
【化】 intra-annular tautomerism; intranuclear tautomerism
annulus; hem in; link; loop; ring; surround
【计】 ring up; toroid
【化】 ring
【医】 annuli; anulus; band; circle; circulus; cycle; cyclo-; gyro-; loop; orb
ring; verge
inner; inside; within
【医】 end-; endo-; ento-; in-; intra-
【化】 tautomerizm
【医】 dynamic isomerism; tautomerism
环内互变异构(Intracyclic Tautomerism)的汉英词典释义与解析
一、术语定义
环内互变异构(Intracyclic Tautomerism)是有机化学中互变异构现象的一种特殊类型,特指分子骨架为环状结构时,原子(通常是氢原子)在环内不同位置迁移,导致两种或多种异构体快速动态平衡的过程。其英文对应术语为"Intracyclic Tautomerism" 或"Ring-Chain Tautomerism"(当涉及环开闭时),核心特征在于质子转移和双键重组发生在环状体系内部。
二、机制与特点
质子迁移与键重组
环内原子(如氮、氧)上的氢原子通过六元环过渡态迁移至相邻原子,同时伴随环内双键位置的变化。例如,在嘧啶或嘌呤碱基中,酮式(lactam)与烯醇式(lactim)的互变即属于典型的环内互变异构 。
通式示例:
$$ ce{ underset{text{酮式}}{C=O} <=>[text{H迁移}] underset{text{烯醇式}}{C-OH} } $$
动态平衡体系
互变异构体共存于平衡体系中,比例受溶剂极性、温度及分子结构影响。例如,2-羟基吡啶在非极性溶剂中以酮式为主,而在水溶液中烯醇式比例显著增加 。
三、生物学意义
该现象在核酸碱基(如鸟嘌呤、胸腺嘧啶)中至关重要,直接影响DNA的氢键配对模式与遗传信息稳定性。鸟嘌呤的酮式-烯醇式互变可导致碱基错配,是基因突变的重要机制之一 。
四、实例分析
以4-吡啶酮为例:
两者通过分子内质子交换实现互变,平衡常数受取代基电子效应调控 。
权威参考文献
互变异构的明确定义与分类标准:
环内互变异构的机理与实例(Chapter 18)
核酸碱基互变异构与基因突变的关联(Section 4.2)
4-吡啶酮互变异构平衡的理论与实验研究:
环内互变异构(Intra-annular tautomerism)是互变异构现象的一种特殊形式,具体指在环状化合物内部发生的质子或双键位置动态变化,导致两种或多种异构体共存于平衡体系的现象。以下是详细解释:
定义与特点
环内互变异构属于官能团异构的特殊类型,其核心特征是环状结构内部的原子或基团(如质子、羟基、氨基等)发生可逆迁移,伴随双键位置的改变。这种异构体之间的转换通常由酸、碱或温度变化催化,且平衡状态受分子内氢键、环张力等因素影响。
典型例子
与普通互变异构的区别
普通互变异构(如酮-烯醇式)多发生于链状分子中,而环内互变需克服环状结构的空间限制,且异构体转换可能显著改变环的共轭体系或芳香性。
化学意义
该现象在生物分子(如核酸、辅酶)中尤为重要,可能影响分子识别、催化活性及药物作用靶点。例如,抗癌药物5-氟尿嘧啶通过模拟尿嘧啶的互变异构干扰DNA合成。
如需进一步了解具体化合物的互变机制或实验观测方法,可参考有机化学教材中关于动态异构体的章节。
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