Tautomeria

A isomeria plana ou constitucional é aquela em que dois ou mais compostos possuem a mesma fórmula molecular, mas se diferenciam por algum aspecto em sua fórmula estrutural plana. Um dos tipos de isomeria constitucional é a tautomeria, que é a única que é dinâmica, ou seja, os isômeros coexistem em um mesmo sistema em equilíbrio dinâmico.

Isso ocorre sempre em sistemas líquidos, e os principais exemplos de tautomeria ocorrem com enóis, aldeídos e cetonas, como será mostrado mais adiante neste texto. Essa isomeria ocorre com esses compostos porque eles possuem um elemento muito eletronegativo (o oxigênio) ligado a um carbono insaturado, isto é, que faz uma dupla ligação. Desse modo, o oxigênio atrai fortemente os elétrons da dupla ligação, que é fraca e fácil de se deslocar, e um isômero transforma-se no outro.

Veja um exemplo abaixo de um equilíbrio aldoenólico, isto é, entre um aldeído e um enol, que possuem a mesma fórmula molecular C₂H₄O:

        Etanal                                      Etenol
            O                                                 OH   
            ║                                                   │
H₃C — C — H              ↔             H₂C ═ C — H                           
      aldeído                                   enol

Esse equilíbrio existe quando uma solução de aldeído acético (etanal) é preparada, sendo que uma pequena parte se transforma em etenol, que, por sua vez, regenera-se novamente em aldeído, estabelecendo o equilíbrio dinâmico.

Observe que a diferença entre esses isômeros está no grupo funcional, assim, a tautomeria é um caso particular de isomeria plana de função.

Veja outro exemplo de tautomeria aldoenólica, em que temos no equilíbrio o propanal (aldeído) e o propenol (enol), cujas fórmulas moleculares são: C₃H₆O. Note que o átomo de hidrogênio do carbono vizinho migra para o oxigênio da carbonila:

A seguir, temos uma tautomeria cetoenólica, ou seja, entre uma cetona e um enol:

        Prop-1-en-2-ol                     Propanona
          OH                                                      O                                              
           │                                                        ║                                           
H₂C ═ C — CH₃                    ↔         H₃C — C — CH₃                   
         ENOL                                     CETONA

A tautomeria cetoenólica ocorre com uma molécula muito importante, a guanina, uma das bases nitrogenadas que compõem a dupla-hélice de nosso DNA. Na figura abaixo, temos a guanina emparelhando-se com a citosina, sendo que é somente com essa molécula que a guanina se emparelha no DNA:

Agora veja o equilíbrio cetoenólico da guanina: