Виды таутомерии | Кето-енольная | Имин-енаминная | Органическая химия

Ссылки для покупки следующих товаров: Микрофон Blue Snowball iCE для записи и стриминга: https://amzn.to/2XjpdND Беспроводной графический планшет HUION Inspiroy Q11K V2: https://amzn.to/3npOPDf В этом видео я объясню несколько типов таутомерии. Кето-енольная таутомерия Альдегиды и кетоны являются в некоторой степени ликантропными химическими соединениями. Возьмем ацетон. Он ведет себя как обычный полярный апротонный растворитель, что делает его полезной средой для реакций SN2; он легко реагирует с нуклеофилами, такими как енолаты, реактивы Гриньяра и амины; и на несколько единиц pKa менее кислый, чем спирты (~20 против 16). Такое химическое поведение отражает тот факт, что он проводит большую часть времени в форме кетона с электрофильным карбонильным атомом углерода. Он хорошо и стабильно работает. Его используют для мытья стеклянной посуды или в качестве растворителя для краски. Но очень редко (для ацетона в воде это происходит примерно в 6600 раз реже при 23 °C) ацетон претерпевает трансформацию в свою альтернативную форму — енольный ацетон. [ПРИМЕЧАНИЕ: константа равновесия в воде равна 1 x 10^-8] И, как следует из названия, енольный ацетон — изомер, а не резонансная форма — обладает характеристиками как алкенов, так и спиртов: он может участвовать в водородных связях через группу OH, является кислотным по отношению к кислороду и реагирует с электрофилами (например, с альдегидами в реакции Альдольной конденсации). Короче говоря, енольный ацетон отличается от кето-ацетона по полярности, кислотности и нуклеофильности, подобно тому как оборотни отличаются от обычных людей обильной шерстью, ночным буйством и своеобразными пищевыми привычками. Причина смещения равновесия влево заключается в энергиях связей. Кето-форма имеет связи C–H, C–C и C=O, тогда как енол имеет связи C=C, C–O и O–H. Сумма первых трех составляет около 359 ккал/моль (1500 кДж/моль), а вторых трех — 347 ккал/моль (1452 кДж/моль). Следовательно, кето-форма термодинамически более стабильна на 12 ккал/моль (48 кДж/моль). Хотя кето-форма наиболее стабильна для альдегидов и кетонов в большинстве случаев, существует несколько факторов, которые смещают равновесие в сторону енольной формы. Те же факторы, которые стабилизируют алкены или спирты, также стабилизируют енольную форму. Есть два сильных фактора и три более тонких фактора. Основные (2): 1. Ароматичность. Фенолы теоретически могут существовать в кето-формах, но енольная форма значительно предпочтительнее благодаря ароматической стабилизации. 2. Водородные связи. Близлежащие акцепторы водородных связей стабилизируют енольную форму. Когда рядом находится основная группа Льюиса, енольная форма стабилизируется за счет внутренних водородных связей. Вот еще три тонких эффекта в кето-енольной таутомерии: 3. Растворитель. Растворитель также может играть важную роль в относительной стабильности енольной формы. Например, в бензоле енольная форма 2,4-пентандиона преобладает в соотношении 94:6 над кето-формой, тогда как в воде эти цифры почти полностью меняются. Что происходит? В полярном протонном растворителе, таком как вода, неподеленные электронные пары будут участвовать в образовании водородных связей с растворителем, что делает их менее доступными для образования водородных связей с енольной формой. 4. Сопряжение. π-системы немного похожи на хлопья Cheerios в молоке: если есть выбор, они стремятся соединиться друг с другом, а не оставаться изолированными. Поэтому в изображенной молекуле более выгодным таутомером будет тот, что слева, где двойная связь соединена сопряжением с фенилом. 5. Замещение. В отсутствие стерических факторов увеличение замещения у атома углерода стабилизирует енольную форму. Енолы тоже являются алкенами, поэтому любые факторы, стабилизирующие алкены, будут стабилизировать и енолы. При прочих равных условиях термодинамическая стабильность двойных связей возрастает с увеличением замещения. Поэтому в приведенном выше примере енол слева должен быть более стабильным. Как вы, возможно, догадываетесь, «при прочих равных условиях» звучит как серьезное предостережение. Так и есть – прочие условия редко бывают равными. Но это тема для другого дня – или, скорее всего, для другого курса. #ТипыТаутомерии #Таутомерия #КетоЭнольнаяТаутомерия #ИминЭнаминТаутомерия #ОрганическаяХимия #Кематография