兩種情況
反馬氏規則的情況大致有兩種:
(1)在光及過氧化物作用下,發生了游離基加成反應。造成這種現象的原因是:在上述自由基加成反應中,首先進攻雙鍵的試劑是Br·。由於生成自由基的穩定性不同,二級碳自由基因受兩個甲基的超共軛穩定作用,要比一級碳自由基的穩定性大,故前者成為加成反應的主要方向。
(2)當親電試劑中氫原子的電負性大於所連的原子或原子團時,從形式上看加成的取向是違反馬氏定則的。
例子三氟丙烯和氯化氫加成違反馬氏定則。
原理分析
反馬氏規則的一個例子是吸電子基團取代的烯烴與親電試劑的反應。受誘導效應影響,當烯烴雙鍵碳上連有 等吸電子基時,由於強吸電子基的存在,其吸電子效應通過δ鍵傳到雙鍵使雙鍵發生極化,中間雙鍵碳較負一些,也就是含氫較少的雙鍵碳電子云密度高一些於是氫加到中間碳上,即反馬氏規則的產物。
硼氫化-氧化反應也是常見的反馬氏規則反應之一。這個反應中硼原子是親電性的(δ+),傾向於取代較少的雙鍵碳結合,使該碳原子帶有部分負電荷,將正電荷留給另外一個雙鍵碳,(部分)形成較穩定的碳正離子。
反馬氏規則的反應也包括不以碳正離子作為中間體的反應,比如烯烴和鹵化氫的自由基加成反應。以HBr為例, 是鏈增長中與烯烴發生加成的試劑,而只有溴加到取代少的碳上時,才能形成較為穩定的自由基。自由基的穩定性與碳正離子類似,取代越多的自由基越穩定。形成的自由基從另一分子HBr奪取氫,反應的總體結果是氫加到了取代較多的碳原子上。
反馬氏規則的性質也可以發生在炔烴的親電加成反應上。比如苯乙炔和水的反應,在金的催化下,會得到苯乙酮,而在釕配合物的催化下,則會得到異構體苯乙醛。
由於碳正離子會發生重排,故重排後生成的產物也往往不符合馬氏規則。單一構型的在四氯化鈦催化下重排,會生成外消旋體2a和2b。這些產物可以被解釋為:1中羥基離去生成了一個三級碳正離子A,而這個三級碳正離子會重排成二級碳正離子B。氯可以從兩邊進攻這個碳正離子,從而得到兩種差向異構體。
相關信息
馬爾科夫尼科夫規則 markovnikov rule ,簡稱馬氏規則,是有機反應中的一條基本規律。1870年由 b.b.馬爾科夫尼科夫發現。
馬氏規則
馬氏規則規定:在烯烴的親電加成反應中,加成試劑的帶正電性基團將加到烯烴雙鍵 ( 或叄鍵 )帶取代基較少 (或含氫較多 )的碳原子上。
它闡明了在加成試劑與烯烴發生反應中,如果可能產生兩種異構體時,為何往往只產生其中的一種的情況。例如,在鹵化氫(HX)對異丁烯(2-甲基丙烯)的加成反應中,HX 的正離子H連線到雙鍵末端的碳原子上,也即含氫較多的雙鍵C上,形成叔鹵代物。馬氏規則的這種具有選擇性的加成稱為區位選擇。
比較
馬氏規則可以用來預示親電加成反應的方向。在自由基加成反應中,加成試劑對烯烴的加成位置往往與馬氏規則不一致。例如,在溴化氫對異丁烯的加成反應中,若在過氧化物的作用下,則溴原子連線到末端碳原子上(即含氫較多的雙鍵C上),而不是按馬氏規則所預示那樣,連在含氫較少的雙鍵碳原子上,結果得到2-甲基溴丙烷, 這一現象稱為過氧化物效應或者反馬氏規則。造成這種現象的原因是在上述自由基加成反應中,首先進攻雙鍵的試劑是溴離子。