Tautomer - Tautomer
![]() | tento článek potřebuje další citace pro ověření.Červenec 2015) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) ( |

Tautomery (/ˈtɔːtəm.r/)[1] jsou strukturní izomery (ústavní izomery) z chemické sloučeniny které se snadno převádějí.[2][3][4][5] Tato reakce obvykle vede k přemístění a proton. Tautomerismus je například relevantní pro chování aminokyselin a nukleových kyselin, dvou ze základních stavebních kamenů života.
Pojem tautomerizace se nazývá tautomerismus. Tautomerismu se také říká desmotropismus. The chemická reakce nazývá se interkonverze těchto dvou tautomerizace.
Je třeba dbát na to, aby nedošlo k záměně tautomerů s vyobrazením „přispívajících struktur“ v chemii rezonance. Tautomery jsou odlišné chemické druhy a lze je identifikovat podle jejich odlišnosti spektroskopické data,[6] zatímco rezonanční struktury jsou pouze pohodlným zobrazením a fyzicky neexistují.
Příklady


Tautomerizace je všudypřítomná organická chemie. Typicky je spojován s polárními molekulami a ionty obsahujícími funkční skupiny, které jsou alespoň slabě kyselé. Nejběžnější tautomery existují v párech, což znamená, že proton je umístěn v jedné ze dvou poloh, a ještě konkrétněji nejběžnější forma zahrnuje místa měnící vodík s dvojnou vazbou: H − X − Y = Z ⇌ X = Y− Z-H. Mezi běžné tautomerní páry patří:[7]
- keton – enol: H − O − C = C ⇌ O = C − C − H, viz keto – enol tautomerismus
- enamin – já těžím: H − N − C = C ⇌ N = C − C − H
- kyanamid – karbodiimid
- guanidin - guanidin - guanidin: S centrálním uhlíkem obklopeným třemi dusíky guanidinová skupina umožňuje tuto transformaci ve třech možných orientacích
- amide – kyselina imidová: H − N − C = O ⇌ N = C − O − H (např. S druhým se setkáváme během nitril hydrolýza reakce)
- imine - imine, např. během pyridoxal fosfát katalyzovaný enzymatický reakce
- R1R2C (= NCHR3R4) ⇌ (R.1R2CHN =) CR3R4
- nitro - aci-nitro (kyselina nitronová): RR'HC – N+(= O) (O.–) ⇌ RR'C = N+(Ó–)(ACH)
- nitroso – oxim: H − C − N = O ⇌ C = N − O − H
- keten – ynol, který zahrnuje trojnou vazbu: H − C = C = O ⇌ C≡C − O − H
- aminokyselina - karboxylát amonný, který se vztahuje na stavební kameny bílkovin. To posune proton o více než dva atomy pryč a vznikne a zwitterion spíše než posunout dvojnou vazbu: H2N-CH2−COOH ⇌ H3N+
-CH2-CO−
2 - fosfit – fosfonát: P (NEBO)2(OH) ⇌ HP (NEBO)2(= O) mezi trojmocným a pětimocným fosforem.
Prototropie
Prototropie je nejběžnější formou tautomerismu a týká se přemístění protonu.[8] Prototropní tautomerismus lze považovat za podskupinu acidobazická chování. Prototropní tautomery jsou soubory izomerních protonace státy se stejným empirický vzorec a celkem nabít. Tautomerizace jsou katalyzovaný podle:[Citace je zapotřebí ]
- základny, zahrnující řadu kroků: deprotonace, tvorba a přemístěn anion (např izolovat ), a protonace v jiné poloze aniontu; a
- kyseliny, zahrnující řadu kroků: protonace, tvorba delokalizovaného kationtu a deprotonace v jiné poloze sousedící s kationtem).

