Coloque os seguintes compostos em ordem crescente de basicidade. Justifique
NH2

N

N

Passo 1

O enunciado pede para ordenar, em ordem crescente de basicidade em água, as aminas cujas fórmulas são dadas pelos SMILES:
NH2
,
N
e
N
.
O conteúdo é básico de química orgânica: basicidade de aminas em meio aquoso, que depende da densidade eletrônica no nitrogênio (efeito indutivo de grupos alquila) e da estabilidade do cátion formado (solvatacão/efeito estérico).

Passo 2

Vamos primeiro identificar e classificar cada composto:
– Amina 1 (SMILES CCCC N) é a 1-butilamina, estruturalmente
CH3CH2CH2CH2NH2
e é uma amina primária.
– Amina 2 (SMILES CC N(C)C) é a N,N-dimetiletanamina, isto é
CH3CH2N(CH3)2
e é uma amina terciária com dois grupos metila e um etila.
– Amina 3 (SMILES CCC N(C)C) é a N,N-dimetilpropanamina, isto é
CH3CH2CH2N(CH3)2
e também é uma amina terciária, mas com um grupo propila e dois metilas.

Passo 3

Teoria de base em água: a basicidade mede a facilidade de uma amina em aceitar um próton, o que equivale à estabilidade do íon conjugado R3NH^+.
1. Efeito indutivo ( +I): grupos alquila doam elétrons ao nitrogênio, aumentando sua densidade eletrônica e, em princípio, favorecendo a protonação. Quanto maior o número de carbonos ligados, mais forte o efeito indutivo.
2. Solvatacão/estérico: após protonação, o cátion precisa ser estabilizado pela água via ligações de hidrogênio. Grupos volumosos atrapalham essa solvatacão, diminuindo a estabilidade do cátion e, portanto, a basicidade em meio aquoso.

Passo 4

Comparando as aminas terciárias (2) e (3):
– Ambas têm dois metilas, mas a amina 3 tem cadeia propila ( CH2CH2CH2) enquanto a 2 tem etila ( CH2CH3).
– A propila exerce efeito indutivo um pouco mais forte que a etila, mas também é mais volumosa, prejudicando mais a solvatacão do cátion.
Em geral, o aumento de volume em aminas terciárias reduz a basicidade mais que o ganho indutivo. Logo, amina 3 é menos básica que amina 2.

Passo 5

Comparando as aminas terciárias (2, 3) com a amina primária (1):
– A amina primária 1 tem apenas um grupo butila ( C4H9), um pouco volumoso mas permite boa solvatacão do cátion RNH3^+.
– As aminas terciárias, apesar de terem soma de radicais maior (doação indutiva total maior), sofrem solvatacão dificultada por serem mais volumosas em torno do nitrogênio.
Em água, costuma ocorrer: aminas primárias ≳ secundárias > terciárias, por conta da solvatacão. Assim, a 1-butilamina (1) será mais básica que as duas terciárias.

Resposta

A ordem crescente de basicidade em água é
CCCN(C)C < CCN(C)C < CCCCN

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