Identifique cada um dos seguintes compostos como aromático, não aromático ou antiaromático. Explique sua escolha em cada um.
(a)
(a)
Passo 1
O enunciado pede: identificar se o composto dado é aromático, não aromático ou antiaromático e explicar a escolha. O composto é fornecido pela string SMILES:
C1=CC=COC=C1. Informações relevantes extraídas do SMILES (vou explicitar a estrutura e ligações): trata‑se de um anel de seis átomos (fechado pelo marcador 1) contendo um oxigênio e cinco carbonos. Lendo as ligações na ordem do SMILES, as ligações ao longo do anel são, em sequência:Ou seja, existem três ligações duplas: entre os átomos
,
e
. Vou numerar o anel para facilitar a discussão, onde o átomo
é o oxigênio (conforme a ordem do SMILES).
Passo 2
Definição e critérios que precisamos usar (vou te ensinar passo a passo):
- Para um composto ser aromaticamente estável precisamos de três coisas simultâneas:
- o sistema deve ser cíclico;
- deve existir conjugação contínua ao redor do ciclo (ou seja, sobreposição contínua de orbitais p — todos os átomos do perímetro devem participar com um orbital p);
- deve obedecer a regra de Hückel: o número total de elétrons π deslocalizáveis no ciclo deve ser da forma
, com inteiro (por exemplo elétrons correspondem a ).
- Se o sistema for cíclico e conjugado, mas tiver
elétrons π (por exemplo ), ele é antiaromático (muito instável). Se não for conjugado de forma contínua (mesmo que seja cíclico), ele é não aromático (não tem a estabilização por aromaticidade nem a desestabilização por antiaromaticidade).
Vou agora aplicar esses critérios ao composto.
Passo 3
Analisando a conjugação contínua (o passo mais importante aqui): precisamos checar a hibridação de cada átomo do perímetro e se há um orbital
disponível para sobreposição contínua.
- Carbons envolvidos em uma ligação dupla
são, em geral, : cada um tem um orbital perpendicular que participa da ligação π. - Oxigênio ligado por duas ligações simples pode ser
(com um par lone pair em um orbital que pode participar da conjugação) ou ; a participação do oxigênio depende do arranjo das ligações e dos elétrons não ligantes. - Importante: se um carbono forma DUAS ligações duplas (ou seja, está ligado como
, um carbono cumulênico/alleno), esse carbono é e tem dois orbitais perpendiculares; cada um forma uma ligação π em direções diferentes, tornando difícil (na prática impossível) a sobreposição π contínua circular ao redor do anel porque os orbitais relevantes ficam orientados de forma que não se sobrepõem ao mesmo sistema π do restante do anel.
No nosso composto, conforme a sequência de ligações que extraí no Passo 1, o átomo numerado
está duplamente ligado a
(lig. dupla
) e também duplamente ligado a
(lig. dupla
). Ou seja, o átomo
participa de DUAS ligações duplas simultâneas, caracterizando um centro cumulênico do tipo
. Isso faz com que o átomo
seja de hibridação aproximadamente
, com dois orbitais
perpendiculares — exatamente a situação que impede a existência de uma única sobreposição contínua de orbitais
ao longo de todo o anel.
Conclusão deste passo: há uma interrupção na conjugação cíclica causada pelo carbono cumulênico (átomo
). Portanto o sistema NÃO possui conjugação contínua ao redor de todo o anel.
Passo 4
Consequências da falta de conjugação contínua:
- Como a conjugação cíclica contínua é necessária para que a regra de Hückel (e, portanto, aromaticidade ou antiaromaticidade) se aplique, não faz sentido aplicar diretamente a contagem
de elétrons π ao anel inteiro aqui. - Mesmo que a gente tente contar elétrons π das ligações duplas isoladas, o fato de não haver sobreposição contínua quer dizer que não há uma nuvem π deslocalizada ao redor do anel — logo, o sistema não recebe a estabilização aromática nem fica sob a forte desestabilização antiaromática. Isso implica que o composto é classificado como não aromático.
Vou dar um contraste curto para fixar a ideia (exemplo didático):
- Benzena: seis átomos todos
, conjugação contínua e elétrons π aromático (obedece com ). - Ciclobutadieno planar: quatro átomos conjugados com
elétrons π antiaromático (obedece com ). - No nosso caso: falta a conjugação contínua por causa do carbono cumulênico, logo NÃO se encaixa em nenhum dos dois casos acima — é não aromático.
Passo 5
Ressaltando um detalhe químico útil para a prova: por que não dizer que o oxigênio poderia doar um par de elétrons e “salvar” a conjugação? Mesmo que um par não ligante do oxigênio pudesse participar, a presença do carbono cumulênico (hibridização
) impede a formação de um sistema π contínuo único e planar ao redor do anel. Portanto a possível doação do oxigênio não restabelece a conjugação circular necessária para aromaticidade.
Resposta
Não aromático.