
【化】 tautomerization
【化】 tautomerizm
【医】 dynamic isomerism; tautomerism
burn up; change; convert; melt; spend; turn
互变异构化(Tautomerization)是指某些有机化合物在溶液中或特定条件下,其结构中的原子(通常是氢原子)和相邻的双键发生可逆迁移,导致该化合物在两种或多种不同结构之间相互转换的现象。这些不同结构被称为互变异构体(Tautomers),它们处于动态平衡中。互变异构化是有机化学中一种重要的异构现象。
可逆平衡
互变异构体之间通过原子(主要是氢)的迁移和键的重排快速互变,形成一个动态平衡体系。最常见的类型是酮-烯醇互变异构,例如丙酮与乙烯醇之间的转换:
$$ ce{CH3-C(=O)-CH3 <=> CH2=C(OH)-CH3} $$
质子迁移驱动
该过程通常由质子转移引发,涉及酸性氢原子(如羰基α-氢)从碳原子迁移到氧原子(或氮原子等),同时伴随单双键重组。
溶剂与催化剂影响
溶剂极性、温度及酸/碱催化剂可显著影响互变异构平衡的位置。例如,碱性条件利于烯醇式形成。
$$ce{CH3C(O)CH2C(O)OC2H5 <=> CH3C(OH)=CHC(O)OC2H5}$$
$$ce{RN=CH-NH <=> RNHC=NH}$$
$$ce{R-CH2-NO2 <=> R-CH=N-O-OH}$$
互变异构化在生物分子中至关重要。例如:
示例引用来源(基于典型学术资源):
互变异构化是一种特殊的同分异构现象,指含有杂原子(如N、O、S)的有机化合物在特定条件下,通过质子转移和双键迁移快速转变为另一种异构体,并形成动态平衡的过程。以下为详细解析:
互变异构化是真实存在的结构转变(涉及原子位置变化),而共振杂化体仅描述电子分布的可能性(未发生实际结构变化)。
在药物合成中,互变异构可能影响分子活性;在核酸化学中,核苷酸的酮式-烯醇式互变影响碱基配对(如胸腺嘧啶)。
注:如需具体化合物的互变异构实例或实验条件,可参考化学手册或文献数据库获取完整数据。
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