碳正離子(Carbenium ion)是一種帶正電的不穩(wěn)定的有機(jī)物。與自由基一樣，是一個活潑的中間體，有一個正電荷，最外層有6個電子。 經(jīng)典的碳正離子是平面結(jié)構(gòu)。帶正電荷的碳原子是sp2雜化狀態(tài)，三個sp2雜化軌道與其他三個原子的軌道形成σ鍵，構(gòu)成一個平面，鍵角接近120°，碳原子剩下的p軌道與這個平面垂直，p軌道中無電子。分析這種物質(zhì)對發(fā)現(xiàn)能廉價制造幾十種當(dāng)代必需的化工產(chǎn)品是至關(guān)重要的。碳正離子(Carbenium ion)的歷史可追溯到1891年，G. Merling說他將溴加到環(huán)庚三烯(cycloheptatriene)上，然后加熱結(jié)晶化產(chǎn)物取得水溶性物質(zhì)C7H7Br，產(chǎn)生一個他無法解釋的結(jié)構(gòu)．然而， Doering 跟Knox預(yù)測是符合Hückel's 規(guī)則的溴化環(huán)庚三烯的芳香族來解釋這個現(xiàn)象． 1902年，Norris 跟Kehrman分別發(fā)現(xiàn)無色的三苯基甲醇在濃硫酸中會變成深黃色．相似地，三苯基氯甲烷會跟鋁、錫氯化物形成有機(jī)復(fù)合物．同年，Adolf von Baeyer認(rèn)為其化合物形成一個類似鹽類的構(gòu)造．Adolf猜測顏色跟鹽類結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系就好比孔雀石綠(malachite green)． 碳陽離子在許多有機(jī)反應(yīng)中扮演中間物的角色．其概念最早由Julius Stieglitz于1899年發(fā)表，Hans Meerwein在他于1922做的研究Wagner-Meerwein rearrangement(重排)（瓦格奈爾-麥爾外因重排）對其概念有更深的發(fā)展．且碳正離子在SN1，E1及重組反應(yīng)(如Whitmore 1,2 轉(zhuǎn)移)中被發(fā)現(xiàn)有參與反應(yīng)進(jìn)行．很長的一段時間，美國的化學(xué)家不愿意去接受一個新的化學(xué)概念，在文章中也不去提到碳正離子此概念．第一個溶液中穩(wěn)定的碳正離子的NMR圖譜在1958年時由Doering等人所發(fā)表．其為七甲基苯離子（heptamethylbenzenium ion），由六甲基苯加上氯化鋁、氯甲烷所制成．Story等人于1960制備出穩(wěn)定的7-norbornadienyl 陽離子，借由norbornadienyl chloride與-80℃下溶于液態(tài)二氧化硫的四氟硼酸銀反應(yīng)產(chǎn)生．此NMR圖譜顯示出一個非傳統(tǒng)的中間物(第一個發(fā)現(xiàn)的非傳統(tǒng)穩(wěn)定離子) 1962年，Olah借由核磁共振直接發(fā)現(xiàn)三級丁基碳陽離子跟溶于魔酸(magic acid)里的三級丁基氟一樣穩(wěn)定．Norbornyl陽離子的NMR圖譜最先由 Schleyer等人發(fā)表，而Saunders等人則顯示出屏障間質(zhì)子搶奪的過程。1963年有報道，直接觀察到簡單的碳正離子，證明了它的平面結(jié)構(gòu)，為它的存在及其結(jié)構(gòu)提供了實驗依據(jù)。根據(jù)帶正電荷的碳原子的位置，可分為一級碳正離子，二級碳正離子和三級碳正離子。碳正離子的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性直接受到與之相連接的基團(tuán)的影響。它們穩(wěn)定性的一般規(guī)律如下：而烯丙型，芐基型的碳正離子與二級碳正離子的穩(wěn)定性比較，尚有爭論。（可以用超共軛解釋不同碳正離子的穩(wěn)定性）。另外環(huán)丙甲基碳正離子和芐基碳正離子穩(wěn)定性也存在爭議。碳正離子根據(jù)結(jié)構(gòu)特點不同可分為：經(jīng)典碳正離子和非經(jīng)典碳正離子。
眾所周知，環(huán)丁甲基碳正離子很不穩(wěn)定，易重排為環(huán)戊基正離子，但是環(huán)丙甲基碳正離子卻很穩(wěn)定。原因很多，且目前仍存在較大爭論，但環(huán)丙基上2個彎曲σ鍵與中心碳p軌道間存在σ, p-超共軛效應(yīng)，此種對稱的穩(wěn)定化作用是其主要影響因素，這是人們的共識。數(shù)據(jù)表明三環(huán)丙甲基碳正離子比三苯甲基碳正離子還要穩(wěn)定，正是這種穩(wěn)定性，使三環(huán)丙基甲基碳正離子在96%的H2SO4中通過相應(yīng)的醇溶液即可方便制備
【http://www.dxhx.pku.edu.cn/article/2017/1000-8438/dxhx-201702017.shtml】
當(dāng)雜原子以雙鍵與碳正離子相連時，雜原子上孤對電子與碳正離子間的共振作用同樣顯著提高其穩(wěn)定性，的數(shù)據(jù)顯示乙?；颊x子比叔丁基碳正離子還要穩(wěn)定。當(dāng)雜原子與α-碳相連時，需要具體分析它對中心碳原子的電子效應(yīng)，如三氟甲基和羰基都會降低碳正離子的穩(wěn)定性，前者受吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)的影響，后者則是吸電子共軛效應(yīng)作用的結(jié)果。【http://www.dxhx.pku.edu.cn/article/2017/1000-8438/dxhx-201702017.shtml】
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一、https://wenku.baidu.com/view/6309ff1a4431b90d6c85c71a.html?sxts=1595679717523&word=undefined#二、https://www.baidu.com/s?ie=utf-8&tn=02003390_28_hao_pg&wd=%E7%A2%B3%E6%AD%A3%E7%A6%BB%E5%AD%90三、http://www.dxhx.pku.edu.cn/article/2017/1000-8438/dxhx-201702017.shtml
