
【化】 phenol-keto tautomerism
【化】 phenol; phenylic acid
【医】 carbolic acid; hydroxybenzene; phenic acid; phenol; phenyl alcohol
phenyl hydrate; phenylic acid; phenylic alcohol
【化】 ketone
【医】 keto-; ketone
【化】 tautomerizm
【医】 dynamic isomerism; tautomerism
酚-酮互变异构(phenol-keto tautomerism)是互变异构现象的一种特殊类型,指有机化合物中酚式结构(烯醇式)与酮式结构之间通过质子转移和双键位移实现动态平衡的化学过程。该现象常见于含共轭体系的芳香族化合物或α,β-不饱和羰基化合物中,其分子结构在两种异构体间可逆转换。
结构转换机制:
酚式结构中的羟基(-OH)通过质子解离形成氧负离子,同时相邻碳原子的双键发生位移,转化为酮式结构的羰基(C=O)。该过程受溶剂极性、温度和分子内氢键的影响,例如在极性溶剂中酮式结构更稳定,而在非极性溶剂中酚式结构占优。
能量与稳定性:
根据量子化学计算,酮式结构通常因羰基的强极性而具有更低能量,但酚式结构可通过分子内氢键或共轭效应获得额外稳定性。以水杨醛为例,其晶体状态下主要呈现酮式结构,而在气相中则以酚式结构为主。
应用实例:
该现象的理论解释可追溯至鲍林提出的共振论,后续通过核磁共振(NMR)和X射线衍射实验证实了互变异构体的存在。
酚-酮互变异构是指酚类化合物与酮类结构之间通过氢原子迁移和共轭体系变化实现动态平衡的异构现象。以下是详细解释:
酚-酮互变异构属于烯醇式-酮式互变异构的一种特殊形式。当酚类化合物的邻位(α位)存在可离域的氢原子时,羟基中的氢可通过共轭体系迁移到相邻碳原子上,形成酮式结构;反之,酮式结构中的α-氢也可迁移回氧原子,恢复酚式结构。
例如,邻羟基苯乙酮可能发生如下互变: $$ text{酚式(邻羟基苯乙酮)} rightleftharpoons text{酮式(邻酮基苯酚)} $$
含氮芳杂环化合物(如吡唑、嘧啶)中也存在类似互变异构,影响其药物设计中的构效关系。例如,某些抗菌药的活性形式可能为酮式结构。
如需进一步了解互变异构的动力学平衡或具体化合物案例,可参考、原始研究。
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