反应机理与中间体

碳负离子

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如果说碳正离子是失去了电子的碳,那么碳负离子就是它的镜像:一个电子太多的碳原子。它带负电,因为它有一对没有共用出去的孤对电子,使碳周围有八个电子。这让它富电子、急于把电子送出去,所以它表现为强碱和强亲核试剂。

这个带负电的碳与三个基团成键并持有一对孤对电子,因此呈现出和氨很像的锥形,孤对电子占据第四个角。它的稳定性次序与碳正离子相反:任何把电子云密度拉走的因素都有帮助。所以甲基碳负离子比伯碳的稳定,伯碳胜过仲碳,仲碳胜过叔碳,正好和正离子相反。当负电荷能被相邻的吸电子基团(尤其是羰基)分散时,碳负离子要稳定得多,此时共振把电荷离域到氧上(这正是烯醇负离子如此重要的原因)。

自由的碳负离子很少见且非常活泼,但带碳负离子性质的物种推动了大量合成。有机金属试剂,如格氏试剂和有机锂,充当碳负离子的等价体,让化学家能够构建新的碳-碳键,这是制造有机分子的核心动作。烯醇负离子,即羰基旁那种被稳定的碳负离子,是羟醛缩合和克莱森反应的主力。

从丙酮上拔去一个酸性质子会得到烯醇负离子,这是一种碳负离子,它的负电荷与羰基氧共享;正是这种离域,质子才会一开始就脱去。

相邻的羰基把负电荷分散到氧上,驯服了一个本来很不稳定的碳负离子。

格氏试剂并不是真正自由的碳负离子;碳依然与镁成键,只是这根键极性极大,使碳表现得仿佛带着负电荷。

又称
carbanion ion负碳离子碳陰離子