Tautomerie

Tautomery
Tautomery

Tautomerie (též tautomerismus, z řeckého "tauto" - stejný a "meros" - část[1]) je forma izomerie organických sloučenin, kdy mohou jednotlivé izomery (nazývané zde tautomery) snadno přecházet v jiné reakcí zvanou tautomerizace.[2][3] 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 strukturní 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.[4]

Mezi běžné tautomerní páry patří:

Prototropie

[editovat | editovat zdroj]

Nejčastější formou tautomerie je prototropie; vyznačuje se relokací protonu.[5] 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.[4]
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.[6] 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. azid – tetrazol 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. ↑ MCMURRY, John. Organická chemie. 6. vyd. [s.l.]: VŠCHT v Praze / VUT v Brně, 2007. ISBN 978-80-7080-637-1, ISBN 978-80-214-3291-8. 
  2. ↑ Smith MB, March J. Advanced Organic Chemistry. 5th ed.. vyd. New York: Wiley Interscience, 2001. ISBN 0-4715-8589-0. S. 1218–1223. 
  3. ↑ Katritzky AR, Elguero J, et al.. The Tautomerism of heterocycles. New York: Academic Press, 1976. Dostupné online. ISBN 0-1202-0651-X. 
  4. ↑ a b Roman M. Balabin. Tautomeric equilibrium and hydrogen shifts in tetrazole and triazoles: Focal-point analysis and ab initio limit. J. Chem. Phys.. 2009, s. 154307. doi:10.1063/1.3249968. 
  5. ↑ IUPAC Gold Book tautomerism
  6. ↑ IUPAC Gold Book valence tautomerization

Externí odkazy

[editovat | editovat zdroj]
  • Obrázky, zvuky či videa k tématu Tautomerie na Wikimedia Commons