互變異構

定義

互變異構，又稱為平衡異構現象，不同官能團異構體處於動態平衡，能很快地相互轉變，是一種特殊的官能團異構。1885年，有機化學家拉爾第一次提出這個概念。

互變異構轉變歷程

正離子移變

分子中原子或者原子團以正離子形式發生轉移，這種過程稱為正離子轉變。

（1）單分子質子轉變歷程

這一歷程表示，失去質子和得到質子是分步進行的，一般酸性較強的物質或極性較強的溶劑，有利於這一歷程進行。在酸催化下，則是藉助“O”的質子化來催化進行的。

（2）雙分子質子轉變歷程

當化合物酸性很弱時，物質不能向上述的歷程那樣出現負離子，而是質子由一個位置轉移到另一個位置是協同進行的。

負離子移變

（1）單分子歷程

特點：形成碳正離子中間體

（2）雙分子歷程

特點：協同歷程

（3）分子內歷程

鄰苯二甲酸酯在酸催化下的互變異構就是分子內的負離子移變。

重要的結構-烯醇式互變

酮式-烯醇式互變

酮式-烯醇式互變是指因酮或醛和烯醇之間的化學平衡。在有機化學中，酮-烯醇互變異構(Keto-Enol Tautomerism)是指因酮或醛和烯醇之間的化學平衡。酮或醛和烯醇稱為互變異構體。此平衡出現的原因是，酮和醛等羰基化合物具有酸性的α-質子，在不同的PH值下進行質子的轉移，形成酮式和烯醇式。所以，烯醇式是酮和醛的一種存在形式，不同的酮在溶液中，有不同的烯醇式含量，可以經由H核磁共振所測定。一般烯醇式的含量由5%至95%不等，視乎羰基化合物的結構、溫度、溶劑和pH值等。

舉例說明

某些有機化合物的結構以兩種官能團異構體互相迅速變換而處於動態平衡的現象。例如，乙醯乙酸乙酯是酮式和烯醇式的平衡混合物：在乙醯乙酸乙酯中加入能與酮作用的足夠試劑後，乙醯乙酸乙酯將全部以酮式起反應；同樣，加入足夠量的烯醇試劑後，則能全部以烯醇式起反應。酮式中的活潑亞甲基由於同時受兩個吸電子的羰基影響，其氫原子變得很活潑，容易作為氫離子離開，同時使活潑亞甲基的碳原子上的電子對發生共軛轉移，負電荷落在內氧原子上。分子中的兩個羰基的親電子性能不同，酮的羰基親電性較強，氧上容易帶有負電荷，形成烯醇式結構。酮式和烯醇式迅速互相變換，互為變異構體。這兩種異構體在低溫（-78℃）時互變速率很慢，可將它們分開。此外，還有環已酮的酮式和烯醇式的互變異構現象等。