【参考答案】C

【解析】

根据栈 “先进后出” 的原则，逐一分析各个选项：

选项 A（543612）
进栈顺序：6 进→5 进→5 出→4 进→4 出→3 进→3 出→6 出→2 进→1 进→1 出→2 出。
合法序列。

选项 B（453126）
进栈顺序：6 进→5 进→4 进→4 出→5 出→3 进→3 出→2 进→1 进→1 出→2 出→6 出。
合法序列。

选项 C（346521）
进栈顺序：6 进→5 进→4 进→3 进→3 出→4 出→此时栈内元素为 5、6（栈顶为 5），但下一个出栈元素为 6，需先弹出 5，因此无法直接弹出 6。
不合法序列。

选项 D（234156）
进栈顺序：6 进→5 进→4 进→3 进→2 进→2 出→3 出→4 出→1 进→1 出→5 出→6 出。
合法序列。

综上，选项 C 违反了栈的操作规则，因此不是合法的出栈序列。