Explique cada uma das seguintes afirmativas, incluindo na explicação a definição dos termos em negrito.
Mesmo estando ligado a três grupos, apenas, o nitrogênio das aminas secundárias e terciárias é quiral se os grupos ligados forem diferentes entre si.

Passo 1

O enunciado afirma que, embora o nitrogênio em aminas secundárias e terciárias esteja ligado “apenas” a três grupos, ele pode ser um centro quiral se esses três grupos forem diferentes entre si. Para explicar isso, precisamos entender o que são amina secundária, amina terciária e o que significa ser quiral.

Passo 2

Definição de amina secundária e amina terciária
Uma amina é um composto orgânico em que um átomo de nitrogênio está ligado a grupos orgânicos (radicais) e/ou a hidrogênios.
\bullet Amina secundária: o nitrogênio está ligado a dois grupos orgânicos distintos e a um átomo de hidrogênio, ou seja, tem a fórmula geral \mathrm{R_2NH}.
\bullet Amina terciária: o nitrogênio está ligado a três grupos orgânicos, sem hidrogênio, ou seja, tem a fórmula geral \mathrm{R_3N}.

Passo 3

Definição de quiral
Uma molécula (ou centro atômico) é dita quiral quando não é sobreponível à sua imagem no espelho. Na prática, isso acontece sempre que um átomo central tem quatro “grupos” diferentes ao seu redor, gerando duas configurações espaciais não coincidentes (enantiômeros).

Passo 4

Como o nitrogênio pode ser um centro quiral?
Embora o nitrogênio em aminas secundárias e terciárias esteja ligado a três substituintes orgânicos (ou dois + um H), ele também possui um par de elétrons não ligante. Esse par ocupa um dos vértices de uma pirâmide tetraédrica invertida e funciona como o quarto “grupo” no sentido estereoquímico. Se os outros três vértices (os três substituintes ligados ao N) forem todos diferentes, então o nitrogênio atende à condição de ter quatro “grupos” distintos e, portanto, é um centro quiral.

Passo 5

Importante consideração sobre inversão piramidal
Na maioria das aminas, existe uma barreira de energia baixa para o nitrogênio “inverter” a pirâmide (o par de elétrons troca de lado), racemizando rapidamente qualquer mistura de enantiômeros. Por isso, embora o nitrogênio possa ser teoricamente quiral, quase nunca conseguimos isolar separadamente os dois enantiômeros a temperatura ambiente. Em compostos especiais (por exemplo, aminas presas em sistemas muito rígidos), essa inversão pode ser lenta o bastante para que a quiralidade do N seja observada.

Resposta

O nitrogênio em aminas secundárias ( \mathrm{R_2NH}) ou terciárias ( \mathrm{R_3N}) pode ser um centro estereogênico quiral se seus três substituintes ligados forem diferentes, pois o par de elétrons não ligante atua como o quarto “grupo”. Contudo, devido à rápida inversão piramidal, esses centros quiráis quase sempre racemizam antes de podermos isolar os enantiômeros.

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