不对称
烯烃与
卤化氢等
亲电试剂发生
加成反应的取向与按
马氏规则预测的取向不一致时,称为反马尔可夫尼可夫规则。反马氏规则的情况大致有两种:1、在光及
过氧化物作用下,发生了游离基(
自由基)加成反应(参见
过氧化物效应);2、当亲电试剂中
氢原子的
电负性大于所连的原子或
原子团时,从形式上看加成的取向是违反马氏定则的。
反马氏规则的一个例子是
吸电子基团取代的
烯烃与亲电试剂的反应。受
诱导效应影响,当烯烃双键碳上连有-CF3等吸电子基时,由于强吸电子基的存在,其吸
电子效应通过
δ键传到双键使双键发生极化,中间双键碳较负一些,也就是含氢较少的双键碳
电子云密度高一些于是氢加到中间碳上,即反马氏规则的产物。
反马氏规则的反应也包括不以碳正离子作为中间体的反应,比如烯烃和
卤化氢的
自由基加成反应。以
HBr为例, 是链增长中与烯烃发生加成的试剂,而只有溴加到取代少的碳上时,才能形成较为稳定的
自由基。自由基的稳定性与碳正离子类似,取代越多的自由基越稳定。形成的自由基从另一分子HBr夺取氢,反应的总体结果是氢加到了取代较多的碳原子上。
反
马氏规则的性质也可以发生在
炔烃的
亲电加成反应上。比如
苯乙炔和水的反应,在金的催化下,会得到
苯乙酮,而在
钌配合物的催化下,则会得到异构体
苯乙醛由于
碳正离子会发生重排,故重排后生成的产物也往往不符合马氏规则。单一构型的在四
氯化钛催化下重排,会生成
外消旋体2a和2b。
这些产物可以被解释为:1中羟基离去生成了一个三级碳正离子A,而这个三级碳正离子会重排成二级碳正离子B。氯可以从两边进攻这个碳正离子,从而得到两种
差向异构体。
马尔科夫尼科夫规则(Markovnikov rule)简称马氏规则,是
有机反应中的一条基本规律。1870年由b.b.
马尔科夫尼科夫发现。
它阐明了在加成试剂与烯烃发生反应中,如果可能产生两种异构体时,为何往往只产生其中的一种的情况。例如,在
卤化氢(HX)对异丁烯(
2-甲基丙烯)的
加成反应中,HX的
正离子H连接到双键末端的碳原子上,也即含氢较多的双键C上,形成叔
卤代物。马氏规则的这种具有选择性的加成称为
区位选择。
马氏规则可以用来预示
亲电加成反应的方向。在
自由基加成反应中,加成试剂对
烯烃的加成位置往往与马氏规则不一致。例如,在
溴化氢对异丁烯的加成反应中,若在
过氧化物的作用下,则溴原子连接到末端碳原子上(即含氢较多的双键C上),而不是按马氏规则所预示那样,连在含氢较少的双键碳原子上,结果得到2-
甲基溴丙烷, 这一现象称为
过氧化物效应或者反马氏规则。造成这种现象的原因是在上述自由基加成反应中,首先进攻双键的试剂是Br·。