马尔科夫尼科夫规则

在有机化学中，马尔科夫尼科夫规则或马可尼科夫规则描述了一些加成反应的结果。 该规则由俄罗斯化学家弗拉基米尔·马尔科夫尼科夫 (Vladimir Markovnikov) 于 1870 年制定。

该规则指出，通过向不对称烯烃中添加质子酸 HX 或其他极性试剂，酸性氢 (H) 或电正性部分连接到具有更多氢取代基的碳上，而卤化物 (X) 基团或电负性部分 与具有更多烷基取代基的碳相连。 这与 Markovnikov 的原始定义形成对比，其中规定 X 分量添加到氢原子最少的碳上，而氢原子添加到氢原子数最多的碳上。

当烯烃在加成反应中与水反应形成涉及碳阳离子形成的醇时，情况也是如此。 羟基 (OH) 与具有更多碳-碳键的碳键结合，而氢键与双键另一端的碳键结合，具有更多的碳-氢键。

Markovnikov 规则的化学基础是在加成过程中形成最稳定的碳阳离子。 将氢离子加到烯烃中的一个碳原子上会在另一个碳原子上产生正电荷，从而形成碳阳离子中间体。 由于感应和超共轭作用，碳阳离子被取代的越多，它就越稳定。 加成反应的主要产物是由更稳定的中间体形成的产物。 因此，将 HX（其中 X 是比 H 更具电负性的原子）加成到烯烃的主要产物在取代较少的位置具有氢原子，而 X 在取代较多的位置。 但另一个取代度较低、稳定性较差的碳阳离子仍会在一定浓度下形成，并继续成为与 X 的相反共轭连接的次要产物。

也称为 Kharasch 效应（以 Morris S. Kharasch 命名），这些不涉及碳正离子中间体的反应可能通过其他机制发生反应，这些机制具有不受马尔科夫尼科夫规则支配的区域选择性，例如自由基加成。 这种反应被称为反马尔可夫尼科夫反应，因为卤素加到取代较少的碳上，与马尔可夫尼科夫反应相反。

可以使用在过氧化苯甲酰或过氧化氢存在下向异丁烯中加入溴化氢来说明反马尔可夫尼科夫规则。 HBr 与取代烯烃的反应是自由基加成研究的原型。 早期的化学家发现，马尔可夫尼科夫反应产物与反马尔可夫尼科夫反应产物的比例变化的原因是由于过氧化物等自由基电离物质的意外存在。 解释是过氧化物中的O-O键相对较弱。 借助光、热，有时甚至仅靠自身作用，O-O 键可以分裂形成 2 个自由基。 然后自由基可以与 HBr 相互作用产生 Br 自由基，然后与双键反应。 由于溴原子相对较大，它更可能遇到最少取代的碳并与之反应，因为这种相互作用在碳和溴自由基之间产生较少的静态相互作用。 此外，与带正电的物质类似，当未成对电子处于更多取代位置时，自由基物质最稳定。 自由基中间体通过超共轭稳定。 在更多取代的位置，更多的碳氢键与自由基的缺电子分子轨道对齐。 这意味着存在更大的超共轭效应，因此该位置更有利。 在这种情况下，末端碳是产生初级加成产物而不是次级加成产物的反应物。

Hamilton 和 Nicewicz 描述了一种新的反马尔可夫尼科夫加成方法，他们利用芳香族分子和来自低能二极管的光能将烯烃转化为阳离子自由基。

反马尔可夫尼科夫行为扩展到比添加到烯烃更多的化学反应。

在苯乙炔通过金催化产生苯乙酮的水合作用中观察到反马尔可夫尼科夫行为； 尽管使用特殊的钌催化剂，它提供了另一种区域异构体 2-苯乙醛：

反马尔可夫尼科夫行为也可以在某些重排反应中表现出来。 在下图的对映体 1 处，氯化钛 (IV) 催化的正式亲核取代反应中，会形成两种产物 – 2a 和 2b 由于目标分子中的两个手性中心，携带氯的碳和携带甲基和 乙酰氧基乙基，将形成四种不同的化合物：1R,2R-（绘制为 2b） 1R,2S- 1S,2R-（绘制为 2a）和 1S,2S- 。