КАРБКАТИО́НЫ

КАРБКАТИО́НЫ (кар­бо­ка­тио­ны), ор­га­нич. ка­тио­ны с чёт­ным чис­лом элек­тро­нов, по­ло­жи­тель­ный за­ряд в ко­то­рых со­сре­до­то­чен на од­ном или де­ло­ка­ли­зо­ван на не­сколь­ких ато­мах уг­ле­ро­да. К. под­раз­де­ля­ют на кар­бе­ние­вые ио­ны с трёх­коор­ди­ни­ро­ван­ным ато­мом уг­ле­ро­да об­щей фор­му­лы $\ce {R3C+}$ (R – H, ал­киль­ный или ариль­ный ра­ди­кал), напр. трет-бу­тиль­ный ка­ти­он $\ce {(CH3)3C+}$, и кар­бо­ние­вые ио­ны с пя­ти­ко­ор­ди­ни­ро­ван­ным ато­мом уг­ле­ро­да, об­ра­зую­щим три $\sigma$-свя­зи и трёх­цен­тро­вую двух­элек­трон­ную связь, $\ce {R5C+}$, напр. 2-нор­бор­ниль­ный ка­ти­он (фор­му­ла).

Кар­бе­ние­вые ио­ны об­ра­зу­ют­ся при ге­те­ро­ли­тич. раз­ры­ве свя­зи $\ce {C -X}$ ($\ce {X}$ – атом га­ло­ге­на, $\ce {H}$, $\ce {N#N+}$ и др. груп­пи­ров­ки, спо­соб­ные от­ще­п­лять­ся вме­сте с па­рой элек­тро­нов), а так­же в ре­зуль­та­те при­сое­ди­не­ния про­то­на по крат­ной свя­зи или уда­ле­ния элек­тро­на от сво­бод­но­го ра­ди­ка­ла. Один из спо­со­бов об­ра­зо­ва­ния кар­бо­ние­вых ио­нов – про­то­ни­ро­ва­ние цик­ло­ал­ка­нов или ал­ка­нов в сверх­кис­лых сре­дах (напр., сме­си $\ce {HOSO2F}$ и $\ce {SbF5}$) при низ­ких темп-рах. Ус­той­чи­вость К. рас­тёт в по­ляр­ных рас­тво­ри­те­лях (из-за соль­ва­та­ции), а так­же по ме­ре уве­ли­че­ния сте­пе­ни де­ло­ка­ли­за­ции за­ря­да. Эф­фек­тив­но де­ло­ка­ли­зу­ют за­ряд не­на­сы­щен­ные фраг­мен­ты (крат­ные свя­зи, фе­ниль­ные ра­ди­ка­лы) и элек­тро­но­до­нор­ные за­мес­ти­те­ли ($\ce {OR}$, $\ce {NR2}$ и др.).

К. чрез­вы­чай­но ре­ак­ци­он­но­спо­соб­ны (лег­ко изо­ме­ри­зу­ют­ся в бо­лее ус­той­чи­вые К., взаи­мо­дей­ст­ву­ют с нук­лео­фи­ла­ми, от­ще­п­ля­ют про­тон с об­ра­зо­ва­ни­ем ал­ке­нов). К. яв­ля­ют­ся ин­тер­ме­диа­та­ми мн. ге­те­ро­ли­тич. ре­ак­ций (элек­тро­филь­но­го за­ме­ще­ния в аро­ма­тич. ря­ду, элек­тро­филь­но­го при­сое­ди­не­ния, нук­лео­филь­но­го за­ме­ще­ния в али­фа­тич. ря­ду, мо­ле­ку­ляр­ных пе­ре­груп­пи­ро­вок, ка­ти­он­ной по­ли­ме­ри­за­ции, ка­та­ли­тич. кре­кин­га и др.).

За раз­ви­тие хи­мии карб­ка­тио­нов Дж. Ола был удо­сто­ен Но­бе­лев­ской пр. (1994).