Таутомерія

Таутомерія етаналь—етенол

Таутомéрія (грец. Ταύτίς — той самий і грец. μέρος — міра) — особлива форма структурної ізомерії, за якої два або більше ізомери легко переходять один в одного. Найчастіше це відбувається за рахунок переносу атома водню.

Реакція такого перетворення називається реакцією таутомеризації. Цей процес відбувається з обов'язковим розривом одних хімічних зв'язків та утворенням інших між атомами одної молекули (внутрішньомолекулярна таутомерія) чи молекулярного агрегата (міжмолекулярна таутомерія). Таутомери є різними хімічними речовинами.

Загальний опис

При таутомерії встановлюється хімічна рівновага й система одночасно містить молекули всіх ізомерів (таутомерів) у певному співвідношенні. Явище таутомерії відкрито у 1876 році О. М. Бутлеровим та введено в хімію як поняття у 1885 році німецьким хіміком Конрадом Лааром.

Таутомерія помітно проявляється для цілого ряду речовин. Так, наприклад, вже синильна кислота існує в розчинах у двох таутомерних формах:

$\mathrm {H\!-\!C\!\equiv \!N\rightleftharpoons H\!-\!N^{+}\!\equiv \!C^{-}} .$

З причини швидкого переходу двох таутомерних форм одна в одну часто неможливо практично виділити одну з декількох таутомерних форм.

Види таутомерії

Часто, але не завжди, реакцію таутомеризації можна представити як міграцію певної групи атомів між двома центрами молекули.

Валентна таутомерія

Прості оборотні та, як правило, швидкі процеси ізомеризації чи вироджені перегрупування, які включають утворення і розрив простих та/чи подвійних зв’язків, без міграції атомів або груп. Прикладом можуть слугувати окремі електроциклічні реакції.

Катіонотропна таутомерія

Таутомерія, зумовлена міграцією позитивно заряджених атомів чи груп, пр., H⁺, M⁺ — прототропія і металотропія відповідно, як окремі випадки. Синонімічна назва — катіонотропія.

Зокрема, в ненасичених сполуках міграція позитивно заряджених атомів чи груп може приводити до зміни положення подвійного зв'язку.

Найвідоміші види прототропної таутомерії з прикладами:

• Кето-єнольна таутомерія — взаємоперетворення кетону з α-ненасиченим спиртом.

• Лактим-лактамна таутомерія — взаємоперетворення лактима з лактамом.

• Аци-нітро-таутомерія — взаємоперетворення α-нітроалкільних сполук (у нейтральному або лужному середовищі) на їхню аци-форму (нітронову кислоту).

Аніонотропна таутомерія

Таутомерія, зумовлена міграцією негативно заряджених атомів чи груп атомів. Може відбуватися за складнішим механізмом, аніж прямий перенос аніона.

Див. також

• Прототропія
• Аніонотропія
• Ацилотропія
• Фототаутомерія

Посилання

• IUPAC-tautomerization. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the «Gold Book»). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997), DOI:10.1351/goldbook.T06253.
• IUPAC-tautomerism. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the «Gold Book»). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997), DOI:10.1351/goldbook.T06252.

Джерела

• Таутомерия // Химическая энциклопедия : в 5 т. / гл. ред. Н. С. Зефиров. — М. : Большая Рос. энцикл., 1995. — Т. 4 : Полимерные материалы — Трипсин. — Стб. 990. — Библиогр. в конце ст. — ISBN 5-85270-092-4.(рос.)
• Глосарій термінів з хімії / уклад. Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Дон. : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.