Põhierinevus fluxionaalsuse ja tautomerismi vahel seisneb selles, et voolavus viitab mõne või kõigi aatomite vahetusele molekulis, samas kui tautomerism viitab prootonite vahetusele molekulide vahel.
Mõlemad terminid fluxionaalsus ja tautomeeria viitavad aatomi(te) vahetamisele erinevate positsioonide, näiteks teljesuunalise ja ekvatoriaalse asendi vahel. Kui need erinevad positsioonid asuvad samal molekulil, siis on see voolavus. Aga kui aatom, mida vahetatakse, on vesinikuaatom (prooton) ja positsioonid on kahes erinevas molekulis, nimetatakse seda tautomeeriaks.
Mis on voolavus?
Fluksionaalsus viitab molekuli võimele läbida dünaamikat nii, et mõned või kõik molekulis olevad aatomid on sümmeetriaga samaväärsete positsioonide vahel vahetatud. Peaaegu kõik meile teadaolevad molekulid on mingil määral fluxionaalsed. Hea näide on orgaanilistes ühendites toimuvad sidemete pöörlemised.
Tavaliselt loeme molekuli fluxionaalseks, kui selle spektroskoopiline signatuur näitab keemilise vahetuse tõttu joonte laienemist. Kuid mõnikord ei saa me seda voolavuse omadust spektroskoopia abil aeglase vahetuskiiruse tõttu tuvastada. Sellistes kontekstides saame tuvastamiseks kasutada isotoopmärgistamise meetodit.
Joonis 01: Fosforpentafluoriidi keemiline struktuur
Tüüpiline molekul, millel on voolavus, on fosforpentafluoriid. Arvestades selle fluoriidi-NMR spektrit, on sellel 31P-sidestatud dublett. See näitab, et molekulis on fluori aatomid ekvatoriaalses ja aksiaalses asendis ning need vahetuvad NMR-spektroskoopia käigus kiiresti.
Mis on tautumerism?
Tautomerism on keemia mõiste, mis kirjeldab mitmete ühendite mõju, mis on prootoni ümberpaigutamise kaudu võimelised vastastikku muundama. See toime avaldub kõige sagedamini orgaanilistes ühendites, nagu aminohapped ja nukleiinhapped. Selle interkonversiooni protsessi tuntakse tautomerisatsioonina, mis on teatud tüüpi keemiline reaktsioon. Siin tähendab prootonite ümberpaigutamine vesinikuaatomi vahetust kahe teise aatomivormi vahel. Vesinikuaatom moodustab kovalentse sideme uue aatomiga, mis võtab vastu vesinikuaatomi. Tautomeerid eksisteerivad üksteisega tasakaalus. Need esinevad alati ühendi kahe vormi segus, kuna nad püüavad valmistada eraldi tautomeerset vormi.
Joonis 02: Tautomerism fenoolis
Tautomerisatsiooni käigus molekuli süsiniku karkass ei muutu. Muutub ainult prootonite ja elektronide asukoht. Tautomerisatsioon on molekulisisene keemiline protsess, mille käigus muundatakse tautomeeri üks vorm teiseks vormiks. Tavaline näide on keto-enool-tautomerism. See on happe või aluse katalüüsitud reaktsioon. Tavaliselt on orgaanilise ühendi ketovorm stabiilsem, kuid mõnes olekus on enoolvorm stabiilsem kui ketovorm.
Mis vahe on fluxionaalsusel ja tautumerismil?
Nii terminid fluxionaalsus kui ka tautomeeria viitavad aatomi(te) vahetamisele erinevate positsioonide vahel. Peamine erinevus fluxionaalsuse ja tautomerismi vahel seisneb selles, et fluxionaalsus viitab mõne või kõigi aatomite vahetusele molekulis, samas kui termin tautomerism viitab prootonite vahetusele molekulide vahel. Veelgi enam, fluxionaalsus esineb samas molekulis, samas kui tautomeeria esineb kahe molekuli vahel.
Järgmine tabel võtab kokku fluxionaalsuse ja tautomeerilisuse erinevused.
Kokkuvõte – fluxionaalsus vs tautumerism
Nii fluxionaalsus kui tautomeeria viitavad aatomi(te) vahetamisele erinevate positsioonide vahel. Peamine erinevus fluxionaalsuse ja tautomerismi vahel on see, et fluxionaalsus viitab mõne või kõigi aatomite vahetusele molekulis, samas kui termin tautomerism viitab prootonite vahetusele molekulide vahel.
