تعادل­های توتومری بین دو یا چند ساختار ایزومری اتفاق می­افتد. توتومریسم پیچیده است و به چندین پدیده وابسته است: انواع مختلف گروه­های مهاجر (الکتروفیل یا نوکلئوفیل)، خواص آنیونی و کاتیونی و توتومریسم مربوط به مهاجرت گروههای خنثی. برای مثال اتم هیدروژن در بازهای آلی DNA می­تواند روی اتم­های نیتروژن و یا اكسیژن حلقه جابه­جا شود، این تغییر موقعیت اتم هیدروژن برروی حلقه باز آلی را توتومریزاسیون می­گویند كه در نتیجه آن آدنین و سیتوزین به فرم آمینو (Amino) و ایمینو (Imino) و بازهای گوانین و تیمین به فرم کتو (Keto) و انول  (Enol)تغییر می­کنند.

همچنین بسیاری داروها و یا مولکول­های فعال بیولوژیکی می­توانند دو یا چند ساختار توتومری داشته باشند که در آنها مهاجرت پروتون از یک مکان به مکان دیگر مولکول اتفاق می­افتد. در اهمیت پروتوتراپی می­توان به توتومرهای آدنین اشاره کرد. آدنین به طور طبیعی با تیمین،

 جفت می­شود ولی فرم ایمینو آدنین، سیتوزین است که در این صورت کد اشتباه خوانده می­شود و باعث جهش می­شود. بنابراین اهمیت شناخت پتانسیل سیستم­های هتروآروماتیک برای توتومریزاسیون و نقش توتومرها در اکتیویته بیولوژیکی مشخص می­شود.

شکل1‑1: پروتوتراپی توتومرهای آدنین

توتومریسم روی ساختار دقیق داروها اثر گذاشته و بنابراین توانایی برهم­کنش آن­ها با سیستمهای بیولوژیکی را تحت تاثیر قرار می­دهد. دانستن فرم­های مختلف توتومری داروها اجازه تفسیر بهتر مکانیسم واکنش­ها را تحت شرایط فیزیولوژیکی به ما می­دهد. بنابراین توتومری در فرایند کشف دارو نقش مهمی ایفا می­کند.

تعادل توتومری وابسته به ثابت دی­الکتریک حلال است. همچنین تعادل به شدت دما نیز وابسته است. چون در سیستم­های بیولوژیکی با medium آبی (خون یا پلاسما) ویا non-protic medium (غشاء سلول) روبرو هستیم، بنابراین قطبیت medium مهم است. بنابراین در مطالعه ما، بررسی فاکتورهای ترمودینامیکی نیز اهمیت دارد. همچنین مثلا اگر زیر PH بیولوژیکی (2/7) قرار گیرد ممکن است مولکول به صورت آنیونی وجود داشته باشد و این مسئله در مورد مثلاً داروهای گاستریک (نگسیوم و پروتونیکس) مشکلاتی را ایجاد می­کنند. در این مورد تأثیری که گروهای جانبی در ساختار دارند را نمی­توان نادیده گرفت. در این تحقیق ما برآنیم که روی تعادل توتومری داروهای نگسیوم و پروتونیکس و لامیوودین در حلالهای مختلف بحث کنیم.

این دو دارو از دسته داروهای بازدارنده های پمپ پروتون هستند که عمل اصلی آنها کاهش دراز مدت تولید اسید معده می­باشند. البته عملکرد آنها وابسته به بازیسیته حلقه پیریدینی است که پمپ پروتونی سیستم معده و روده را کنترل می­کند. چون هیچ تحقیق جدی روی توتومریزاسیون پروتوتراپی داروهای نگسیوم و پروتونیکس انجام نشده است در این تحقیق قسمتی از مطالعه ما روی آنها انجام شد و همچنین روی داروی لامیوودین که مانند نگسیوم و پروتونیکس دارای گوگرد در ساختار خود است مطالعاتی انجام شد.

در این تحقیق برای تمام توتومرها محاسباتNMR ,IR, NBO به روش B3LYP در سری پایه  6-31G* [5] در حلال­های مختلف انجام شد. همچنین پارامترهای بار طبیعی، الکترون­های ظرفیتی الکترون­های مغزی، جمعیت کل الکترون­ها، جابه­جایی شیمیایی، ثابت پوششی ایزوتروپیک، گپ انرژی، پتانسیل شیمیایی،  Δnmax،انرژی رزونانس، ممان دو قطبی و الکتروفیلیسیتی مورد بررسی قرارگرفت و نتایج حاصل از طریق مقایسه جداول و نمودارها مورد بحث و تجزیه و تحلیل قرارگرفتند.