Otwórz menu główne

Tautomeria (zwana też dawniej desmotropią) – rodzaj przemiany izomerycznej, w której dany związek chemiczny występuje w dwóch formach (zwanych tautomerami) zawierających tę samą liczbę tych samych atomów w cząsteczce, ale inaczej z sobą połączonych, zgodnie z ogólnym schematem[1]:

R–A–B=C ⇌ A=B–C–R

Niektóre tautomery mogą przechodzić jedne w drugie na skutek spontanicznej reakcji wewnątrzcząsteczkowej bez jakiegokolwiek udziału innych cząsteczek. Często na równowagę tautomeryczną ma wpływ środowisko – zwłaszcza temperatura, pH i stężenie. W chemii organicznej najczęściej spotykanym rodzajem tautomerii jest prototropia[1], która polega na przeskoku atomu wodoru (R=H), z bardziej elektroujemnego atomu (tlenu, azotu, siarki) na atom węgla, lub też odwrotnie z atomu węgla na atom bardziej elektroujemny. Jeżeli tautomeria dotyczy wiązania C–H, to w większości przypadków równowaga przesunięta jest w stronę związku, w którym labilny atom wodoru jest związany z węglem.

Spis treści

Wybrane równowagi tautomeryczneEdytuj

Tautomeria ketoenolowa (enolizacja)Edytuj

Atom wodoru (H) przyłączony do atomu węgla (C) (w formie ketonowej) migruje na atom tlenu (O), na skutek czego grupa karbonylowa zostaje przekształcona w grupę hydroksylową i tworzy się podwójne wiązanie węgiel-węgiel (C=C). Zgodnie z zasadą, że trwalszy jest związek, w którym labilny atom wodoru znajduje się przy węglu, powstający enol występuje zazwyczaj w równowadze w znacznie mniejszym stężeniu niż wyjściowy keton.

Tautomeria iminowoenaminowaEdytuj

Iminy (zasady Schiffa) ulegają tautomerii przez migrację atomu wodoru (H) związanego z atomem węgla (C) na atom azotu (N) tworząc enaminy. Podobnie jak w przypadku ketonów, forma iminowa zdecydowanie dominuje nad formą enaminową.

Tautomeria kwasu fosfonowego i jego estrówEdytuj

Zarówno sam kwas, jak i jego mono- i diestry występują prawie całkowicie w formie H-fosfonianowej. Siłą napędową takiego położenia równowagi fosforynH-fosfonian jest zysk energetyczny z wytworzenia ugrupowania fosforylowego P=O. Wiązanie P-H można łatwo obserwować za pomocą 31P NMR (charakterystyczna stała sprzężenia P–H rzędu 600–800 Hz). Forma fosforynowa jest zazwyczaj poniżej granicy detekcji NMR. O jej istnieniu świadczą jednak reakcje możliwe jedynie dla formy posiadającej wolną parę elektronową na atomie fosforu. Forma fosforynowa może też zostać ustabilizowana poprzez związanie w kompleks z metalem przejściowym, np. platyną[2].

Znane są również inne rodzaje tautomerii, np. amidowo-imidowa lub nitrowo-aci-nitrowa.

Zobacz teżEdytuj

  • mezomeria (dotyczy różnej lokalizacji elektronów w danej cząsteczce, typu A–B=C ↔ A=B–C)

PrzypisyEdytuj

  1. a b   tautomerism [w:] A.D. McNaught, A. Wilkinson, Compendium of Chemical Terminology (Gold Book), International Union of Pure and Applied Chemistry, wyd. 2, Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1997, ISBN 0-9678550-9-8. Wersja internetowa: M. Nic, J. Jirat, B. Kosata, tautomerism, A. Jenkins (aktualizowanie), 2006–, DOI10.1351/goldbook.T06252 (ang.).
  2. M.T. Reetz, T. Sell, R. Goddard. Chiral phosphoric acid diesters as ligands in asymmetric transition metal catalyzed hydrogenation. „Chimia”. 57, s. 290–292, 2003.