Dvě konkrétní další podkategorie tautomerizace:
- Prstencový tautomerismus je typ prototropního tautomerismu, kdy proton může zaujímat dvě nebo více poloh heterocyklický systém, například 1H- a 3H-imidazol; 1H-, 2H- a 4H- 1,2,4-triazol; 1H- a 2H- isoindol.[9][není nutný primární zdroj ][je zapotřebí lepší zdroj ]
- Tautomery s kruhovým řetězcem se vyskytují, když je pohyb protonu doprovázen změnou z otevřené struktury na prsten, jako je otevřený řetězec a cyklické poloacetal (typicky pyranóza nebo furanóza forem) mnoha cukrů.[7] (Vidět Sacharidy § Izomerismus s přímým řetězcem.) Tautomerní posun lze popsat jako H − O ⋅ C = O ⇌ O − C − O − H, kde „⋅“ označuje počáteční nepřítomnost vazby.
Valenční tautomerismus
Valenční tautomerismus je typ tautomerismu, ve kterém se rychle tvoří a rozbíjejí jednoduché a / nebo dvojné vazby bez migrace atomů nebo skupin.[10] Je odlišný od prototropního tautomerismu a zahrnuje procesy s rychlou reorganizací vazebných elektronů.

Dvojice valenčních tautomerů se vzorcem C.6H6O jsou benzen oxid a oxepin.[10][11]
Další příklady tohoto typu tautomerismu lze nalézt v bullvalene a v otevřené a uzavřené formě jisté heterocykly, například organické azidy a tetrazoly,[12] nebo mezoionický münchnone a acylaminoketen.
Valenční tautomerismus vyžaduje změnu molekulární geometrie a neměl by být zaměňován s kanonickým rezonanční struktury nebo mezomery.
Viz také
Reference
- ^ "tautomer". Oxfordské slovníky - angličtina. Archivováno od originálu na 2018-02-19.
- ^ Antonov L (2013). Tautomerismus: Metody a teorie (1. vyd.). Weinheim, Německo: Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-33294-6.
- ^ Antonov L (2016). Tautomerism: Concepts and Applications in Science and Technology (1. vyd.). Weinheim, Německo: Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-33995-2.
- ^ Smith MB, March J (2001). Pokročilá organická chemie (5. vydání). New York: Wiley Interscience. s. 1218–1223. ISBN 978-0-471-58589-3.
- ^ Katritzky AR Elguero J a kol. (1976). Tautomerismus heterocyklů. New York: Akademický tisk. ISBN 978-0-12-020651-3.
- ^ Smith, Kyle T .; Young, Sherri C .; DeBlasio, James W .; Hamann, Christian S. (27. ledna 2016). „Měření strukturních a elektronických účinků na keto – enolovou rovnováhu v 1,3-dikarbonylových sloučeninách“. Journal of Chemical Education. 93 (4): 790–794. doi:10.1021 / acs.jchemed.5b00170.
- ^ A b Smith, Michael B .; March, Jerry (2007), Pokročilá organická chemie: reakce, mechanismy a struktura (6. vydání), New York: Wiley-Interscience, ISBN 978-0-471-72091-1
- ^ IUPAC, Kompendium chemické terminologie, 2. vyd. („Zlatá kniha“) (1997). Online opravená verze: (2006–) “Tautomerismus ". doi:10.1351 / zlatá kniha T06252
- ^ Roman M. Balabin (2009). „Tautomerní rovnováha a posuny vodíku v tetrazolu a triazolech: analýza ohniskového bodu a ab initio limit“. J. Chem. Phys. 131 (15): 154307. Bibcode:2009JChPh.131o4307B. doi:10.1063/1.3249968. PMID 20568864.[není nutný primární zdroj ][je zapotřebí lepší zdroj ]
- ^ A b IUPAC, Kompendium chemické terminologie, 2. vyd. („Zlatá kniha“) (1997). Online opravená verze: (2006–) “valenční tautomerizace ". doi:10.1351 / goldbook.V06591.html
- ^ E. Vogel a H. Günther (1967). „Tautomerismus benzenoxid-oxepin-valence“. Angewandte Chemie International Edition v angličtině. 6 (5): 385–401. doi:10,1002 / anie.196703851.
- ^ Lakshman Mahesh K., Singh Manish K., Parrish Damon, Balachandran Raghavan, Day Billy W. (2010). „Azid-tetrazolová rovnováha azidopurinových nukleosidů C-6 a jejich ligační reakce s alkyny“. The Journal of Organic Chemistry. 75 (8): 2461–2473. doi:10.1021 / jo902342z. PMC 2877261. PMID 20297785.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
externí odkazy
Média související s Tautomerismus na Wikimedia Commons