
【化】 intra-annular tautomerism; intranuclear tautomerism
annulus; hem in; link; loop; ring; surround
【計】 ring up; toroid
【化】 ring
【醫】 annuli; anulus; band; circle; circulus; cycle; cyclo-; gyro-; loop; orb
ring; verge
inner; inside; within
【醫】 end-; endo-; ento-; in-; intra-
【化】 tautomerizm
【醫】 dynamic isomerism; tautomerism
環内互變異構(Intracyclic Tautomerism)的漢英詞典釋義與解析
一、術語定義
環内互變異構(Intracyclic Tautomerism)是有機化學中互變異構現象的一種特殊類型,特指分子骨架為環狀結構時,原子(通常是氫原子)在環内不同位置遷移,導緻兩種或多種異構體快速動态平衡的過程。其英文對應術語為"Intracyclic Tautomerism" 或"Ring-Chain Tautomerism"(當涉及環開閉時),核心特征在于質子轉移和雙鍵重組發生在環狀體系内部。
二、機制與特點
質子遷移與鍵重組
環内原子(如氮、氧)上的氫原子通過六元環過渡态遷移至相鄰原子,同時伴隨環内雙鍵位置的變化。例如,在嘧啶或嘌呤堿基中,酮式(lactam)與烯醇式(lactim)的互變即屬于典型的環内互變異構 。
通式示例:
$$ ce{ underset{text{酮式}}{C=O} <=>[text{H遷移}] underset{text{烯醇式}}{C-OH} } $$
動态平衡體系
互變異構體共存于平衡體系中,比例受溶劑極性、溫度及分子結構影響。例如,2-羟基吡啶在非極性溶劑中以酮式為主,而在水溶液中烯醇式比例顯著增加 。
三、生物學意義
該現象在核酸堿基(如鳥嘌呤、胸腺嘧啶)中至關重要,直接影響DNA的氫鍵配對模式與遺傳信息穩定性。鳥嘌呤的酮式-烯醇式互變可導緻堿基錯配,是基因突變的重要機制之一 。
四、實例分析
以4-吡啶酮為例:
兩者通過分子内質子交換實現互變,平衡常數受取代基電子效應調控 。
權威參考文獻
互變異構的明确定義與分類标準:
環内互變異構的機理與實例(Chapter 18)
核酸堿基互變異構與基因突變的關聯(Section 4.2)
4-吡啶酮互變異構平衡的理論與實驗研究:
環内互變異構(Intra-annular tautomerism)是互變異構現象的一種特殊形式,具體指在環狀化合物内部發生的質子或雙鍵位置動态變化,導緻兩種或多種異構體共存于平衡體系的現象。以下是詳細解釋:
定義與特點
環内互變異構屬于官能團異構的特殊類型,其核心特征是環狀結構内部的原子或基團(如質子、羟基、氨基等)發生可逆遷移,伴隨雙鍵位置的改變。這種異構體之間的轉換通常由酸、堿或溫度變化催化,且平衡狀态受分子内氫鍵、環張力等因素影響。
典型例子
與普通互變異構的區别
普通互變異構(如酮-烯醇式)多發生于鍊狀分子中,而環内互變需克服環狀結構的空間限制,且異構體轉換可能顯著改變環的共轭體系或芳香性。
化學意義
該現象在生物分子(如核酸、輔酶)中尤為重要,可能影響分子識别、催化活性及藥物作用靶點。例如,抗癌藥物5-氟尿嘧啶通過模拟尿嘧啶的互變異構幹擾DNA合成。
如需進一步了解具體化合物的互變機制或實驗觀測方法,可參考有機化學教材中關于動态異構體的章節。
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