反应机理与中间体
碳正离子重排
碳正离子如此渴望变得更稳定,以至于有时会重建自己的骨架以达成目的。碳正离子重排,是指落在较不稳定碳上的正电荷,通过让相邻的原子或基团滑过来,跳到一个更稳定的位置。就好比一个站在难受位置的人,让隔壁的人换过来,结果自己挪到了更舒服的地方。
常见的迁移有两种。在氢迁移(氢负离子迁移)中,相邻碳上的一个氢原子带着它的成键电子对迁移到正碳上;正电荷就留在了那个邻居身上。在甲基迁移或烷基迁移中,整个碳基团做同样的事。关键在于迁移的基团带着它的电子一起走,所以正离子从比如说一个仲碳挪到一个更稳定的叔碳。迁移只在能生成更稳定(或稳定性相当)的碳正离子时才发生;分子不会重排成更糟的东西。
重排既是著名的陷阱也是著名的线索。它解释了为什么一个反应能给出碳骨架相对起始物发生了重排的产物,这个结果会让忘记正离子会迁移的学生大惑不解。重排的出现是碳正离子中间体生成的有力证据(因此机理是 SN1 或 E1,而非不允许重排的 SN2 或 E2)。那些避开碳正离子、或采用硼氢化等替代路线的反应,部分正是为了绕开这种骨架的「打乱」。
当 3-甲基-2-丁醇脱水时,最初的仲碳正离子发生氢迁移,变成更稳定的叔碳正离子,于是最终烯烃的双键出现在一个意想不到的位置。
一个氢原子滑过去,电荷挪到更稳定的碳上,产物的骨架就变了。
只有电子和迁移的原子在动,而且只朝着更稳定的方向;碳正离子不会重排成更不稳定的正离子,而没有碳正离子中间体的反应(SN2、E2)从不发生重排。
又称
另见