Identifique os átomos de carbono das moléculas como primário, secundário, terciário ou quaternário:

Passo 1

O enunciado pede para identificar os átomos de carbono da molécula dada em SMILES como primário, secundário, terciário ou quaternário. A molécula fornecida é \text{SMILES: } \mathrm{CCCC\text{(C)}C}. Informações relevantes obtidas do enunciado:
  • A string SMILES representa uma cadeia de carbono com um total de \mathrm{6} átomos de carbono.
  • Vou numerar os átomos na ordem em que aparecem no SMILES para ficar claro: \mathrm{C}_1, \mathrm{C}_2, \mathrm{C}_3, \mathrm{C}_4, \mathrm{C}_5, \mathrm{C}_6.
  • A notação SMILES indica que \mathrm{C}_5 (o carbono entre parênteses) é um metil ligado ao átomo imediatamente anterior na cadeia (ou seja, ligado a \mathrm{C}_4), e que o último \mathrm{C}_6 vem ligado também a \mathrm{C}_4. Essas são as informações fornecidas pelo enunciado que vou usar na resolução.

Passo 2

Primeiro uma mini-aula: o que significam primário, secundário, terciário e quaternário para átomos de carbono.
  • Um carbono é dito primário (1°) se está ligado a exatamente \mathrm{1} outro átomo de carbono. Em geral é um carbono terminal (metila, -\mathrm{CH}_3).
  • Um carbono é secundário (2°) se está ligado a exatamente \mathrm{2} átomos de carbono. Geralmente é um carbono interno da cadeia com duas ligações C–C.
  • Um carbono é terciário (3°) se está ligado a exatamente \mathrm{3} átomos de carbono. É um carbono onde três ramos carbonados convergem.
  • Um carbono é quaternário (4°) se está ligado a exatamente \mathrm{4} átomos de carbono. Isso ocorre quando o carbono não tem hidrogênios e está ligado a quatro carbonos.
    A regra prática para identificar: conte quantos carbonos vizinhos (ligações C–C) o átomo tem; esse número é o grau carbônico e determina a classificação (1 → primário, 2 → secundário, 3 → terciário, 4 → quaternário).

Passo 3

Vou detalhar a conectividade (quem está ligado a quem) seguindo a numeração definida no Passo 1. A partir de \mathrm{CCCC\text{(C)}C} lemos a cadeia e os ramos:
  • \mathrm{C}_1 está ligado a \mathrm{C}_2.
  • \mathrm{C}_2 está ligado a \mathrm{C}_1 e \mathrm{C}_3.
  • \mathrm{C}_3 está ligado a \mathrm{C}_2 e \mathrm{C}_4.
  • \mathrm{C}_4 está ligado a \mathrm{C}_3, ao ramo \mathrm{C}_5 (o metil entre parênteses na SMILES) e ao próximo carbono da cadeia \mathrm{C}_6.
  • \mathrm{C}_5 (o metil do ramo) está ligado apenas a \mathrm{C}_4.
  • \mathrm{C}_6 (o último carbono da cadeia) está ligado apenas a \mathrm{C}_4.
    Essas conexões são diretamente inferidas da leitura do SMILES: a parte principal é \mathrm{C}_1\!-\!\mathrm{C}_2\!-\!\mathrm{C}_3\!-\!\mathrm{C}_4\!-\!\mathrm{C}_6 e o \mathrm{C}_5 é um ramo ligado a \mathrm{C}_4.

Passo 4

Agora, para cada átomo \mathrm{C}_i, conto quantos carbonos vizinhos ele tem e classifico:
  • \mathrm{C}_1: ligado somente a \mathrm{C}_2. Número de carbonos vizinhos = \mathrm{1}. Logo \mathrm{C}_1 é primário (1°).
  • \mathrm{C}_2: ligado a \mathrm{C}_1 e \mathrm{C}_3. Número de carbonos vizinhos = \mathrm{2}. Logo \mathrm{C}_2 é secundário (2°).
  • \mathrm{C}_3: ligado a \mathrm{C}_2 e \mathrm{C}_4. Número de carbonos vizinhos = \mathrm{2}. Logo \mathrm{C}_3 é secundário (2°).
  • \mathrm{C}_4: ligado a \mathrm{C}_3, \mathrm{C}_5 e \mathrm{C}_6. Número de carbonos vizinhos = \mathrm{3}. Logo \mathrm{C}_4 é terciário (3°).
  • \mathrm{C}_5: ramo metil ligado apenas a \mathrm{C}_4. Número de carbonos vizinhos = \mathrm{1}. Logo \mathrm{C}_5 é primário (1°).
  • \mathrm{C}_6: carbono terminal ligado apenas a \mathrm{C}_4. Número de carbonos vizinhos = \mathrm{1}. Logo \mathrm{C}_6 é primário (1°).

Passo 5

Resumo didático-final: a classificação vem só de contar quantos carbonos cada átomo vê diretamente pela ligação C–C. Se contar \mathrm{1}, é primário; \mathrm{2}, secundário; \mathrm{3}, terciário; \mathrm{4}, quaternário. Para a SMILES dada a contagem e classificação foram aplicadas exatamente dessa forma, carbono a carbono.

Resposta

\mathrm{C}_1: primário
\mathrm{C}_2: secundário
\mathrm{C}_3: secundário
\mathrm{C}_4: terciário
\mathrm{C}_5: primário
\mathrm{C}_6: primário

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