先前我們討論「異質原子的親核性試劑」與「碳的親電性試劑」反應形成「碳－異質原子」鍵。同樣地，「碳親核性試劑」與「鹵烷」、「磺酸酯sulfonate esters」和「環氧化物epoxides」反應，在恰當的方法下，能夠形成「碳－碳」鍵。

有機化學的基礎280

1.     先前我們討論「異質原子的親核性試劑」與「碳的親電性試劑」反應形成「碳－異質原子」鍵。同樣地，「碳親核性試劑」與「鹵烷」、「磺酸酯sulfonate esters」和「環氧化物epoxides」反應，在恰當的方法下，能夠形成「碳－碳」鍵。

2.     要透過SN2反應來形成一個新的「碳－碳」鍵，需要「碳親核劑反應物」－這是指有一對「未鍵結電子對」的「碳」。

3.     能夠進行SN2反應的「碳親核性試劑」十分少見，部分原因是它們本身是相當強的「鹼」，比較容易進行「脫去反應elimination reaction」這種競爭反應。

4.     「碳親核性試劑」的反應特性是對「sp²混成軌域」的「碳親電性試劑」進行「加成反應」和進行「酸鹼反應」。

5.     這裡討論的「碳負離子anionic carbons」，它們的鹼性不僅能夠吸引比較酸的質子（與異質原子連接的質子），也會吸引比較不酸的質子（與碳原子連接的質子）。

6.     事實上，「親核性碳」是很容易起反應的，必須隔離不接觸「空氣」與「水」才能保持穩定。所以「碳親核性試劑」需要的實驗技術，比「異質原子親核性試劑」更為複雜。

7.     我們將討論怎麼合成sp-、sp²-、sp³-混成軌域的「親核性試劑」。然後把這些有機金屬反應物（碳陰離子反應物）當成「親核性試劑」和「鹼」來運用。

n         碳親核性試劑 Carbon Nucleophiles

1.     一個碳原子要有「親核性」，它必須有「負電荷」。當「碳」與一個「負電性」低的原子（例如鹼金屬）鍵結的時候，就會使「碳」具有「親核性」。

2.     「碳」與「金屬原子」之間的化學鍵，因為「負電性」強弱不一的關係而「極化」，使得較大密度的電子集中在「碳」身上。

3.     「碳」與帶有最低負電性的「鹼金屬原子」結合的形成的是離子鍵，「碳原子」的外層電子軌域填滿，也就是「碳原子」多得一對「未鍵結電子」。

4.     「帶有負電荷的碳」能夠與「親電性試劑」形成化學鍵鍵結，因此這個碳是「親核性試劑」。

5.     「鹼金族」的元素，原子量大小不同，「體積」與「負電性」也會不同，這連帶影響它們與「碳」之間化學鍵的特性（鹼金屬M⁺＝Li⁺、Na⁺、K⁺、Ca⁺）。

6.     所以，與「鈉」（負電性0.9）或「鉀」（負電性0.8）鍵結的離子碎片（碳的負電荷）親核性比較強；與「鋰」（負電性1.0）鍵結的離子碎片（碳的負電荷）親核性比較弱。

n         製備「碳親核性試劑」的常用方法

1.     有兩種製造「碳離子親核性試劑」的方法。第一種方法是酸鹼反應，利用強鹼來移除碳原子身上的質子，例如利用「氨基鈉NaNH2」與炔alkyne反應，產生「炔離子acetylide ion」

2.     第二種方法是用「零價金屬zero-valent」與「碳－鹵」化學鍵反應形成「碳－金屬」鍵，例如「鋰金屬」與「正丁基氯 n-butyl chloride」反應形成「正丁基鋰n-butylithium」。這種化合物在金屬與碳原子之間的化學鍵非常緊密，所以稱為有機金屬錯合物organometallic compounds。

n         翻譯編寫 Marye Anne Fox, James K. Whitesell《Organic Chemistry》

研析心得：

1.     「同性相斥、異性相吸」是物質的基本特性。不同的分子常常依據「同性相斥、異性相吸」的原則起化學反應互相結合或分開。

2.     「雙分子親核性取代反應／SN2反應」就是一個「帶負電荷的分子」，去與一個「帶正電荷的分子」異性相吸結合的反應模式。

3.     某一端帶負電荷的分子，稱為「親核性試劑」，撞擊外表中性、內在帶正電荷的「載體」之後，二個分子「正負相吸」結合，受撞擊的載體會在過程中失去一部份的原子群（取代基），這就是「雙分子親核性取代反應／SN2反應」。

4.     帶有負電性的化合物有很多種，前面的章節介紹「異質原子」或「含異質原子」的負電性化合物，也可以說是「異質原子」的「親核性試劑」，它們是比較容易進行SN2反應的化合物。為什麼？

5.     因為「異質原子」的「負電性」比較強，這使得它們與「載體」正負相吸的力量更強，可以想見這將導致「異質原子」的「親核性試劑」衝撞載體的速度變得非常非常快，因此還來不及與「載體分子」周圍的原子群發生其他競爭反應就結合了，完成SN2反應路徑。

6.     這節介紹的介紹「碳親核性試劑」，雖然「碳」的外表也帶有多餘的負電荷，但是負電性比較弱。與「異質原子」的「親核性試劑」相比，「碳親核性試劑」與「載體」正負相吸的力量弱很多，因此二個分子撞擊結合的速度，相比之下非常慢。

7.     由於「碳親核性試劑」撞擊「載體」分子的速度比較慢，因此很容易在尚未抵達「載體」的中心碳原子之前，與「載體」周遭的原子互相碰撞、產生化學反應，演變成「脫去反應」等競爭反應。

8.     所以，「碳親核性試劑」進行「雙分子親核性取代反應／SN2反應」需要的實驗技術，比「異質原子親核性試劑」更為複雜，也就是更為困難，主因就是「碳親核性試劑」的「碳」，與「異質原子」相比，比較中性、負電性比較弱，導致與「載體」異性相吸的力量與速度都減弱很多。

9.     一個國家如果兩個政黨屬性完全不同、競爭激烈，那麼他對整個國家所創造的利益就會比較大，人民比較不會依賴政黨領袖，比較獨立自主，社會的創造力比較大，造成實際上國家比較具有國際競爭力。

10.  一個國家如果兩個政黨互相激烈鬥爭，表面上是紛亂，實際上整體國家的力量比較強；相反地如果兩個政黨的性質太接近、理念與作法也太接近、彼此不仔細監督對方，就像同性相斥一樣，國家反而比較脆弱。

11.  台灣為什麼學術發展不夠強？因為台灣沒有嚴厲監督批評學者的組織或機構，社會也不鼓勵人民批評學者；學者悶著頭在做實驗，沒有人給他嚴厲的批評和刺激，所以思想沒辦法有重大的突破，當然就不可能產生高明的見解。

12.  任何人都一樣，生活太安逸，沒有接受外來的刺激與挑戰，表面上生活舒服，實際上國際競爭力就在降低，如果遇到重大的災難，通常都承受不起打擊，而產生自暴自棄。

13.  台灣的中研院院士有誰是國際上一個學派的開創者？有誰寫的教科書被全世界各大學所採用？為什麼李遠哲經過了二十幾年以後，還得不到第二座諾貝爾獎？