碳正离子的形成—有机反应机理系列37

碳正离子是强酸，碱性条件下不可能生成碳正离子。形成碳正离子的主要途径包括：(1) 在质子酸或Lewis酸的作用下使σ键发生异裂；（2）酸对不饱和键的加成；（3）其他正离子转化生成。碳正离子的形成条件是我们判断反应机理的重要依据之一。

1 酸作用下σ键的异裂

所有质子酸作用下σ键异裂的机理基本相同，即：H⁺与O（或者其他带有孤对电子的原子）结合形成氧正离子，氧正离子极不稳定，很快会以醇（或水）的形式离去形成碳正离子。

Lewis酸作用下s键异裂的机理为：Lewis酸与卤原子结合活化σ键，进而促进碳卤键的断裂形成碳正离子。

2 酸对不饱和键的加成

如上图中质子酸对于酰胺的加成反应，就可以得到碳正离子中间体。质子与酰胺，酯等羧酸衍生物加成时，为什么质子加成到羰基氧上而不是加成到氮或烷氧基氧上？这可以用共振理论（参见：共振论与共振结构—有机反应机理系列3）来解释：酰胺一般具有以下三种共振结构。基于2和3，我们可以知道O相比于C和N带有更多的负电荷，因此质子只可能加成到O上。

酸也可以与烯烃加成形成碳正离子。

3 其他正离子转化生成

其他正离子如烷基正离子、酰基正离子和溴正离子，可以通过加成的方式形成碳正离子。

芳基重氮盐可以通过脱一分子氮气生成苯基正离子。