Введение

Молекула, содержащая равное количество положительных и отрицательных функциональных групп. В химии, звиттерион (/t//s//v//ɪ//t//ə/,/r//aɪ//ə//n/ TSVITəryeən;), также называемый внутренней солью или диполярным ионом, – это молекула, содержащая равное количество положительно и отрицательно заряженных функциональных групп. Например, для аминокислот в растворе устанавливается химическое равновесие между "исходной" молекулой и звиттерионом. Бетаины – это звиттерионы, которые не могут изомеризоваться в полностью нейтральную форму, например, когда положительный заряд локализован в четвертичной аммониевой группе. Аналогично, молекула, содержащая группу фосфония и карбоксилатную группу, не способна к изомеризации.

Другие соединения

Сульфамовая кислота кристаллизуется в форме звиттериона. В кристаллах антраниловой кислоты содержится две молекулы в элементарной ячейке. Одна молекула находится в форме звиттериона, а другая – нет. В твердом состоянии H4EDTA представляет собой звиттерион, с двумя протонами, перешедшими от карбоксильных групп к атомам азота. В псилоцибине протон на диметиламиновой группе подвижен и может переходить к фосфатной группе, образуя соединение, которое не является звиттерионом.

Теоретические исследования

Результаты теоретических расчетов могут дать понимание равновесия в растворе. Например, для пиридоксалфосфата, одной из форм витамина B6, в водном растворе теоретически предсказано равновесие, смещенное в сторону таутомерной формы, в которой протон перемещается от фенольной группы OH к атому азота. Поскольку таутомеры являются различными соединениями, их структуры иногда достаточно отличаются, чтобы их можно было независимо обнаружить в смеси. Это позволяет экспериментально анализировать равновесие.

Бетаины и аналогичные соединения

Соединение триметилглицин, выделенное из сахарной свеклы, получило название "бетаин". Позже были обнаружены другие соединения, содержащие тот же структурный мотив – четвертичный атом азота с карбоксилатной группой, соединенной с ним через связь –CH2–. В настоящее время все соединения, включающие этот мотив в свою структуру, известны как бетаины. Бетаины не изомеризуются, поскольку химические группы, присоединенные к атому азота, не являются подвижными. Эти соединения можно отнести к постоянным цвиттер-ионам, так как изомеризация в молекулу, не имеющую электрического заряда, не происходит или протекает очень медленно. Другие примеры постоянных цвиттер-ионов включают фосфатидилхолины, которые также содержат четвертичный атом азота, но с отрицательно заряженной фосфатной группой вместо карбоксилатной группы; сульфобетаины, содержащие четвертичный атом азота и отрицательно заряженную сульфонатную группу; и легочные сурфактанты, такие как дипальмитоилфосфатидилхолин. Лаурамидопропилбетаин является основным компонентом кокамидопропилбетаина.

Конъюгированные звитерионы

Сильно поляризованные сопряжённые соединения (сопряжённые цвиттерионы) обычно обладают высокой реакционной способностью, проявляют дирадикальный характер, активируют прочные связи и малые молекулы и выступают в качестве нестабильных промежуточных соединений в катализе. Донорно-акцепторные системы широко используются в фотохимии (фотоиндуцированный перенос электрона), органической электронике, переключении и сенсорике.