Tautomeria (zwana też dawniej desmotropią) zjawisko występowania w równowadze dwóch różnych związków chemicznych , posiadających tę samą liczbę, tych samych atomów w cząsteczce , ale inaczej z sobą połączonych.

Tautomery przechodzą jedne w drugie na skutek spontanicznej reakcji wewnątrzcząsteczkowej bez jakiegokolwiek udziału innych cząsteczek, choć często na tę równowagę ma wpływ środowisko - zwłaszcza temperatura , pH i stężenie . W chemii organicznej najczęściej spotykane rodzaje tautomerii są związane z przeskokiem atomu wodoru , z bardziej elektroujemnego atomu ( tlenu , azotu , siarki ) na atom węgla , lub też odwrotnie z atomu węgla na atom bardziej elektroujemny. W większości przypadków równowaga tautomeryczna jest przesunięta w stronę związku, w którym "ruchomy" atom wodoru jest związany z węglem.

Przykładem tautomerii jest np: enolizacja :

w trakcie której atom wodoru przeskakuje z atomu węgla na atom tlenu, na skutek czego grupa karbonylowa zostaje przekształcona w grupę hydroksylową i tworzy się podwójne wiązanie węgiel-węgiel. 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.

Innym przykładem tautomerii jest równowaga enaminowo - iminowa :

w trakcie której następuje przeskok atomu wodoru z atomu azotu na atom węgla. Podobnie jak w przypadku enolu, forma iminowa zdecydowanie dominuje nad formą enaminową.

Kolejny przykład to kwas fosforawy i jego estry . Zarówno sam kwas, jak i jego mono- i diestry występują prawie całkowicie w formie H-fosfonianowej. Siłą napędową takiego położenia równowagi fosforyn - H-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 ^[1].

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

Przypisy