反應機理與中間體
碳負離子
/ car-BAN-eye-on /
如果說碳正離子是失去了電子的碳,那麼碳負離子就是它的鏡像:一個電子太多的碳原子。它帶負電,因為它有一對沒有共用出去的孤對電子,使碳周圍有八個電子。這讓它富電子、急於把電子送出去,所以它表現為強鹼和強親核試劑。
這個帶負電的碳與三個基團成鍵並持有一對孤對電子,因此呈現出和氨很像的錐形,孤對電子佔據第四個角。它的穩定性次序與碳正離子相反:任何把電子雲密度拉走的因素都有幫助。所以甲基碳負離子比一級碳的穩定,一級碳勝過二級碳,二級碳勝過三級碳,正好和正離子相反。當負電荷能被相鄰的吸電子基團(尤其是羰基)分散時,碳負離子要穩定得多,此時共振把電荷離域到氧上(這正是烯醇負離子如此重要的原因)。
自由的碳負離子很少見且非常活潑,但帶碳負離子性質的物種推動了大量合成。有機金屬試劑,如格氏試劑和有機鋰,充當碳負離子的等價體,讓化學家能夠構建新的碳-碳鍵,這是製造有機分子的核心動作。烯醇負離子,即羰基旁那種被穩定的碳負離子,是羥醛縮合和克萊森反應的主力。
從丙酮上拔去一個酸性質子會得到烯醇負離子,這是一種碳負離子,它的負電荷與羰基氧共享;正是這種離域,質子才會一開始就脫去。
相鄰的羰基把負電荷分散到氧上,馴服了一個本來很不穩定的碳負離子。
格氏試劑並不是真正自由的碳負離子;碳依然與鎂成鍵,只是這根鍵極性極大,使碳表現得彷彿帶著負電荷。
又稱
另見