
【医】 tautomeric
【化】 tautomerizm
【医】 dynamic isomerism; tautomerism
互变异构(tautomerism)是有机化学中描述同一种化合物在不同结构形式之间动态平衡的现象。该术语由希腊语"tauto"(相同)和"meros"(部分)组成,指分子通过原子或基团的位置改变形成不同结构(互变异构体),同时保持分子式不变的特性。
从化学机制分析,互变异构通常涉及质子转移和双键位移。以最常见的酮-烯醇互变异构为例(如乙酰丙酮),其平衡过程可表示为: $$ text{酮式} rightleftharpoons text{烯醇式} $$ 这种转变受溶剂极性、温度和pH值影响,在核磁共振谱中表现为特征峰分裂。
互变异构现象对生物分子功能具有关键作用。例如:
国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)在《有机化学术语》中将互变异构归类为结构异构的特殊类型,强调其快速平衡特性[参考:IUPAC金皮书]。该现象的理论解释可追溯至1885年化学家Edward Frankland的早期研究[参考:Journal of the Chemical Society]。
互变异构是有机化学中一种特殊的异构现象,指同一种化合物的不同官能团异构体在常温下通过质子迁移快速相互转换,并处于动态平衡状态的现象。以下是详细解释:
互变异构体是含有杂原子(如氧、氮、硫)的同分异构体,其差异仅在于质子及相应双键的位置变化。例如,乙酰乙酸乙酯的酮式(羰基结构)与烯醇式(羟基-双键结构)能通过质子迁移相互转换,形成平衡混合物。
互变异构的产生主要与α-H(与羰基相邻的氢原子)的活泼性有关。在羰基化合物中,α-H受到吸电子基团影响变得不稳定,易以质子形式转移到羰基氧原子上,形成烯醇式结构。这种转换通常通过分子内氢键稳定,例如乙酰乙酸乙酯的烯醇式可形成六元环结构,提高其存在比例。
互变异构对理解有机反应机理至关重要,例如克莱森酯缩合反应通过烯醇式中间体进行。此外,糖类化合物的互变异构可解释其变旋现象。
如需更深入的化学机理或具体实例,可参考相关教材或权威化学数据库。
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