互變異構(gòu)

?指一類特殊的同分異構(gòu)現(xiàn)象。其特點(diǎn)是含有雜原子(如氮、氧或硫原子)的兩個(gè)同分異構(gòu)體，其結(jié)構(gòu)差異僅在于質(zhì)子和相應(yīng)的雙鍵的遷移，且這兩個(gè)異構(gòu)體共存于一個(gè)平衡體系中，以相當(dāng)高的速率互相變換著。酮-烯醇互變異構(gòu)是較普遍的現(xiàn)象，它可以被酸或堿所催化。

互變異構(gòu)可被以下因素催化:

堿--去質(zhì)子化 → 生成離域的陰離子，如烯醇負(fù)離子 → 發(fā)生在相鄰位置的質(zhì)子化酸--質(zhì)子化 → 生成離域的陽離子 → 發(fā)生在相鄰位置的去質(zhì)子

互變異構(gòu)(tautomerism)

某些有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)以兩種官能團(tuán)異構(gòu)體互相迅速變換而處于動態(tài)平衡的現(xiàn)象。例如，乙酰乙酸乙酯是酮式和烯醇式的平衡混合物:

在乙酰乙酸乙酯中加入能與酮作用的足夠試劑后，乙酰乙酸乙酯將全部以酮式起反應(yīng);同樣，加入足夠量的烯醇試劑后，則能全部以烯醇式起反應(yīng)。酮式中的活潑亞甲基-CH2-由于同時(shí)受兩個(gè)吸電子的羰基影響，其氫原子變得很活潑，容易作為氫離子離開，同時(shí)使活潑亞甲基的碳原子上的電子對發(fā)生共軛轉(zhuǎn)移，負(fù)電荷落在內(nèi)氧原子上。分子中的兩個(gè)羰基的親電子性能不同，酮的羰基親電性較強(qiáng)，氧上容易帶有負(fù)電荷，形成烯醇式結(jié)構(gòu)。酮式和烯醇式迅速互相變換，互為變異構(gòu)體。這兩種異構(gòu)體在低溫(-78℃)時(shí)互變速率很慢，可將它們分開。此外，還有環(huán)已酮的酮式和烯醇式的互變異構(gòu)現(xiàn)象等。

價(jià)互變異構(gòu):分子中某些成鍵電子重新組合產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)異構(gòu)體,它包含原子的移動,但不是原子的遷移。

包括:

keto-enol tautomerism 酮-烯醇互變異構(gòu)

phenol-keto tautomerism 酚-酮互變異構(gòu)

imine-enamine tautomerism 亞胺-烯胺互變異構(gòu)

ring-chain tautomerism 環(huán)-鏈互變異構(gòu)

常見的互變異構(gòu)包括:

酮 - 烯醇，例:丙酮。參見酮-烯醇互變異構(gòu)。酰胺 - 亞胺酸，例:腈水解反應(yīng)。內(nèi)酰胺 - 內(nèi)酰亞胺，雜環(huán)中的酰胺-亞胺酸互變異構(gòu)，例:鳥嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。烯胺 - 亞胺烯胺 - 烯胺，例:磷酸吡哆醛催化的酶反應(yīng)。

質(zhì)子轉(zhuǎn)移互變異構(gòu)(Prototropic tautomerism)可以看作酸堿反應(yīng)的一種，涉及質(zhì)子的轉(zhuǎn)移。

環(huán)內(nèi)互變異構(gòu)(Intra-annular tautomerism)是質(zhì)子轉(zhuǎn)移互變異構(gòu)的一種，其中質(zhì)子可以占雜環(huán)中的兩個(gè)或多個(gè)位置，例如:1H-和3H-咪唑;1H-、2H-和4H-1,2,4-三唑;1H-和2H-異吲哚。

環(huán)-鏈互變異構(gòu)(Ring-chain tautomerism)也是質(zhì)子轉(zhuǎn)移互變異構(gòu)的一種，還伴隨有化合物鏈狀結(jié)構(gòu)與環(huán)狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化，例如葡萄糖的醛式和吡喃式。

價(jià)互變異構(gòu)(Valence tautomerism)涉及化合物成鍵電子的迅速重組，例如瞬烯以及某些雜環(huán)化合物中存在的鏈狀-環(huán)狀互變，如疊氮化物 - 四唑。價(jià)互變異構(gòu)體與共振結(jié)構(gòu)和內(nèi)消旋化合物不同，涉及化合物的分子結(jié)構(gòu)是不同的。

疏水參數(shù)計(jì)算參考值(XlogP):2.4

氫鍵供體數(shù)量:1

氫鍵受體數(shù)量:3

互變異構(gòu)體數(shù)量:4

拓?fù)浞肿訕O性表面積(TPSA):63.4

重原子數(shù)量:11

復(fù)雜度:154

共價(jià)鍵單元數(shù)量:1