Ion oxonio

El hidronio es uno de una serie de iones de oxonio con la fórmula R_{3− n}H_nO⁺. El oxígeno suele ser piramidal con una hibridación sp³. Aquellos con n = 2 se denominan iones de oxonio primarios, un ejemplo es el metanol protonado. Otros iones de hidrocarburo oxonio se forman por protonación o alquilación de alcoholes o éteres (R−C−O−R₁R₂). En medios ácidos, el grupo funcional oxonio producido al protonar un alcohol puede ser un grupo saliente en la reacción de eliminación de E2. El producto es un alqueno. Generalmente se requieren condiciones extremas de acidez, calor y deshidratación.

Los iones de oxonio secundarios tienen la fórmula R₂OH⁺, siendo un ejemplo los éteres protonados.

Los iones terciarios de oxonio tienen la fórmula R₃O⁺, siendo un ejemplo el trimetiloxonio.^[3] Las sales de alquiloxonio terciario son agentes alquilantes útiles. Por ejemplo, tetrafluoroborato de trietiloxonio (Et
3O+
)(BF−
4), un sólido cristalino blanco, se puede utilizar, por ejemplo, para producir ésteres etílicos cuando las condiciones de esterificación tradicional de Fischer no son adecuadas.^[4] También se utiliza para la preparación de éteres enólicos y grupos funcionales relacionados.^[5][6]

representación piramidal del ion oxonio	fórmula esqueletal del catión trimetiloxonio	modelo de barras y esferas de trimetiloxonio	modelo de espacio lleno de trimetiloxonio

El oxatriquinano y el oxatriquinaceno son iones de oxonio inusualmente estables, descritos por primera vez en 2008. El oxatriquinano no reacciona con agua hirviendo o con alcoholes, tioles, iones haluro o aminas, aunque sí reacciona con nucleófilos más fuertes como hidróxido, cianuro y azida.

Otra clase de iones de oxonio que se encuentran en la química orgánica son los iones de oxocarbenio, obtenidos por protonación o alquilación de un grupo carbonilo, por ejemplo, R−C=O−R′ que forma una estructura de resonancia con el carbocatión completo R−C−O−R′ y, por lo tanto, es especialmente estable:

Una especie de oxonio inusualmente estable es el complejo de oro tris [trifenilfosfina de oro (I)] tetrafluoroborato de oxonio, [(Ph₃PAu)₃O] [BF₄], donde se cree que las interacciones aurofílicas intramoleculares entre los átomos de oro son responsables de la estabilización de los cationes.^[7][8] Este complejo se prepara mediante el tratamiento de Ph₃PAuCl con Ag₂O en presencia de NaBF₄:^[9]

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

Se ha utilizado como catalizador para la transposición de Claisen.^[10]