負碳離子

負碳離子是指帶有負電荷的含碳離子。一類重要的活性中間體。

基本介紹

• 中文名：負碳離子
• 外文名：carbanion
• 主要反應：正性分子或基團的結合
• 實質：廣義的路易斯酸-鹼反應
• 舉例：親核加成反應

定義

負碳離子具有一對孤對電子 ，占有sp3雜化軌道。在許多有機反應中，C－H鍵在鹼的作用下發生異裂，質子轉移到鹼上，形成負碳離子如圖1所示：

圖1

圖1

性質

負碳離子極其活潑，除很少數情況外，至今尚未分離成功。然而大量實驗事實已證明了它的存在。

負碳離子的主要反應是與正性分子或基團的結合，也就是廣義的路易斯酸-鹼反應,或者與具有空軌道的基團結合。有時負碳離子參與加成反應、重排反應，或者本身被氧化成自由基。

舉例

典型的反應有：親核加成反應、親電取代反應、芳香族親核取代反應、重排反應和消除反應等。其中麥可加成反應套用範圍最廣泛，它一般是通過負碳離子中間體歷程來進行的。典型的麥可加成反應就是α,β-不飽和羰基化合物與HY在強鹼作用下發生的1，4或1，2加成反應。HY是指相鄰具有羰基、硝基、氰基等負性基團的負碳離子的共軛酸，如丙二酸二乙酯HCH(COOC2H5)2型化合物。反應一般分二步進行（圖2）：

圖2

第一步是在強鹼作用下親核試劑 Y-加成在碳-碳雙鍵上，形成A結構。同時，A結構中的負電荷進一步移到羰基的氧原子上，形成B結構。第二步是A或B與HY反應，由A得到1，2加成物，由B得到1，4加成物。一般來說,A、B結構可以互相轉移，但由於B比A結構穩定，所以主要得到1，4加成物。

負碳離子一般通過烴類(RH)與強鹼(BM)的反應，或鹵代烴(R—X)與活潑金屬（MⅠ或MⅡ）的反應來製備，如下列反應（圖3）所示： 式中MⅠ為鋰、鈉等鹼金屬；MⅡ為鎂等鹼土金屬。

圖3