Carbocația
În chimia organică , carbocația (uneori denumită în mod necorespunzător „ion carbon” [1] ) este definită ca un cation derivat dintr-o moleculă organică a cărei sarcină se află pe un atom de carbon . Sarcina pozitivă face particula extrem de reactivă, capabilă să se lege de anioni sau să fure electroni din alte molecule din apropiere (cu alte cuvinte, se comportă ca electrofili [2] ).
Carbocationilor alchilici derivă din alcani prin scindare heterolitice [3] și au o geometrie similară cu cea a radicali alchil : atomul de carbon care poartă sarcina pozitivă are sp 2 hibridizare , și , prin urmare , are o structură plană; orbita p perpendiculară pe planul carbocației, neimplicată în hibridizare, este goală.
Deși carbocațiile alchilice sunt destul de instabile, în 1962 George A. Olah și-a dezvoltat prepararea în pentafluorură de antimoniu (SbF 5 ), unde sunt suficient de stabile pentru a fi detectate prin spectroscopie . [4]
Stabilitate
Similar cu radicali, alchil carbocationilor având un R-CH2 + structura se spune că sunt primar, cei care au un R2 CH + structura terțiară și cei având un R3 C + structură se spune că sunt secundare.
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 + carbocazie primară
+ CH 3 -CH 2 -CH-CH 3 carbocație secundară
+
CH3 - C-CH3
| carbocație terțiară
CH 3
Caracterul primar, secundar sau terțiar afectează stabilitatea și reactivitatea carbocațiilor într-o măsură chiar mai mare decât ceea ce se întâmplă pentru radicalii corespunzători.
Datorită efectului inductiv stabilizator exercitat de grupările R învecinate, ordinea de stabilitate a carbocațiilor alchil este terțiar> secundar> primar. [5]
Carbocatiile pot fi stabilizate și prin rezonanță , atunci când sunt conjugate cu sisteme π precum legături duble sau inele aromatice .
CH 2 = CH-CH 2 + ↔ + CH 2 -CH = CH 2 carbocil alilic
Ph-CH2 + benzil carbocationului
Deosebit de stabil este cationul trifenilmetilic (sau cationul tritil), adică un carbon care poartă trei fenili ca substituenți; aceasta deoarece sarcina pozitivă este delocalizată prin rezonanță pe toate inelele. Cationul fenil, pe de altă parte, este foarte instabil deoarece orbitalul p este gol perpendicular pe sistemul benzen π, sarcina nu poate fi delocalizată.
Rearanjare
Carbocazii suferă transpunere (sau rearanjare ), adică migrarea unui atom de hidrogen sau a unei grupări alchil dintr-un atom adiacent atomului de carbon încărcat pozitiv (migrația 1-2). Transpunerea are loc întotdeauna într-o astfel de direcție încât să stabilizeze carbocația, prin urmare carbocațiile primare sunt transformate în secundar și terțiar și secundar în terțiar.
+ +
CH 3 -CH 2 -CH-CH 2 CH 3 -CH 2 -C-CH 3
| → | de la primar la secundar
H H
CH 3 CH 3
| |
CH 3 -C-CH-CH 3 → CH 3 -C-CH-CH 3 de la secundar la terțiar
| + + |
CH 3 CH 3
Transpunerea explică, de exemplu, de ce deshidratarea unui alcool liniar duce la un amestec de produse, unele chiar lanț ramificat , mai degrabă decât doar alchena liniară corespunzătoare. Etapa intermediară a reacției este o carbocație care, înainte de a pierde un ion H + și de a forma alchena, suferă transpuneri.
Notă
Bibliografie
- TW Graham Solomons, Organic Chemistry , editat de G. Ortaggi, D. Misti, ediția a II-a, Bologna, Zanichelli, 1988, ISBN 88-08-09414-6 .
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre carbocație
linkuri externe
- ( RO ) IUPAC Gold Book, „carbocation” , pe goldbook.iupac.org .
- Stabilitatea carbocațiilor ( PDF ), pe Chimica.unipd.it . Adus la 16 iulie 2009 (arhivat din original la 7 martie 2010) .
| Controlul autorității | NDL ( EN , JA ) 00565062 |
|---|
