Als Carbokation werden in der organischen Chemie Kohlenwasserstoff-Moleküle bezeichnet, die ein positiv geladenes Kohlenstoffatom besitzen.[1] Bei diesen Molekülen wird zwischen den klassischen Carbokationen, mit drei Substituenten und den nichtklassischen Carbokationen mit fünf Substituenten unterschieden. Carbokationen mit einem dreifach koordinierten Kohlenstoffatom werden als Carbeniumionen bezeichnet (+CR3; R steht für einen organischen Rest). Die anderen werden Carboniumionen genannt. Dies sind Kationen mit einem fünffach koordinierten Kohlenstoffatom (z. B. +CR5). Der Begriff Carbokation wurde von George A. Olah eingeführt.
Carbeniumionen kommen in der organischen Chemie als Zwischenprodukte bei sogenannten SN1-Reaktionen und bei E1-Reaktionen vor. Reaktionen mit SN1-Mechanismus gehören zu den nucleophilen Substitutionen, Reaktionen mit E1-Mechanismus gehören zur Klasse der Eliminierungsreaktionen. Carbeniumionen sind sp2-hybridisiert und somit trigonal-planar.
Der nukleophile Angriff erfolgt auf das leere pz-Orbital des Kohlenstoffes. Dieses steht senkrecht (im rechten Winkel) zu den 3 Hybrid-Orbitalen, wodurch ein weiterer Substituent von oben oder auch von unten angreifen kann. Im Allgemeinen laufen SN1-Reaktionen daher nicht stereoselektiv ab. Ein Carbeniumion ist ein dreibindiger Kohlenstoff, der ein Elektronensextett besitzt. Nach der Anzahl der organischen Reste wird zwischen primären (+CH2R), sekundären (+CHR2) und tertiären Carbeniumionen (+CR3) unterschieden. Die Stabilität der Carbokationen nimmt durch so genannte I-Effekte und Hyperkonjugation mit der Anzahl der Reste von primär nach tertiär zu.
Literatur
Armin de Meijere: Neues über Carbokationen, Chemie in unserer Zeit, 9. Jahrg. 1975, Nr. 2, S. 35-42, ISSN 0009-2851
Einzelnachweise
- ↑ Eintrag: carbocation. In: IUPAC Compendium of Chemical Terminology (the “Gold Book”). doi:10.1351/goldbook.C00817 (Version: 2.1.5).
