カルボケーションの安定性に寄与する要因:
* 過結合: これは、この場合の最も重要な要素です。過結合には、正に帯電した炭素に隣接するSigma結合(C-H結合)からの電子密度の非局在化が含まれます。 高C-H結合が多いほど、結合性位置が多いほど、安定化が大きくなります。
* 誘導効果: 帰納的効果には、シグマ結合を介した電子密度の撤退が含まれます。アルキル基は電子誘発性であり、炭化を安定させることができます。
2つのカチオンの分析:
* シクロプロピルメチルカチオン: この陽イオンには、積極的に帯電した炭素の空のp軌道との過結合のために完全に整列された3つのC-H結合があります。このオーバーラップは、結合が曲がっており、正に帯電した炭素に近い、シクロプロパンリングのユニークなジオメトリのために重要です。
* tert-butyl cation: この陽イオンには9つのC-H結合がありますが、効果的な過結合のために直接整列しているのはそのうち3つだけです。他の6つのC-H結合は、空のp-軌道があまり効果的ではなく、角度が角度に向けられています。
全体として、シクロプロピルメチルカチオンのより強力な過結合効果は、Tert-Butyl陽イオンのわずかに大きな誘導効果を上回り、より安定させます。
要約:
*シクロプロピルメチルカチオンは、シクロプロパンリングのユニークなジオメトリにより、非常に強力な過結合の利点があります。
* tert-butyl陽イオンはより多くのC-H結合を持っていますが、効果的ではありません。
したがって、シクロプロピルメチルカチオンは、Tert-Butyl陽イオンよりも安定しています。