¿Cómo los siguientes compuestos muestran tautomerismo?

Los tautómeros son isómeros de un compuesto que difieren solo en la posición de los protones y electrones. El esqueleto de carbono del compuesto no ha cambiado. Una reacción que implica una simple transferencia de protones de forma intramolecular se denomina tautomerismo.
Este compuesto mostrará tautomerismo ceto-enol.

El tautomerismo de ceto-enol es un proceso muy común, y es catalizado por ácido o base. Típicamente, la forma ‘ceto’ del compuesto es más estable, pero en algunos casos la forma ‘enol’ puede ser más estable.

El tautomerismo ceto-enólico es un rápido equilibrio químico entre una forma ceto y enólica de un compuesto carbonílico.

La forma ceto suele ser la más estable, pero algunas características estructurales pueden favorecer el enol.

Debe haber un sp3

α-hidrógeno al lado del carbono carbonílico para que ocurra tautomerismo.

El α-hidrógeno termina en el átomo de oxígeno y se forma un enlace C = C entre el carbono α y el carbono carbonilo original.

Este compuesto tiene un sp³ α-hidrógeno en C-6 que puede formar un enol en C-1. También tiene un α-hidrógeno en C-5 que puede formar un enol en C-4. El enol formado es benceno-1,4-diol (hidroquinona):

La estabilización de resonancia en el anillo de benceno conduce la posición de equilibrio hacia la forma enólica.

Otro compuesto no tiene átomos de sp-α-hidrógeno, por lo que no puede sufrir tautomerismo ceto-enólico.

El siguiente nivel

Un α-hidrógeno no es necesario si el grupo carbonilo está conjugado y hay un γ-hidrógeno.

Por ejemplo, en 6,6-dimetilciclohex-2-enona, el γ-hidrógeno es ácido porque su base conjugada se estabiliza por resonancia con el grupo carbonilo.

Por lo tanto, el compuesto muestra tautomerismo.

El tautomerismo, con el propósito de comprender, puede describirse como un cambio en la posición de un átomo en el compuesto, que conduce a un cambio en el grupo funcional y el número de enlaces simples / dobles. Los tautómeros son isómeros, es decir, tienen la misma fórmula química, pero diferentes estructuras. En muchos casos, los tautómeros de un compuesto coexisten y se consideran el mismo compuesto, aunque sus estructuras son diferentes. Los protones son a menudo los átomos que cambian de posición.

Al llegar al compuesto anterior, el tautomerismo mostrado es el tautomerismo ceto-enólico. Como su nombre lo indica, el compuesto ‘ceto’ (uno con un grupo carbonilo) se tautomeriza en un compuesto ‘enol’ (que contiene un grupo alcohólico; tenga en cuenta que el doble enlace en el grupo carbonilo ‘desaparece’ cuando se convierte en un grupo alcohólico, pero hay un problema: la doble banda ‘perdida’ aparece en otro lugar del compuesto, como veremos, de modo que la insaturación general sigue siendo la misma).

La siguiente imagen ilustra el mecanismo:
En nuestro compuesto, la tautomerización es al revés, es decir, de ceto a enol. Y hay otro punto a considerar. Dado que el anillo de benceno es extremadamente estable, habrá dos cambios, dando fenol (un compuesto aromático y por lo tanto estable) como producto final.

Los hidrógenos ácidos son átomos de hidrógeno unidos directamente a átomos altamente electronegativos como el nitrógeno u oxígeno. Estos son los pequeños átomos energéticos que se desprenden fácilmente como protones.

Imágenes: Wikipedia