bromradikals an den weniger verzweigten Kohlenstoff des Alkens, wodurch ein stärker substituierter Alkylrest entsteht. Die Kettenreaktion wird in Gang gesetzt, indem der Alkylrest Wasserstoff abstrahiert und wiederum einen Bromrest bildet. Für jedes Radikal, das im Vermehrungsschritt verbraucht wird, wird ein weiteres hergestellt.
Wenn die Reaktanten erschöpft sind, verbinden sich die Radikale miteinander und beenden die Kettenreaktion.
Die Bildung des Anti-Markovnikov-Produkts in Gegenwart von Peroxid ist teilweise darauf zurückzuführen, dass das einfallende Bromradikal durch das weniger verzweigte Ende des Alkens weniger sterisch behindert wird, wodurch ein Übergangszustand mit niedrigerer Energie erzeugt wird.
Ein weiterer Grund ist die Bildung eines stabileren Alkylradikals, wenn Brom an dem weniger substituierten Kohlenstoff reagiert, da tertiäre freie Radikale stabiler sind als primäre.
Interessanterweise wird die Peroxidwirkung bei Iodid und Chlorwasserstoff nicht beobachtet, da die Fortpflanzungsschritte der Zugabe des Jodradikals an das Alken und die Reaktion des Alkylradikals mit Chlorwasserstoff thermodynamisch ungünstig sind.
Während der Zugabe von Bromwasserstoff zu einem Alkene kann sich der Bromrest von beiden Seiten des Alkens nähern. Wenn also ein neues chirales Zentrum erzeugt wird, erhält man eine racemische Mischung des Produkts.
In Gegenwart von organischen Peroxiden führt die Addition von Bromwasserstoff an ein Alken zur Bildung des Isomers, das nicht durch die Markovnikov-Re…
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