Keto-enolitautomeria

Keto-enolitautomeria on tautomerian laji, jossa karbonyyliyhdiste kuten ketoni, aldehydit tai esteri tautomerisoituu enoliksi. Yhdisteissä keto- ja enoli muodot esiintyvät kemiallisessa tasapainossa ja useimmiten tasapaino on vahvasti ketomuodon puolella.

Keto-enolitautomerian mekanismi
Keto-enolitautomerian edellytys on, että karbonyyliyhdisteessä on karbonyyliryhmän vieressä sp3-hybridisoitunut hiiliatomi, johon on kiinnittynyt vähintään yksi vetyatomi. Tautomeria tapahtuu molekyylinsisäisenä vedynsiirtona hiileltä hapelle ja samalla kaksoissidos muuttuu hiilen ja hapen välisestä kahden hiiliatomin väliseksi. Keto-enolitautomerian tasapainotila määräytyy tautomeerien stabiilisuuden perusteella. Yksinkertaiset karbonyyliyhdisteet esiintyvät tyypillisesti ketomuodoissa ja enolimuotoa on hyvin vähän. Esimerkiksi asetonille tautomerian tasapainovakio on 10-6. Tämä johtuu siitä, että karbonyyliryhmän kaksoissidos on hieman stabiilimpi kuin enolin hydroksyyliryhmä ja kahden hiiliatomin välinen kaksoissidos.

Joissakin tapauksissa enolimuoto on stabiili ja keto-enolitautomerian tasapaino on enolin puolella. Tähän syynä voi olla konjugaatio kuten fenolien tapauksessa tai vetysidos karbonyyliryhmän ja enolimuodon hydroksyyliryhmän välillä kuten β-dikarbonyyliyhdisteissä. Itse karbonyyliyhdisteen ominaisuuksien lisäksi keto-enolitautomeriaan vaikuttaa lämpötila ja liuoksissa myös liuotin.

Keto-enolitautomeria vaatii tyypillisesti katalyytiksi hapon tai emäksen. Happokatalyytti protonoi karbonyyliryhmän muodostaen oksoniumionin, jonka hiiliatomilta emäs, esimerkiksi vesi, poistaa protonin muodostaen enolin. Emäskatalysoidussa tautomeriassa emäs ottaa ensin protonin hiileltä ja happo luovuttaa protonin näin syntyneelle enolaatti-ionille muodostaen enolin.

Lähteet

Aiheesta muualla 

Orgaaniset reaktiot