Wenn ein Alken an seinen sp 2 -Kohlenstoffen nicht die gleichen Substituenten aufweist, kann es bei elektrophilen Substitutionsreaktionen zwei Arten von Produkten bilden. Das Hauptprodukt ist dasjenige, das durch Hinzufügen des Protons zu dem sp 2 -Kohlenstoff erhalten wird, das das stabilste Carbokation erzeugt.
Wenn beispielsweise Propen mit HBr reagiert, kann das Proton an Kohlenstoff 1 gebunden werden, wodurch das Carbokation an Kohlenstoff 2 gebildet wird. Diese Carbokation ist sekundär und Hyperkonjugation verleiht ihr eine signifikante Stabilität.
Wenn das Proton an Kohlenstoff 2 gebunden ist, wird ein primäres Carbokation an Kohlenstoff 1 erhalten. Die Stabilität des primären Carbokations ist viel geringer als die des sekundären und es bildet sich langsamer, was zu einem geringen Prozentsatz an 1-Brompropan führt.
[1] Hauptprodukt, seine Bildung erfolgt durch das stabilste Carbokation.
[2 ] Minderheitsprodukt
1-Brompropan und 2-Brompropan sind Strukturisomere, auch Regioisomere genannt. Wenn eine Reaktion ein Strukturisomer in größerem Anteil als das andere erzeugt, spricht man von regioselektiver Reaktion.
Je nach Anteil, in dem die Endprodukte anfallen, gibt es unterschiedliche Grade der Regioselektivität. Eine Reaktion, die ähnliche Anteile beider Produkte ergibt, ist wenig regioselektiv. Eine Reaktion, die fast 100 % eines Regioisomers erzeugt, weist eine hohe Regioselektivität auf.
Die von 1-Brompropan erhaltenen minimalen Prozentsätze machen die vorhergehende Reaktion hochregioselektiv.
Die Addition von HI an 2-Penten hat eine sehr geringe Regioselektivität, da beide Produkte in ähnlichem Verhältnis erhalten werden.
[3] 2-Penten
[4] 3-Iodpentan
[5] 2-Iodpentan
Sowohl die Bildung von 3-Iodpentan als auch von 2-Iodpentan erfolgt durch sekundäre Carbokationen mit einer sehr engen Stabilität, was eine ähnliche Leistung in beiden Produkten erklärt.
1865 veröffentlichte der russische Chemiker Vladimir Markovnikov eine Arbeit, in der er die Position vorhersagte, die das Proton einnimmt, wenn es an asymmetrische Alkene addiert wird. Das Verdienst von Markovnikov liegt in der Vorhersage der Regioselektivität elektrophiler Additionen durch eine einfache Regel zu einer Zeit, als die Existenz von Carbokationen noch nicht bekannt war.
Markovnikovs Regel: "Wasserstoff fügt dem sp 2 -Kohlenstoff hinzu, der die größte Anzahl an Wasserstoffatomen hat."
Reaktionen, die Wasserstoff zu Kohlenstoff mit weniger Wasserstoff hinzufügen, werden als Anti-Markovnikov bezeichnet.
