カルバニオンのソースを表示

{{単一の出典|date=2023-4}}
'''カルバニオン''' ({{lang-en-short|carbanion}}) とは、[[有機化学]]であらわれる、[[炭素]]上に負電荷を有する有機化合物や化学種の総称である。[[有機合成]]において、炭素-炭素結合を作るための合成中間体として用いられる。

== 構造 ==
アルキル炭素のカルバニオンは、孤立電子対を頂点の一つとした、sp<sup>3</sup> 混成型四面体構造をとる。<!--訳注：原文には、trigonal planar（平面三角形）とあった。間違いと判断-->[[孤立電子対]]とほかに3個の共有結合を持つことで[[オクテット則]]を満たす。<!--訳注：ここまでかなり意訳です-->

アルケニル炭素のカルバニオンは平面三角形型（sp<sup>2</sup> 混成型）、アルキニル炭素のカルバニオンは直線型（sp 混成型）をとる。<!--訳者作文-->

アリルアニオン、ベンジルアニオン、シクロペンタジエニルアニオンなどは、[[共鳴理論|共鳴]]により安定化するため、[[共役系]]を含んだ平面構造をとる。

== 発生法 ==
* 酸塩基反応による発生法
*: [[炭化水素]]に、充分に強い[[塩基]]を作用させればカルバニオンを発生させられる。比較的安定なアリールアニオン、アルキニルアニオンを得る際に有効である。B:塩基のとき、<!--訳者作文-->
: <chem>R3C-H\ + B^- -> R3C^-\ + H-B</chem>

* 金属あるいは有機金属による発生法
*: 有機[[ハロゲン化物]]に、金属単体や低電子価の金属錯体、あるいは他の有機金属を作用させて、カルバニオン性を有する有機金属を発生させることができる。[[グリニャール試薬]]、[[有機リチウム]]などはこの方法で得られる。<!--訳者作文-->

== 物性、反応性 ==
カルバニオンは[[求核剤]]である。カルバニオンの安定性や反応性はいくつかの要因により決まる。例えば、

* [[誘起効果]]
*: 中心炭素の近傍に[[電気陰性度]]の高い原子や[[電子求引性基]]が存在すると、カルバニオンは安定化される。トリフルオロメチル基によるカルバニオンの安定化は、この効果による。
* [[混成軌道|混成]]
*: 中心炭素の s 性が高い場合、カルバニオンは安定となる。
*: （安定 ← sp &gt; sp<sup>2</sup> &gt; sp<sup>3</sup> → 不安定)<!--訳者補足--> すなわち、アセチリドアニオンは比較的安定である。
* 共役・共鳴
*: 共役・共鳴の効果により、カルバニオンは非局在化・安定化される。ベンジルアニオン、シクロペンタジエニルアニオンなどで、その効果は著しい。β位に[[ケイ素]]などの[[ヘテロ原子]]が存在する場合、α位の炭素との結合にともない生じている σ<sup>*</sup> 軌道が、カルバニオンの孤立電子対を安定化させる効果がある。
*: カルバニオンの安定性は、共役酸の pK<sub>a</sub> 値（[[酸解離定数]] K<sub>a</sub> を対数化した値。-log<sub>10</sub>K<sub>a</sub>）で評価される。
*: カルバニオンは E1cB 脱離反応などの一時的な反応中間体として、有機反応にあらわれる。また、[[グリニャール試薬]]、[[有機リチウム]]などの形で、有機金属化学にあらわれる。しかし、安定な「真の」カルバニオンが単離・結晶化された例がある。1984年に Olmstead <!--発音は不明-->らは、[[ジフェニルメタン]]と n-ブチルリチウム、 [[クラウンエーテル|12-クラウン-4]] から、ジフェニルメチルアニオンのリチウム-クラウンエーテル塩（[Li(12-crown-4)<sub>2</sub>][CHPh<sub>2</sub>]）を得た。その結晶構造では、通常の有機リチウムとは異なり、リチウムイオンはクラウンエーテルに取り込まれてしまっているため、カルバニオンはほぼ裸の状態で存在している。また、2個のベンゼン環と共鳴・非局在化するために、そのカルバニオンは sp<sup>2</sup> 混成の平面型をとっている。同著者らは、トリフェニルメタンからも同様の結晶（[Li(12-crown-4)<sub>2</sub>][CPh<sub>3</sub>]）を得た。<ref>''The isolation and x-ray structures of lithium crown ether salts of the free phenyl carbanions [CHPh2]- and [CPh3]-'' Olmstead, M. M.; Power, P. P. ''J. Am. Chem. Soc.'' '''1985''', 107(7), 2174-2175. DOI: [https://doi.org/10.1021/ja00293a059 10.1021/ja00293a059]</ref><!--訳者、当該論文を入手の上、かなり加筆-->

== 関連項目 ==
* [[炭素酸]]
* [[求核剤]]
* [[カルボカチオン]]

== 参考文献 ==
{{Reflist}}

{{Normdaten}}
{{DEFAULTSORT:かるはにおん}}
[[Category:アニオン]]
[[Category:有機化学]]
[[Category:反応中間体]]