碳鎓离子：羰基的鎓离子

已经研究了阳离子R 1 C（= O + R 3）R 2（R 1，R 2，R 3 = H或有机基）的命名并且显示出处于无法估量的混淆状态：提出了一个实用的建议：这些中间体应采用通用术语“ 碳氮离子” ，其中包括术语“醛”（R 1 = H，R 2，R 3 = H或有机基）和“酮离子”（R 1，R 2 =有机基）对于相应的基于醛和酮的中间体，分别为R 3 = H或有机基。

关键词： 碳鎓离子; 糖苷离子; oxacarbenium离子; oxocarbenium离子; 氧碳载体离子

关于中间体R 1 C（= O + R 3）R 2（R 1，R 2，R 3 = H或有机基[1]，1 ; 图1）的名称，文献中存在许多混淆。

原则上，这些中间体可以用具有碳 - 氧双键的规范形式表示，即质子化（或有机化）羰基（1）或羟基（或有机氧基）碳鎓离子（2 ;术语碳鎓离子）用于R 3 C +：结构，实数或假设，代表碳阳离子，其含有至少一个仅具有六个价电子的碳原子[2] ; 图1）。根据文献表示这些中间体的最佳方式是质子化（或有机化）羰基（1）[3,4]，因此文献中给出的名称大多试图表示这种共振结构。

这些常见的中间体主要存在于醛，酮，水合物，半缩醛和缩醛的酸催化反应中[5]，即通过羰基（醛或酮）的质子化或通过从α位置分离核离子。酒精或醚（方案1）。

有机化学的一个领域更关注于给这些中间体命名，这是碳水化合物化学。它的研究人员在历史上创造了不同的术语，寻找在发生糖苷化反应时发现的这些中间体的独特，简洁和通用名称[6]。“Oxacarbenium ions” [7-11]，“oxocarbenium ions” [12-16]，“oxycarbenium ions” [17-21]和“carboxonium ions” [22,23]是发现的不同名称中扩展最多的术语在这个和其他有机化学领域的这些中间体的文献中[24]。所有这些术语都含糊不清，没有描述这些中间体的实际结构。这些术语中的一些很久以前就产生了，当时命名法没有像今天那样发展，或者是在没有任何组合前缀和后缀的词源意义的情况下创建的。不用说，所有使用后缀“carbenium”的名称都不代表实际中间体，所有原子都符合八位组规则。独立于用于该特定后缀的前缀，这些名称将指具有带六个价电子的三价碳原子或其修饰的规范形式。

Oxacarbenium离子

首先，“骨骼替代”命名法（以及Hantzsch-Widman命名法，但这种命名法不适用于有关的中间体）使用“a”前缀“oxa”，“aza”，“thia”... [25]用于分别用杂原子氧，氮和硫取代碳原子。因此，“oxacarbenium ion”表示碳原子被氧原子取代的碳鎓离子，即氧鎓离子（3 ; 图2）。虽然如果通过从母体结构中正式扣除氢化物来表示连续结构（注意使用碳鎓而不是碳鎓离子），那么将产生氧化鎓离子（4）（图2））。无论哪种方式，这个术语都不适合描述中间体1。

Oxocarbenium离子

其次，术语“氧代羰基离子”存在额外的混淆，因为该术语也用于描述其他中间体。例如，前缀“oxo”表示特征组“= O” [26,27]，因此，“oxocarbenium ion”是具有“= O”基团的碳鎓离子（即，酰基阳离子的同义词，5 ; 图2），这是该术语文献中的另一种用途[23,28]。术语“氧代羰基离子”不仅不适合描述中间体1，而且还用于更准确地命名另一种中间体。

氧羰基离子

第三，由于用于不同的中间体而产生混淆的另一个术语是“氧碳载体离子”。该术语是正确描述中间体1的最接近的术语，尽管它没有描述带正电的氧与碳双键结合的规范形式，而是另一种共振结构（2 ; 图1）。前缀“oxy”在命名法中用于称为“连接”的加法操作，其中“氧”代表“-O-”组[29]例如，酰氧基（RCO-O-），烷氧基（R-O-）和羟基（H-O-）。有时前缀“氧”用于表示所有“氧基” - 基团，如“羟基连接”，用于加入酰氧基，烷氧基或羟基以及具有汞的基团与双键。“氧化碳鎓离子”也可以在文献中找到，其含义是它正确描述了相同的中间体，尽管不是更真实的中间体[30]。

碳鎓离子

其他研究小组，例如Olah's和Prakash's，使用术语“羰基离子”来描述中间体1。该术语的问题在于它用于许多不同的氧鎓离子，与其结构无关，主要是具有与中心碳原子结合的可变数量的氧原子的中间体。该名称用于描述质子化羧酸（羧酸离子），质子化酯和质子化醛和酮等[31]。该名称被认为源于术语“碳鎓”和“氧鎓”的组合，但未正确应用于如此广泛的中间体范围。显然，由羧酸和酯的质子化形成的中间体与醛和酮的质子化不同，因此不应具有相同的名称。我们建议仅将“碳酸根离子”应用于碳原子与羧酸具有相同氧化态的中间体，即质子化羧酸和酯（6 ; 图2），与“羧基”，“羧基”等其他术语一致，“羧酸盐”和“甲酰胺”。为了增加混淆，其他研究人员用这个术语来描述“氧碳载体离子” 2 [32,33]。

碳鎓离子：醛和酮离子

然后我们继续提出一个精确且可用的术语来描述中间体1，因为它证明了文献中使用的名称是不准确的。现代命名法能够命名和描述任何化合物的每一种规范形式，而与中间体的复杂性无关。将系统命名法应用于中间体1会产生繁琐的名称“organylidene oxonium ions”或“organylidene oxidanium ions” [34]。显然，这些名称的长度和复杂性将阻止研究人员使用它们。另一种替代方案是将术语“卡宾”（与母体氢化物结合的二价碳原子）和“氧鎓离子”（或“氧化物离子”）组合形成“碳氧鎓离子”（或“碳氧化物离子”）。这些其他术语与文献中目前使用的名称一样长，但它们缺乏它们来自的功能组的词干，从我们的观点来看，研究人员不会一眼就掌握1的结构。因此，迫切需要创造一个新的，简单而准确的术语。

基于官能团名称的词干的质子化官能团（或相应的有机基衍生物）的简单名称后跟表示带正电基团的后缀使命名法更丰富和更流畅。IUPAC已将几个官能团命名为质子化物种及其有机基衍生物：亚胺 - 亚胺，酰胺 - 酰胺，腈 - 腈，胺 - 铵[34]。从这个意义上讲，我们建议分别使用“aldehydium”和“ketonium ions”（IUPAC的名称，可能是因为它们不能用于系统命名法），用于质子化的醛和酮，这些术语在文献中被羞辱地使用[35-37] ]。最后，唯一剩下的事情就是给中间体1命名作为一个整体：质子化（或有机化）羰基的通称。直接的名称将来自“羰基”加上用于命名带正电的分子实体的两个后缀之一：“ium”或“onium”。因为“羰基离子”已被用于命名一些中间体5 [38]，因此我们提出新术语“碳鎓离子”。我们认为这个术语明确地描述了中间体1的结构，研究人员会立即想象它的结构，并且不会有任何混淆，因为它的新颖性并没有用于任何其他中间体。该术语也与诸如“重氮”和“脲离子”之类的名称一致。