O composto heterocíclico purina ocorre naturalmente na estrutura do DNA.
a) Em quais tipos de orbitais estão os pares de elétronsnão ligantes dos átomos de nitrogênio?
b) Quantos elétrons
a purina possui?
c) Porquê a purina é aromática?
a) Em quais tipos de orbitais estão os pares de elétronsnão ligantes dos átomos de nitrogênio?
b) Quantos elétrons
c) Porquê a purina é aromática?
Passo 1
O enunciado apresenta a purina, um heterociclo bicíclico presente no DNA, e pede três coisas:
- a) em que orbitais estão os pares não ligantes dos nitrogênios,
- b) quantos elétrons
pi ela possui, - c) por que ela é aromática.
Para resolver vamos usar conceitos de hibridação (svs p), contagem de elétrons π em sistemas conjugados e a regra de Hückel .
Passo 2
Na purina há quatro átomos de nitrogênio: dois na “porção pirimídica” (análogo à piridina) e dois na “porção imidazólica” (análogo ao imidazol).
• Os dois nitrogênios da porção pirimídica são do tipo piridina: cada um é e tem um par livre também em orbital
, esse par fica no plano do anel e não participa da conjugação π.
• Na porção imidazólica, um dos N é do tipo piridina (par em ) e o outro é do tipo pirrol (aquele que carrega o H,
no SMILES). O par livre do nitrogênio pirrol está num orbital
perpendicular ao plano do anel e participa da conjugação π.
• Os dois nitrogênios da porção pirimídica são do tipo piridina: cada um é
• Na porção imidazólica, um dos N é do tipo piridina (par em
Passo 3
Para contar os elétrons π da purina, somamos:
- Dois elétrons para cada dupla ligação. Na porção pirimídica há duas duplas (
elétrons) e na imidazólica também há duas duplas ( elétrons). - Além disso, só o par livre do nitrogênio pirrol contribui com mais 2 elétrons π.
Logo o total é
Passo 4
A purina é aromática porque:
- É cíclica e planar, permitindo sobreposição contínua de orbitais
. - Tem um sistema conjugado (todas as ligações e pares em orbital
formam um circuito fechado). - Possui
elétrons π, que satisfazem a regra de Hückel com . Isso garante estabilização aromática.
Resposta
a) Os pares livres dos N do tipo piridina estão em orbitais
; o par livre do N do tipo pirrol está em orbital
.
b) A purina possui elétrons π.
c) Porque é um anel bicíclico planar, totalmente conjugado, com (aqui
) elétrons π, obedecendo à regra de Hückel e garantindo aromatidade.
b) A purina possui
c) Porque é um anel bicíclico planar, totalmente conjugado, com