شكل كيتو وإنول Keto-enol
- توجد الألدهيدات والكيتونات في محاليلها على هيئة شكل كيتو (Keto) وشكل إنول (enol).
- وتوضح المعادلة التالية التغيرات البنائية التي تحدث في المركب الألدهيدي أو الكيتوني الذي يحوي ذرة هيدروجين ألفا.
- تدعى ذرة الهيدروجين الواقعة على ذرة كربون مجاورة لمجموعة الكربونيل ذرة هيدروجين ألفا، وتدعى ذرة الكربون التي تحملها ذرة كربون ألفا، وتتصف ذرة الهيدروجين هذه بالحمضية.
- شكل كيتو في العادة أكثر ثباتاً لكثير من مركبات الكربونيل وعليه فإن الاتزان يكون ناحية اليسار.
- فذرة هيدروجين ألفا تنتزع بواسطة القاعدة ويتكون الأنيون (يسمى أيون الأنوليت enolate ion) الذي بإمكانه أن يتفاعل بإحدى طريقتين:
- إما بإضافة البروتون على ذرة كربون ألفا لاستعادة مركب الكربونيل الأصلي.
- وإما بإضافة البروتون على ذرة الأكسجين حيث يتكون الإنول.
- ومع أن كلا الشكلين التأرجحيين (أ ، ب) يسهم في الهجين إلا أنه من المتوقع اسهاماً أكبر للشكل التأرجحي (ب) لأن الأكسجين هو الأكثر سالبية كهربية وعليه فهو أقدر على استضافة البروتون.
- وعلى الرغم من ذلك فإنه يفضل الشكل التأرجحي (أ) بسبب القوة العالية للرابطة المزدوجة بين الأكسجين والكربون مقارنة بالرابطة المزدوجة بين ذرتي الكربون في (ب).
- وهكذا فإن مركبات الكربونيل البسيطة تكون كمية الإنول فيها صغيرة جداً.
- يشار إلى هذا النوع من التشابه isomerism حيث يكون الاختلاف بين المتشابهات فقط في مكان البروتون وموضع الرابطة المضاعفة، يشار إليه بالنزوح البروتوني tautamerism ويسمى المتشابهان توتومران tautamers ويتحول كل منهما للآخر بسهولة في وجود آثار من الحامض أو القاعدة.
- ولقد أشرنا سابقاً على أن الأغلبية العظمى لجزيئات المركب الكربونيلي تكون موجودة على هيئة شكل كيتو إلا أن الكمية البسيطة من شكل إنول تظهر بشكل جلي في الكثير من تفاعلات الألدهيدات والكيتونات.
- ومما تجدر الإشارة إليه أن مركبات الكربونيل التي تحتوي جزيئاتها على مجموعتي كربونيل تفصلهما ذرة كربون مشبعة B - dicarbonyl، فإن كمية الإنول أكبر بكثير من وجودها في مركبات الكربونيل البسيطة.
الأتزان بين شكلي كيتو - اينول
- يعتمد الاتزان بين شكلي كيتو وإنول عليها الثبات النسبي لهما في حالة وجودهما في المحلول ففي مثالنا السابق الشكل الانولي لإنه أكثر ثباتاً ويعزى ذلك لسببين:
(أ) توفر النظام المتناوب بشكل الانول.
(ب) توفر الربط الهيدروجيني الجسري في الجزىء بين ذرة هيدروجين مجموعة الهيدروكسيل الانولية وبين ذرة أكسجين مجموعة الكربونيل.
- إن الخاصية القطبية التي تتمتع بها مجموعة الكربونيل بالإضافة إلى الخاصية الحمضية لذرة هيدروجين ألفا في مركبات الكربونيل هما مفتاح التفاعلات التي تخضع لها الألدهيدات والكيتونات.