carbocationes

Carbocationes

Los carbocationes son intermediarios orgánicos en los que el carbono está cargado
positivamente.
Una gran cantidad de reacciones orgánicas proceden a través de la formación de carbocationes.
Muchas de las técnicas comunes para el estudio de los mecanismos de las reacciones orgánicas se
desarrollaron durante el estudio de las reacciones a través de carbocationes y losmecanismos de estas
reacciones fueron de los primeros que se estudiaron. Muchos de los principios fundamentales que
gobiernan las interacciones entre moléculas orgánicas surgieron de estos estudios.
Estructura de Carbocationes.
Son posibles dos estructuras para un carbocatión trivalente: la forma hibridizada sp3 piramidal y la
forma trigonal plana sp2 .
+
+

sp2
sp3
Se ha probado que la formaplana es la preferida, debido probablemente a que en esta forma los grupos
unidos al centro catiónico están más separados y los electrones ubicados en los orbitales sp2 presentan
mayor estabilidad que los electrones que pudieran estar en orbitales sp3 debido a que los orbitales sp2
tienen mayor carácter s y están mas próximos al núcleo.
Algunos cálculos teóricos indican que la forma plana es 30Kcal/mol más estable que la
piramidal.
Formación de Carbocationes
Estas especies pueden generarse de diferentes maneras entre las que se encuentran: la ionización de
halogenuros de alquilo y el tratamiento de alcoholes en medio ácido; estas reacciones conducen a la
sustitución nucleofílica alifática y la eliminación. En las reacciones de sustitución electrofílica
aromática y en la adiciónelectrofílica a alquenos también se generan carbocationes.
La manera más simple de formar un carbocatión es la ionización de un átomo o grupo de átomos unido
al carbono que se separa con sus electrones de enlace para formar un par iónico R + Y – , por ejemplo:
(CH3)3C-Br → (CH3)3C+Br(C6H5)2CH-Cl →

(C6H5)2CH+ Cl-

CH3OCH2-Cl

CH3OCH2+Cl-

→

En todos los casos, el empleo de undisolvente altamente polar es indispensable, ya que la solvatación
le confiere estabilidad al catión.
Tipos de carbocationes
Existen diferentes tipos de carbocationes: primarios, secundarios, terciarios, vinílicos, arílicos,
bencílicos, entre otros.

En un carbocatión primario (1o) el carbono que tiene la carga positiva sólo esta unido a un grupo
alquilo. Algunos ejemplos de estos cationes son lossiguientes:

+
CH3

+

CH2

H3C

CH2

H3C

CH2

CH

CH2

CH3

Es de notarse que no importa qué estructura tenga el grupo alquilo unido al carbono positivo; si sólo es
uno, el carbocatión es primario, si se usa el símbolo R para representar a un grupo alquilo, el
carbocatión primario se debe escribir como: R-CH2+.
En un carbocatión secundario (2o) el carbono con cargapositiva está unido a dos grupos alquilo
que pueden ser iguales o diferentes. Algunos ejemplos de carbocationes secundarios son los siguientes:

H3C

CH2

CH3 H3C

CH

CH3

CH

H3C

CH

CH

CH3

CH3

Un carbocatión secundario tiene la fórmula general

R

C

H

R´

En un carbocatión terciario el átomo de carbono positivo está unido a tres grupos alquilo que puedeser cualquier combinación de grupos alquilo o arilo iguales o diferentes..

H3C

C

CH3

H3C

CH2

CH3

C

CH3

H3C

CH3

CH2

C

CH3

CH2-CH2-CH2

Si el carbono que soporta la carga positiva está adyacente a un doble enlace carbono-carbono, el
carbocatión se denomina alílico.
R
R

R
H2C
R

CH2

R

carbocationes alílicos

En el caso de que el carbono quelleva la carga positiva esté adyacente a un anillo de benceno el
carbocatión se denomina bencílico.

C

carbocatión bencílico

Si el carbono que lleva la carga positiva es parte de un alqueno se denomina carbocatión vinílico.
En este caso la hibridación del carbono es sp porque solo tiene dos enlaces.
H
C

C

R

H

Si el carbono que lleva la carga positiva (+) es parte de un...