Ión oxonio

En química, un ión oxonio é calquera catión que contén un átomo de oxíxeno que ten tres enlaces e unha carga formal 1+. O ión oxonio máis simple é o ión hidronio  (), o cal a IUPAC chama hidroxonio ou, simplemente, oxonio.

 Alquiloxonio 

O hidronio é un dunha serie de ións oxonio coa fórmula xeral RnH3−nO+.
O oxíxeno é xeralmente piramidal cunha hibridación sp3. Cando n = 1 chámanse ións oxonio primarios, un exemplo dos cales é un alcohol protonado (por exemplo, metanol protonado). Nos medios ácidos, o grupo funcional oxonio producido protonando un alcohol pode ser un grupo saínte na reacción de eliminación E2. O produto é un alqueno. Normalmente cómpren condicións de extrema acidez e calor e deshidratantes. Outros ións oxonio hidrocarburos fórmanse por protonación ou alqulación de alcohois ou éteres (R−C−−R1R2).

Os ións oxonio secundarios teñen a fórmula R2OH+, e un exemplo son os éteres protonados.

Os ións oxonio terciarios teñen a fórmula R3O+, e un exemplo é o trimetiloxonio. Os sales alquiloxonio terciarios son útiles axentes alquilantes. Por exemplo, o trietiloxonio tetrafluoroborato ()(), un sólido cristalino branco, pode utilizarse, por exemplo, para producir etil ésteres cando as condicións da esterificación de Fischer tradicional non son apropiadas. Tamén se usa para a preparación de enol éteres e grupos funcionais relacionados.
100px100px100px100pxión oxoniopiramidal xeralfórmula esqueléticado catióntrimetiloxoniomodelo de bólas e barrasdo trimetiloxoniomodelo de recheo de espazosdo trimetiloxonio

O oxatriquinano e o oxatriquinaceno son ións oxonio que, en contra do habitual, son bastante estables, descritos por primeira vez en 2008. O oxatriquinano non reacciona coa auga fervente nin con alcohois, tiois, ións haluros ou aminas, aínda que reacciona con nucleófilos máis fortes como o hidróxido, cianuro e azida.

 Ións oxocarbenio 
Outra clase de ións oxonio que se encontran na química orgánica é a dos ións oxocarbenio, obtidos por protonación ou alqulación dun grupo carbonilo, por exemplo o R−C=−R′, que forma unha estrutura resonante co composto plenamente carbocatión R−−O−R′ e é, por tanto, especialmente estable:

 Especies estabilizadas polo ouro 
dereita|frameless
Unha especie de oxonio que, en contra do habitual, é bastante estable é o complexo de ouro tris[trifenilfosfinaouro(I)]oxonio tetrafluoroborato, [(Ph3PAu)3O][BF4], no cal as interacción aurofílicas intramoleculares entre os átomos de ouro crese que son responsables da estabilización do catión. Este complexo prepárase polo tratamento de Ph3PAuCl con Ag2O en presenza de NaBF4:

3 Ph3PAuCl + Ag2O + NaBF4 → [(Ph3PAu)3O]+[BF4]− + 2 AgCl + NaCl

Foi utilizado como catalizador para o rearranxo de Claisen do propargyl.

 Relevancia para a química de produtos naturais 
Propúxose que os ións oxonio tricíclicos e biciclicos complexos son intermediarios clave na biosíntese dunha serie de produtos naturais das algas vermellas do xénero Laurencia.

Preparáronse explicitamente varios membros destas elusivas especies químicas por síntese total, o que demostra a posibilidade da súa existencia. A clave do éxito na súa xeración foi o uso dun anión debilmente coordinado (anión de Krossing, [Al(pftb)4]−, pftb = perfluoro-tert-butoxi) como contraanión. Como se mostra no exemplo de máis abaixo, isto foi realizado aplicando unha estratexia de abstracción de haluro transanular por medio da reacción do ión oxonio precursor (un haluro orgánico) co sal de prata do anión de Krossing Ag[Al(pftb)4]•CH2Cl2, xerando o desexado ión oxonio coa precipitación simultánea de haluros de prata inorgánicos. Os ións oxonio resultantes foron caracterizados completamente por espectroscopia de resonancia magnética nuclear a baixa temperatura (−78 °C) co apoio de computación da teoría do funcional da densidade.

Despois, demostrouse que estes ións oxonio  dan lugar directamente a moitos produtos naturais relacionados ao reaccionaren con varios nucleófilos, como a auga, bromuro, cloruro e acetato.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Outros artigos 
 Ión acilio, un tipo de ión oxonio coa estrutura R–C≡O+
Ión onio, un catión 1+ derivado da protonación dun hidruro (incluído ións oxonio)
Pirilio, un subtipo de ión oxonio
Sulfonio, un análogo de xofre que pode ser quiral

Categoría:Compostos oxonio
Categoría:Oxicatións