
【化】 phenol-keto tautomerism
【化】 phenol; phenylic acid
【醫】 carbolic acid; hydroxybenzene; phenic acid; phenol; phenyl alcohol
phenyl hydrate; phenylic acid; phenylic alcohol
【化】 ketone
【醫】 keto-; ketone
【化】 tautomerizm
【醫】 dynamic isomerism; tautomerism
酚-酮互變異構(phenol-keto tautomerism)是互變異構現象的一種特殊類型,指有機化合物中酚式結構(烯醇式)與酮式結構之間通過質子轉移和雙鍵位移實現動态平衡的化學過程。該現象常見于含共轭體系的芳香族化合物或α,β-不飽和羰基化合物中,其分子結構在兩種異構體間可逆轉換。
結構轉換機制:
酚式結構中的羟基(-OH)通過質子解離形成氧負離子,同時相鄰碳原子的雙鍵發生位移,轉化為酮式結構的羰基(C=O)。該過程受溶劑極性、溫度和分子内氫鍵的影響,例如在極性溶劑中酮式結構更穩定,而在非極性溶劑中酚式結構占優。
能量與穩定性:
根據量子化學計算,酮式結構通常因羰基的強極性而具有更低能量,但酚式結構可通過分子内氫鍵或共轭效應獲得額外穩定性。以水楊醛為例,其晶體狀态下主要呈現酮式結構,而在氣相中則以酚式結構為主。
應用實例:
該現象的理論解釋可追溯至鮑林提出的共振論,後續通過核磁共振(NMR)和X射線衍射實驗證實了互變異構體的存在。
酚-酮互變異構是指酚類化合物與酮類結構之間通過氫原子遷移和共轭體系變化實現動态平衡的異構現象。以下是詳細解釋:
酚-酮互變異構屬于烯醇式-酮式互變異構的一種特殊形式。當酚類化合物的鄰位(α位)存在可離域的氫原子時,羟基中的氫可通過共轭體系遷移到相鄰碳原子上,形成酮式結構;反之,酮式結構中的α-氫也可遷移回氧原子,恢複酚式結構。
例如,鄰羟基苯乙酮可能發生如下互變: $$ text{酚式(鄰羟基苯乙酮)} rightleftharpoons text{酮式(鄰酮基苯酚)} $$
含氮芳雜環化合物(如吡唑、嘧啶)中也存在類似互變異構,影響其藥物設計中的構效關系。例如,某些抗菌藥的活性形式可能為酮式結構。
如需進一步了解互變異構的動力學平衡或具體化合物案例,可參考、原始研究。
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