Avainero fluxionaalisuuden ja tautomerian välillä on, että fluxionaalisuus viittaa joidenkin tai kaikkien atomien vaihtoon molekyylissä, kun taas tautomerismi viittaa protonien vaihtoon molekyylien välillä.
Sekä termit fluxionaalisuus että tautomerismi viittaavat atomien vaihtoon eri asemien, kuten aksiaalisen ja ekvatoriaalisen aseman, välillä. Jos nämä eri paikat sijaitsevat samassa molekyylissä, se on fluxionaalisuutta. Mutta jos atomi, joka vaihdetaan, on vetyatomi (protoni) ja paikat ovat kahdessa eri molekyylissä, sitä kutsutaan tautomeriaksi.
Mitä on fluxionality?
Fluxionaalisuus viittaa molekyylin kykyyn käydä läpi dynamiikkaa siten, että jotkin tai kaikki molekyylin atomeista vaihtuvat symmetriaa vastaavien paikkojen välillä. Melkein kaikki tuntemamme molekyylit ovat jossain määrin fluxionaalisia. Hyvä esimerkki ovat orgaanisissa yhdisteissä tapahtuvat sidoskierrot.
Yleensä katsomme, että molekyyli on fluxionaalinen, jos sen spektroskooppinen allekirjoitus osoittaa viivan levenemistä kemiallisen vaihdon vuoksi. Joskus emme kuitenkaan pysty havaitsemaan tätä fluxionaalisuuden ominaisuutta spektroskopialla hitaan vaihtonopeuden vuoksi. Tällaisissa yhteyksissä voimme käyttää isotooppileimausmenetelmää tähän havaitsemiseen.
Kuva 01: Fosforipentafluoridin kemiallinen rakenne
Tyypillinen molekyyli, jolla on juoksevuutta, on fosforipentafluoridi. Kun otetaan huomioon sen fluoridi-NMR-spektri, siinä on 31P-kytketty dupletti. Tämä osoittaa, että molekyylissä on fluoriatomeja ekvatoriaalisessa ja aksiaalisessa asennossa ja ne vaihtuvat nopeasti NMR-spektroskopian aikana.
Mitä tautomerismi on?
Tautomerismi on kemian käsite, joka kuvaa useiden yhdisteiden vaikutusta, jotka pystyvät muuntumaan keskenään protonin siirtämisen kautta. Tämä vaikutus on yleisin orgaanisissa yhdisteissä, kuten aminohapoissa ja nukleiinihapoissa. Tämän interkonversion prosessi tunnetaan tautomeroitumisena, joka on eräänlainen kemiallinen reaktio. Tässä protonien uudelleensijoittuminen tarkoittaa vetyatomin vaihtoa kahden muun atomimuodon välillä. Vetyatomi muodostaa kovalenttisen sidoksen uuden atomin kanssa, joka vastaanottaa vetyatomin. Tautomeerit ovat tasapainossa keskenään. Ne esiintyvät aina yhdisteen kahden muodon seoksena, koska ne yrittävät valmistaa erillisen tautomeerisen muodon.
Kuva 02: Tautomerismi fenolissa
Tautomerisaation aikana molekyylin hiilirunko ei muutu. Vain protonien ja elektronien sijainti muuttuu. Tautomerisaatio on molekyylinsisäinen kemiallinen prosessi, jossa tautomeerin yksi muoto muunnetaan eri muotoon. Yleinen esimerkki on keto-enolitautomerismi. Se on happo- tai emäskatalysoitu reaktio. Tyypillisesti orgaanisen yhdisteen ketomuoto on stabiilimpi, mutta joissakin tiloissa enolimuoto on stabiilimpi kuin ketomuoto.
Mitä eroa on fluxionaalisuuden ja tautomerismin välillä?
Sekä termit fluxionaalisuus että tautomerismi viittaavat atomin (atomien) vaihtamiseen eri asemien välillä. Keskeinen ero fluxionaalisuuden ja tautomerian välillä on, että fluxionaalisuus viittaa joidenkin tai kaikkien atomien vaihtoon molekyylissä, kun taas termi tautomerismi viittaa protonien vaihtoon molekyylien välillä. Lisäksi fluxionaalisuutta esiintyy samassa molekyylissä, kun taas tautomeriaa esiintyy kahden molekyylin välillä.
Seuraavassa taulukossa on yhteenveto fluxionaalisuuden ja tautomerian välisestä erosta.
Yhteenveto – Fluxionaalisuus vs tautomeria
Sekä fluxionaalisuus että tautomerismi viittaavat atomin (atomien) vaihtamiseen eri asemien välillä. Keskeinen ero fluxionaalisuuden ja tautomerian välillä on, että fluxionaalisuus viittaa joidenkin tai kaikkien atomien vaihtoon molekyylissä, kun taas termi tautomerismi viittaa protonien vaihtoon molekyylien välillä.
