碳正离子

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平面碳正离子相对要稳定一些。 平面碳正离子相对要稳定一些。特别是共轭 越多，正电荷越分散，碳正离子越稳定。 越多，正电荷越分散，碳正离子越稳定。
+≈(CH ) C+>C=CArCH2 3 3 CH2+≈(CH3)2CH+> +>CH + CH3CH2 3
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2 碳正离子的形成
2.1反应物直接解离
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共轭效应可以明显稳定碳正离子
缺电子的p-Π共轭 共轭 缺电子的
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3.2 空间效应 中心碳原子连接的基团越大，则张力越大， 中心碳原子连接的基团越大，则张力越大，有利于碳正 离子的形成。 离子的形成。
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3.3 溶剂效应 溶剂化在形成碳正离子的过程中起着重要作用。 溶剂化在形成碳正离子的过程中起着重要作用。 3.4 芳构化效应 根据休克尔规则，共面、 根据休克尔规则，共面、 共轭， 电子数等于4n+2 共轭，π电子数等于 的环状体系具有芳香性， 的环状体系具有芳香性， 因此也比较稳定。 因此也比较稳定。
R3C:X →R3C++XLOGO
所形成的碳正离子R 一个正电荷，配位数为3， 所形成的碳正离子 3C+，一个正电荷，配位数为 ，中 心原子以三个sp 杂化轨道和三个原子成键， 心原子以三个 2杂化轨道和三个原子成键，三个键轴构 成平面，空着的p轨道垂直于平面 正电荷集中在p轨道上 轨道垂直于平面， 轨道上。 成平面，空着的 轨道垂直于平面，正电荷集中在 轨道上。 取代基R的共轭效应 诱导效应和立体效应， 的共轭效应， 取代基 的共轭效应，诱导效应和立体效应，以及烷基的 超共轭效应都能对碳正离子其稳定作用。 超共轭效应都能对碳正离子其稳定作用。
大家好！
1 碳正离子
碳正离子化学是有机化学非常重要的组成 部分， 部分，Olah由于发现在超强酸中稳定存在的 由于发现在超强酸中稳定存在的 碳正离子，获得了1994年的诺贝尔化学奖。 年的诺贝尔化学奖。 碳正离子，获得了 年的诺贝尔化学奖 碳正离子是带有正电荷的含碳离子， 碳正离子是带有正电荷的含碳离子，是一 类重要的活性中间体，可用R 表示（ 为烷 类重要的活性中间体，可用 3C+表示（R为烷 ）。碳正离子及其反应于 世纪20年代由 碳正离子及其反应于20世纪 基）。碳正离子及其反应于20世纪20年代由 C.K.英戈尔德等提出的。碳正离子可以认为 英戈尔德等提出的。 英戈尔德等提出的 是通过共价C-C单键中一对电子的异裂反应而 是通过共价 单键中一对电子的异裂反应而 产生，式中X为卤素 为卤素。 产生，式中 为卤素。
卤化烃在 Ag+或Lewis 酸中离解，卤原子带着一对 电子离去，产生碳正离子；醇，醚，酰卤在酸或 Lewis 酸作用下也可生成碳正离子；用超酸甚至可以 从非极性化合物如烷烃中夺取H而生成碳正离子。 R+ + XR—X X可以是：H, F, Cl, Br, I, OTs, OCOZ(Z为卤素）, 可以是： 为卤素） 可以是 为卤素 H2O, ROH, N2+, CO, CO2 如：
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4.与烯烃加成生成更大的碳正离子 卤素,氢卤酸， 卤素 氢卤酸，水、硫酸、有机酸、 氢卤酸 硫酸、有机酸、 醇、酚，次卤酸与烯烃加成
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5. 重排反应，如Wagner-Meerwein重排，Demyanov 重 排，频哪醇重排生成更稳定的碳离子
(1）瓦格涅尔-米尔外因重排反应（Wagner-Meerwein重排） 是醇失水反应中，中间体碳正离子发生1,2-重排反应，并伴随有 氢、烷基或芳基迁移的一类反应 当醇羟基的b-碳原子是个仲碳原子(二级碳原子)或叔碳原子(三级碳原 子)时，在酸催化脱水反应中，常常会发生重排反应，得到重排产物：
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2.2 质子或其他阳离子与不饱和体系的加成
对于不饱和体系，可通过质子或其它带正电荷 的原子团或Lewis 酸的加成来产生碳正离子。
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2.3 由其他正离子生成
如偶氮正离子脱去 N2 生成碳正离子
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3 碳正离子稳定性影响因素
3.1电子效应 给电子基团使碳正离子稳定性增加，吸电子集团使碳 正离子稳定性降低。
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（2）Demyanov 重排反应捷姆扬诺夫重排。脂肪族或脂环族伯胺与 亚硝酸作用而导致的重排，也可视为一种瓦格涅尔-米尔外因重排。
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（3）频哪醇重排
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5 碳正离子的应用 利用取代反应可以制备很多物质，而消去脱氢也是制 备某些烯烃等的一种重要方法。阳离子聚合可以制备很多 有用的高分子材料，但起反应机理有待进一步研究。
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4 碳正离子的反应
碳正离子的反应很多，大致可以分为以下几类： 1.单分子亲核取代反应(SN1)
2.芳烃的亲电取代反应；
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在路易斯酸FeX3作用下，Br-Br键发生极化， 一个卤原子带部分正电荷，另一个卤原子带部 分负电荷。卤正离子向苯环进攻生成σ络合物， 同时生成[FeX4-]与解离出来的质子结合生成HX， 使FeX3催化剂再生。
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3.单分子消去反应E1 和SN1反应历程相似，单分子消除反应历程也是分两步进行， 第一步是卤烷分子在溶剂中先离解碳正离子，第二步是在β-碳上 脱去一个质子，同时在α与β-碳原子之间形成一个双键，其过程 是
在起E1反应的同时，生成的碳正离子可以发生重排，形成更稳定的碳正 离子再消去β-氢（E1）或与亲核试剂作用（SN1）