Identifique cada um dos seguintes compostos como aromático, não aromático ou antiaromático. Explique sua escolha em cada um.
(h)
(h)
Passo 1
O que o enunciado pede: identificar se o composto dado é aromático, não aromático ou antiaromático e justificar a escolha.
Informações fornecidas pelo enunciado:
- A fórmula em SMILES é
Cc1c\text{(C)}n\text{(C)}n1C. - Os símbolos em minúscula
cenno SMILES indicam átomos aromáticos no anel. - Há grupos metil (
C) ligados a alguns átomos do anel (substituintes metil). - Vou considerar que esse SMILES descreve o anel heterocíclico de cinco membros do tipo pirazol (dois nitrogênios adjacentes) com substituintes metílicos.
Passo 2
Identificar a estrutura do anel (esqueleto) a partir do SMILES e contar seus átomos:
- A notação
c1 ... n1indica que estamos fechando um anel e, pelo padrão do SMILES dado, o anel é um anel aromático contendo carbono e nitrogênio. - Interpretação prática (assumida como correta pelo enunciado): o anel é um anel de cinco membros com dois nitrogênios adjacentes e três carbonos (ou seja, um núcleo de pirazol substituído). Vou rotular os átomos do anel como
— total de átomos no anel.
Passo 3
Critérios que usamos para decidir aromaticidade:
- Um composto aromático deve satisfazer três condições básicas:
- ser cíclico (tem um anel fechado);
- ser conjugado (cada átomo do anel deve ter orbital p disponível de modo a permitir conjugação contínua);
- ter
elétrons π (regra de Hückel) com inteiro não negativo, ou seja, elétrons π.
- Se o sistema for cíclico e conjugado, mas tiver exatamente
elétrons π, é antiaromático (instável). Se não for conjugado/plano ou não cumprir as condições, é não aromático.
Passo 4
Analisar a conjugação e contar os elétrons π no anel (explicando quais elétrons contam):
- Em um anel tipo pirazol (dois nitrogênios adjacentes), a conjugação típica do anel envolve as ligações duplas do esqueleto e eventualmente pares não ligantes de nitrogênio.
- As contribuições ao sistema π são:
- cada dupla ligação C=C ou C=N do anel fornece
elétrons π. No núcleo do pirazol há, efetivamente, duas ligações duplas conjugadas contribuindo com elétrons π; - entre os dois nitrogênios, apenas um par de elétrons não ligantes (o lone pair) está em um orbital p perpendicular ao plano do anel e participa do sistema π (análogo ao nitrogênio do tipo “pirrol”), fornecendo mais
elétrons π; - o outro par não ligante do segundo nitrogênio está em orbital sp2 orientado no plano do anel (análogo ao nitrogênio tipo “piridina”) e não participa do sistema π.
- cada dupla ligação C=C ou C=N do anel fornece
- Soma dos elétrons π no anel:
(das duas duplas) (do lone pair do nitrogênio do tipo pirrol) elétrons π no total. - Verificação da regra de Hückel:
satisfaz com , pois .
Passo 5
Efeito dos substituintes (metilas) sobre a aromaticidade:
- Os grupos metil ligados aos átomos do anel são substituintes neutros que não removem o par de elétrons necessário do sistema π nem convertem nitrogênios em espécies carregadas. Uma N‑alquilação simples (N–Me) mantém o lone pair no nitrogênio; ele continua existindo e, se desse tipo (pirrolídico), continuará participando do sistema π.
- Portanto, os metilas não impedem a conjugação nem trocam a contagem de elétrons π que faz o anel satisfazer
.
Passo 6
Conclusão: o anel é cíclico, conjugado, planar (característica de anéis aromáticos de cinco membros com heteroátomos) e tem
elétrons π, que satisfazem a regra de Hückel. Logo, o composto é aromático.
Resposta
Aromático