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| 正碳离子 | |
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正碳离子，是带有正电荷的含碳离子。一类重要的活性中间体。[1]
正碳离子
Carboniumion 带有正电荷的含碳离子。一类重要的活性中间体。可用
R3C+表示(R为烷基)。正碳离子可以认为是通过共价C-C单键(见共价键)中一对电子的异裂反应而产生:
R3C:X→R3C++X-式中X为卤素。所形成的正碳离子R3C+，带有一个正电荷，配位数为3，一般是平面结构(sp2杂化)，另一空的p轨道垂直于该平面。取代基R的电子效应和立体效应，以及烷基的超共轭效应都能对正碳离子起稳定作用。正碳离子通常表现十分活泼，可发生以下多种反应。[2]
①单分子亲核取代反应(SN1)。叔溴化物在极性溶剂(醇-水)中容易与水发生取代反应而生成叔醇。这类反应分两步进行，第一步是叔溴化物的C-Br键在极性溶剂中发生异裂，生成正碳离子中间体(CH3)3C+:第二步是正碳离子与H2O结合，然后失去H+而生成叔丁醇，总的取代反应速率只与溴代叔丁烷浓度的一次方成正比，故称为单分子取代反应。
②单分子消除反应(E1)。正碳离子在一定条件下，例如在碱的存在下可经历β位上氢的消除(见消除反应)而生成烯烃。例如，氯代叔丁烷在碱(NaOH)的醇溶液中经单分子消除反应生成异丁烯。第一步是C-Cl键断裂，形成(CH3)3C+，第二步是由于碱的存在，正碳离子的β位质子与碱反应而被脱掉。消除反应也是单分子反应。正碳离子可与OH结合导致取代反应;或者β-H与OH结合而导致消除反应。取代和消除产物的比例主要取决于亲核试剂(如碱)的强度和正碳离子的立体效应。
③烯烃的亲电加成。卤化氢或卤素等与烯烃发生加成反应时，中间经过正碳离子阶段。例如，溴化氢与异丁烯在极性溶剂中反应时，溴化氢中亲电的H+先进攻双键中电子密度较高的一端(1位)，然后其Br-再与正碳离子结合:
有些正碳离子可发生分子内重排反应。