核内互变异构英文解释翻译、核内互变异构的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 intranuclear tautomerism
分词翻译:
核的英语翻译:
hilum; nucleus; putamen; stone
【医】 caryo-; caryon; core; karyo-; karyon; kernel; nidi; nidus; nuclei
nucleo-; nucleus
内的英语翻译:
inner; inside; within
【医】 end-; endo-; ento-; in-; intra-
互变异构的英语翻译:
【化】 tautomerizm
【医】 dynamic isomerism; tautomerism
专业解析
核内互变异构(Intramolecular Tautomerism)是互变异构现象的一种特殊形式,指在同一分子内部,通过原子(通常是氢原子)的位置迁移和化学键重组,快速、可逆地形成两种或多种结构异构体的现象。这些异构体(称为互变异构体)共存于动态平衡中,其结构差异主要体现在质子位置和双键/单键的分布上。该过程通常涉及酸或碱催化。
核心特征与机制:
- 分子内迁移: 与分子间互变异构不同,核内互变异构的质子转移和结构变化完全发生在单个分子内部,不涉及与其他分子的交换。一个常见的机制是质子从分子的一个供体位点(如-OH, -NH)迁移到邻近的受体位点(如羰基O、亚胺N),同时伴随电子重组(如单键变双键,双键变单键)。
- 动态平衡: 互变异构体之间通过低能垒的过渡态相互转化,形成一个快速建立的平衡混合物。平衡常数(KT)决定了各互变异构体的相对比例。
- 常见类型:
- 酮-烯醇互变异构: 这是最经典的核内互变异构。例如,乙酰丙酮(1,3-二羰基化合物)主要以烯醇式存在,其分子内氢键稳定了烯醇结构。其平衡涉及羰基氧接受质子形成烯醇羟基,同时相邻的碳碳单键变成双键。
- 亚胺-烯胺互变异构: 涉及C=N键与C-N键的转换,质子迁移发生在氮原子和碳原子之间。
- 酰胺-亚胺酸互变异构: 涉及羰基氧与酰胺氮之间的质子迁移。
- 硝基-酸式硝基互变异构: 涉及硝基(-NO2)与酸式硝基(=N-OH)之间的转换。
- 影响因素: 互变异构平衡受多种因素影响,包括:
- 分子结构: 共轭体系的稳定性、环状结构的张力、分子内氢键(如烯醇式中的六元环氢键)能显著稳定某一异构体。
- 溶剂: 溶剂的极性、氢键能力影响不同异构体的稳定性和平衡位置。
- 温度: 温度变化可改变平衡常数。
- pH值: 酸碱性环境能催化互变异构过程或稳定特定质子化状态。
化学意义与应用:
- 反应性与反应路径: 互变异构体的存在直接影响分子的化学反应性。例如,酮式和烯醇式具有完全不同的亲电和亲核反应位点,决定了后续反应(如烷基化、卤化、缩合)的路径和产物。在核酸碱基(如鸟嘌呤、胸腺嘧啶)中,互变异构是导致自发突变的重要因素。
- 物理性质差异: 互变异构体在熔点、沸点、溶解度、光谱性质(如UV-Vis, IR, NMR)上常有显著差异,是结构分析和鉴定的重要依据。
- 生物化学重要性: 如前所述,核酸碱基的互变异构是遗传信息复制中潜在错误的来源。许多酶促反应和药物分子的活性也与其互变异构行为密切相关。
- 材料科学: 某些互变异构体系可用于设计分子开关或响应性材料。
权威参考来源:
- IUPAC Gold Book (国际纯粹与应用化学联合会金皮书): 对互变异构(Tautomerism)提供了严格的定义和分类,是化学术语的权威标准。其在线版本是化学家的重要参考。
- 《March's Advanced Organic Chemistry》 (权威有机化学教材): 深入讨论了互变异构现象,包括核内互变异构的机制、类型、影响因素以及在有机反应中的应用实例。
- 《The Chemistry of Enols》 (专题著作): 详细探讨了酮-烯醇互变异构,包括其热力学、动力学、光谱特征以及在合成中的应用。
- 《Comprehensive Organic Chemistry》 (综合有机化学丛书): 在相关章节(如羰基化合物、杂环化合物)中系统阐述了各类互变异构现象。
- 生物化学/分子生物学教材(如《Lehninger Principles of Biochemistry》): 解释了核酸碱基互变异构在遗传信息稳定性和突变中的作用。
网络扩展解释
核内互变异构(Intranuclear Tautomerism)是互变异构现象的一种特殊类型,指在分子内部(尤其是含杂原子的环状结构或特定官能团中)发生的异构体动态平衡现象。以下是详细解释:
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基本定义
核内互变异构属于互变异构的一种,其特点是两种或多种异构体通过质子迁移或双键位置变化快速转换,并共存于动态平衡中。例如,酮式与烯醇式结构的互变(如乙酰乙酸乙酯的互变异构)是典型代表。
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“核内”的含义
- 这里的“核”并非指原子核,而是强调分子内部特定区域(如环状结构或含杂原子官能团)的异构变化。
- 常见于含氮、氧等杂原子的化合物中,例如嘌呤、嘧啶等杂环化合物的互变异构现象。
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与普通互变异构的区别
- 范围限制:核内互变异构通常局限于分子内部某一区域(如环内质子迁移),而普通互变异构可能涉及更广泛的官能团变化。
- 平衡速度:核内互变异构的转换速率可能更快,因质子迁移路径更短。
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实际应用
这种现象在生物化学中尤为重要,例如DNA碱基(如鸟嘌呤与胞嘧啶)的互变异构可能导致基因突变。此外,药物分子中核内互变异构可能影响其药理活性。
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与共振杂化体的区别
核内互变异构是真实存在的结构动态平衡(涉及质子转移),而共振式仅描述电子分布的理论模型,不涉及实际结构变化。
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