Regel van Markovnikov

In de organische chemie is de regel van Markovnikov (of regel van Markownikoff) de verwoording van een aantal waarnemingen bij reacties van alkenen met polaire reagentia zoals waterstofchloride en waterstofbromide. De regel werd rond 1870 geformuleerd door de Russische scheikundige Vladimir Markovnikov.^[1][2] Samen met de regel van Markovnikov vormt de regel van Zajtsev een fenomenologische beschrijving van de reactie van alkenen met waterstofhalogeniden of de vorming van alkenen onder afstaan van een waterstofhalogenide.

De regel van Markovnikov luidt:

Bij de additie van een verbinding H-X aan een alkeen zal het waterstofatoom gebonden worden aan het koolstofatoom dat al de meeste waterstofatomen heeft, de groep X zal gebonden worden aan het koolstofatoom met de minste waterstofatomen.^[3]

De regel van Markovnikov wordt geïllustreerd door de reactie van propeen met waterstofbromide:

2-broompropaan is hier het voornaamste reactieproduct, in overeenstemming met de regel van Markovnikov.

Markovnikov formuleerde zijn regel op basis van de reactie van waterstofhalogeniden met alkenen (de hydrohalogenering). De regel bleek ook op te gaan voor de grote groep verbindingen met (gedeeltelijk) positief geladen waterstofatomen zoals water en alcoholen, waarbij dan alcoholen (met de OH-groep aan het koolstofatoom met de minste waterstofatomen) respectievelijk ethers gevormd werden.

De verklaring voor de regel kon Markovnikov nog niet geven omdat de ideeën rond de structuur van moleculen en reacties in 1870 nog niet ver genoeg ontwikkeld waren. Tegenwoordig kunnen we de waarneming verklaren via de vorming van het meest stabiele carbokation als overgangstoestand in de additie. Tijdens de additie wordt waterstof als positief ion aan een van de atomen van een dubbele binding overgedragen. De elektronen van de dubbele binding verzorgen de binding zodat een positieve lading op het andere koolstofatoom van de dubbele binding ontstaat. Hierdoor ontstaat een carbokation. Hoe meer koolstofatomen, of elektrondonerende groepen, aan het positieve koolstofatoom gebonden zijn, hoe stabieler het carbokation is. Het hoofdproduct van de reactie zal gevormd worden via het meest stabiele carbokation. Hierdoor zal het hoofdproduct van de additie van HX (waarbij X een willekeurig atoom / atoomgroep is die elektronegatiever is dan waterstof) aan een alkeen waterstof aan het minder gesubstitueerde en X aan de meer gesubstitueerde koolstofatoom hebben. Bewust is sprake van hoofdproduct: het minder stabiele carbokation wordt ook gevormd, en het reactieproduct ervan, H en X precies andersom aan het alkeen gebonden dus ook.

1. ↑ W. Markownikoff (1870). Ueber die Abhängigkeit der verschiedenen Vertretbarkeit des Radicalwasserstoffs in den isomeren Buttersäuren. Annalen der Pharmacie 153 (1): 228–259. DOI: 10.1002/jlac.18701530204.
2. ↑ Was Markovnikov’s Rule an Inspired Guess? Peter Hughes 1152 Journal of Chemical Education • Vol. 83 No. 8 August 2006
3. ↑ Additions to Alkenes: Regiochemistry