Tautomerie

Tautomerie (též tautomerismus) je forma izomerie organických sloučenin, kdy mohou jednotlivé izomery (nazývané zde tautomery) snadno přecházet v jiné reakcí zvanou tautomerizace.[1][2] Tato reakce běžně představuje migraci atomu vodíku či protonu, doplněná prohozením jednoduché vazby a k ní přiléhající vazby dvojné. Vzhledem k rychlému přechodu jednoho izomeru v jiný se tautomery obecně považují za totožnou sloučeninu. Tautomerie je zvláštním případem strukturní izomerie a hraje důležitou roli v nekanonickém párování bází v molekulách DNA a zejména RNA.

Tautomery

Chemie
Aromaticita poskytuje určitou stabilitu trojné laktimové formě u těchto laktam-laktim tautomerů.

V roztocích, ve kterých je možná tautomerizace, je dosaženo chemické rovnováhy (ekvilibria) tautomerů. Přesný poměr tautomerů závisí na řadě faktorů, například teplotě, rozpouštědle a pH.[3]

Mezi běžné tautomerní páry patří:

Prototropie

Nejčastější formou tautomerie je prototropie; vyznačuje se relokací protonu.[4] Prototropní tautomerii lze považovat za podmnožinu acidobazického chování. Prototropní tautomery jsou sada izomerních protonačních stavů se stejným empirickým vzorcem a celkovým nábojem.

Tautomerizaci lze katalyzovat:

  • zásadou (1. deprotonace; 2. vznik delokalizovaného aniontu, např. enolátu; 3. protonace na jiné pozici aniontu).
  • kyselinou (1. protonace; 2. tvorba delokalizovaného kationtu; 3. deprotonace na jiné pozici přiléhající ke kationtu).
Anulární tautomerie
druh prototropní tautomerie, kde může proton zaujímat dvě nebo více pozice v heterocyklickém systému, například 1H- a 3H-imidazol; 1H-, 2H- a 4H- 1,2,4-triazol; 1H- a 2H- isoindol.[3]
Tautomerie kruh-řetězec
vyskytuje se tam, kde společně s přesunem protonu dochází ke změně otevřené struktury na kruh, například u otevřené a pyranové formy glukózy, resp. furanové formy fruktózy.

Valenční tautomerie

Valenční tautomerie je druhem tautomerie, kde jednoduché a/nebo dvojné vazby rychle vznikají a zanikají, aniž by docházelo k migraci atomů nebo skupin.[5] Je odlišná od prototropní tautomerie a zahrnuje procesy s rychlou reorganizací vazebných elektronů. Příkladem tohoto druhu tautomerie je bullvalen nebo otevřené a uzavřené formy některých heterocyklických sloučenin, např. azid – tetrazol či mezoiontový münchnon-acylaminoketen. Valenční tautomerie vyžaduje změnu v molekulární geometrii a neměla by se zaměňovat s kanonickými rezonančními strukturami nebo mezomery.

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Tautomer na anglické Wikipedii.

  1. Smith MB, March J. Advanced Organic Chemistry. 5th ed.. vyd. New York: Wiley Interscience, 2001. ISBN 0-4715-8589-0. S. 1218–1223. (anglicky)
  2. Katritzky AR, Elguero J, et al.. The Tautomerism of heterocycles. New York: Academic Press, 1976. Dostupné online. ISBN 0-1202-0651-X. (anglicky)
  3. Roman M. Balabin. Tautomeric equilibrium and hydrogen shifts in tetrazole and triazoles: Focal-point analysis and ab initio limit. J. Chem. Phys.. 2009, s. 154307. DOI 10.1063/1.3249968. (anglicky)
  4. IUPAC Gold Book tautomerism
  5. IUPAC Gold Book valence tautomerization

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.