酮及烯醇互變異構現象英文解釋翻譯、酮及烯醇互變異構現象的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【建】 keto-enolic tautomerism
分詞翻譯:
酮的英語翻譯:
【化】 ketone
【醫】 keto-; ketone
及的英語翻譯:
in time for; reach
烯醇的英語翻譯:
【化】 enol; olefin alcohol; olefine alcohol; olefinic alcohol
【醫】 enol; unsaturated alcohol
互變異構現象的英語翻譯:
【化】 tautomerism
專業解析
酮-烯醇互變異構現象(Keto-enol tautomerism)是指有機化合物中酮式(keto form)與烯醇式(enol form)結構通過質子遷移和雙鍵位移相互轉化的動态平衡過程。該現象是結構異構的一種特殊形式,常見于含羰基(如醛、酮)及具有α-氫的化合物中。
一、互變機制與結構特征
- 酮式結構:以羰基(ce{C=O})為特征,如丙酮(acetone)的酮式為 ce{CH3-C(=O)-CH3}。
- 烯醇式結構:含烯醇基團(ce{C=C-OH}),如丙酮的烯醇式為 ce{CH2=C(OH)-CH3}。
- 互變過程:α-碳上的氫以質子形式遷移至羰基氧原子,同時雙鍵重組。該過程可自發進行或受酸/堿催化,反應通式為:
$$
ce{R1-C(=O)-CH2-R2 <=> R1-C(OH)=CH-R2}
$$
二、影響平衡的關鍵因素
- 分子結構:
- 二羰基化合物(如乙酰乙酸乙酯)烯醇式更穩定,因存在分子内氫鍵及共轭體系。
- 芳香性影響:酚類因具有芳香穩定烯醇結構,幾乎完全以烯醇式存在(如苯酚)。
- 溶劑極性:極性溶劑(如水)傾向于穩定酮式,非極性溶劑利于烯醇式。
- 溫度與pH:高溫或堿性條件可促進烯醇化。
三、生物與化學意義
- 生物代謝:在糖酵解中,酶催化醛糖與酮糖的互變(如果糖-6-磷酸與葡萄糖-6-磷酸)。
- 反應中間體:烯醇式是羟醛縮合、鹵仿反應等的重要活性中間體。
- 分析檢測:三氯化鐵試驗利用烯醇式生成絡合物(如乙酰乙酸乙酯顯紫紅色)。
四、典型實例
- 丙酮:酮式占比 >99.9%,烯醇式微量(約0.00025%)。
- 乙酰乙酸乙酯:室溫下酮式與烯醇式共存(酮式約93%,烯醇式約7%),烯醇式因螯環結構穩定。
參考資料:
- Organic Chemistry by Jonathan Clayden et al. (Oxford University Press)
- March's Advanced Organic Chemistry (Wiley)
- Biochemistry by Jeremy M. Berg (W.H. Freeman)
網絡擴展解釋
酮及烯醇互變異構現象是一種特殊的同分異構現象,指酮式(羰基結構)與烯醇式(含羟基和雙鍵結構)在動态平衡中相互轉化的過程。以下是詳細解析:
1.基本概念
酮式-烯醇式互變異構是分子内因質子轉移引起的結構異構現象。兩種異構體通過α-氫的遷移實現快速轉換,并在溶液中達到動态平衡。例如乙酰乙酸乙酯存在以下平衡:
$$text{CH}_3text{COCH}_2text{COOC}_2text{H}_5 rightleftharpoons text{CH}_3text{C(OH)}= text{CHCOOC}_2text{H}_5$$
2.互變機制
- α-氫的活性:羰基的強吸電子效應使相鄰α-碳上的氫(α-H)酸性增強,易于以質子形式轉移。
- 質子遷移:在酸性或堿性條件下,α-H從α-碳轉移到羰基氧,形成烯醇式結構(含烯醇羟基和共轭雙鍵),反之則恢複酮式。
3.環境的影響
- 酸性條件:促進烯醇式向酮式轉化。質子化後的羟基氫更易脫離,形成碳正離子,最終生成酮式結構。
- 堿性條件:促使酮式向烯醇式轉化。OH⁻攻擊羰基氧形成碳負離子,α-H遷移後生成烯醇式。
4.穩定性因素
- 分子内氫鍵:如乙酰乙酸乙酯的烯醇式通過六元環氫鍵穩定,使其在平衡中占比較高。
- 取代基效應:強吸電子基團或共轭體系可增強烯醇式穩定性,反之則偏向酮式。
5.實際意義
- 有機反應機理:如克萊森縮合反應中,烯醇式中間體是親核反應的關鍵步驟。
- 分析化學影響:HPLC分析可能出現雙峰(如藥物合成中酮式與烯醇式共存),需注意區分。
該現象揭示了分子動态平衡的本質,其方向和比例受結構、環境共同調控,是理解有機反應機理的重要基礎。
分類
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