De regel van Markovnikov stelt dat bij de toevoeging van een asymmetrisch reagens aan een asymmetrisch alkeen het belangrijkste product het product is waarin het sterker gesubstitueerde koolstofatoom van de dubbele binding gebonden raakt aan het negatieve deel van het toevoegende reagens, terwijl het positieve deel van een polair reagens draagt ​​bij aan het minder gesubstitueerde koolstofatoom.

*Bij de toevoeging van HBr aan propeen is bijvoorbeeld* het belangrijkste product 2-broompropaan, waarbij het broomatoom gebonden is aan het sterker gesubstitueerde koolstofatoom.

Deze regel kan worden verklaard door rekening te houden met de stabiliteit van de tussenliggende carbokationen die tijdens de additiereactie worden gevormd. De sterker gesubstitueerde carbocatie is stabieler omdat er meer alkylgroepen aan het positieve koolstofatoom zijn gebonden, wat helpt de positieve lading te verspreiden. De minder gesubstitueerde carbocatie is minder stabiel omdat er minder alkylgroepen aan het positieve koolstofatoom zijn gebonden, waardoor de positieve lading geconcentreerder wordt.

De volgende tabel vat de voorspellingen samen van Markovnikovs regel voor de toevoeging van verschillende reagentia aan alkenen:

Reagens | Belangrijkste product

--- | ---

HX | Alkylhalogenide

H2O | Alcohol

ROH | Ether

NH3 | Amine

RMgX | Grignard-reagens

LiAlH4 | Aluminiumhydride

Uitzonderingen op de regel van Markovnikov

Er zijn enkele uitzonderingen op de regel van Markovnikov. Eén uitzondering is de toevoeging van HBr aan alkenen in aanwezigheid van peroxiden. In dit geval is het belangrijkste product het anti-Markovnikov-product, waarin het broomatoom gebonden is aan het minder gesubstitueerde koolstofatoom.

Het peroxyradicaal kan een waterstofatoom onttrekken aan het minder gesubstitueerde koolstofatoom van het alkeen, waardoor een stabieler allylisch radicaal ontstaat. Het allylische radicaal reageert vervolgens met HBr om het anti-Markovnikov-product te vormen.

Een andere uitzondering op de regel van Markovnikov is de toevoeging van water aan alkenen in aanwezigheid van een zure katalysator. In dit geval is het belangrijkste product het Markovnikov-product, maar de reactie verloopt via een ander mechanisme.

De zure katalysator protoneert het alkeen en vormt een carbokation. De carbokation reageert vervolgens met water om het Markovnikov-product te vormen.

De volgende tabel vat de uitzonderingen op de regel van Markovnikov samen:

Reagens | Belangrijkste product

--- | ---

HBr (peroxiden) | Anti-Markovnikov-product

H2O (zure katalysator) | Markovnikov-product

Regioselectiviteit versus stereoselectiviteit

Regioselectiviteit verwijst naar de voorkeur voor het ene product boven het andere, gebaseerd op de positie van de atomen die aan elkaar gebonden zijn. Stereoselectiviteit verwijst naar de voorkeur voor het ene product boven het andere, gebaseerd op de ruimtelijke rangschikking van de atomen in het product.

Bij de toevoeging van een asymmetrisch reagens aan een asymmetrisch alkeen kan zowel regioselectiviteit als stereoselectiviteit worden waargenomen. De regioselectiviteit van de reactie wordt bepaald door de regel van Markovnikov, terwijl de stereoselectiviteit van de reactie wordt bepaald door de geometrie van het alkeen.

De volgende tabel vat de regio- en stereoselectiviteit samen van de toevoeging van verschillende reagentia aan alkenen:

Reagens | Regioselectiviteit | Stereoselectiviteit

--- | --- | ---

HX | Markovnikov | Anti toevoeging

H2O | Markovnikov | Syn-toevoeging

ROH | Markovnikov | Syn-toevoeging

NH3 | Markovnikov | Syn-toevoeging

RMgX | Markovnikov | Syn-toevoeging

LiAlH4 | Markovnikov | Syn-toevoeging