Tautomerie

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Tautomery

Tautomerie (též tautomerismus) je forma izomerie organických sloučenin, kdy mohou jednotlivé izomery (nazývané zde tautomery) snadno přecházet v jiné reakcí zvanou tautomerizace.[1][2] Tato reakce běžně představuje migraci atomu vodíku či protonu, doplněná prohozením jednoduché vazby a k ní přiléhající vazby dvojné. Vzhledem k rychlému přechodu jednoho izomeru v jiný se tautomery obecně považují za totožnou sloučeninu. Tautomerie je zvláštním případem strukturální izomerie a hraje důležitou roli v nekanonickém párování bází v molekulách DNA a zejména RNA.

Chemie[editovat | editovat zdroj]

Aromaticita poskytuje určitou stabilitu trojné laktimové formě u těchto laktam-laktim tautomerů.

V roztocích, ve kterých je možná tautomerizace, je dosaženo chemické rovnováhy (ekvilibria) tautomerů. Přesný poměr tautomerů závisí na řadě faktorů, například teplotě, rozpouštědle a pH.[3]

Mezi běžné tautomerní páry patří:

Prototropie[editovat | editovat zdroj]

Nejčastější formou tautomerie je prototropie; vyznačuje se relokací protonu.[4] Prototropní tautomerii lze považovat za podmnožinu acidobazického chování. Prototropní tautomery jsou sada izomerních protonačních stavů se stejným empirickým vzorcem a celkovým nábojem.

Tautomerizaci lze katalyzovat:

  • zásadou (1. deprotonace; 2. vznik delokalizovaného aniontu, např. enolátu; 3. protonace na jiné pozici aniontu).
  • kyselinou (1. protonace; 2. tvorba delokalizovaného kationtu; 3. deprotonace na jiné pozici přiléhající ke kationtu).
Anulární tautomerie
druh prototropní tautomerie, kde může proton zaujímat dvě nebo více pozice v heterocyklickém systému, například 1H- a 3H-imidazol; 1H-, 2H- a 4H- 1,2,4-triazol; 1H- a 2H- isoindol.[3]
Tautomerie kruh-řetězec
vyskytuje se tam, kde společně s přesunem protonu dochází ke změně otevřené struktury na kruh, například u otevřené a pyranové formy glukózy, resp. furanové formy fruktózy.

Valenční tautomerie[editovat | editovat zdroj]

Valenční tautomerie je druhem tautomerie, kde jednoduché a/nebo dvojné vazby rychle vznikají a zanikají, aniž by docházelo k migraci atomů nebo skupin.[5] Je odlišná od prototropní tautomerie a zahrnuje procesy s rychlou reorganizací vazebných elektronů. Příkladem tohoto druhu tautomerie je bullvalen nebo otevřené a uzavřené formy některých heterocyklických sloučenin, např. azidtetrazol či mezoiontový münchnon-acylaminoketen. Valenční tautomerie vyžaduje změnu v molekulární geometrii a neměla by se zaměňovat s kanonickými rezonančními strukturami nebo mezomery.

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Tautomer na anglické Wikipedii.

  1. Smith MB, March J(2001). Advanced Organic Chemistry, 5th ed.,New York:Wiley Interscience, 1218–1223. ISBN 0-4715-8589-0. 
  2. Katritzky AR, Elguero J, et al.(1976). The Tautomerism of heterocycles.New York:Academic Press. ISBN 0-1202-0651-X. 
  3. a b Roman M. Balabin(2009)."Tautomeric equilibrium and hydrogen shifts in tetrazole and triazoles: Focal-point analysis and ab initio limit". J. Chem. Phys.131(15): 154307. doi:10.1063/1.3249968. 
  4. IUPAC Gold Book tautomerism
  5. IUPAC Gold Book valence tautomerization