O lapachol (1) é um substância natural extraída dos Ipês roxos, amarelos e rosas, que tem atividade anti-tumoral, embora não possa ser usada como medicamento, por ser tóxica e não ser muito solúvel no no meio biológico. A
-lapachona (2) é um derivado semi-sintético do lapachol, também com atividade anti-tumoral, mas ainda tóxica.
1
2
Em relação a essas substâncias, pede-se:
d) (1,0 ponto) Escolha 2 átomos em cada uma das estrtuturas e dê sua hibridização.
d) (1,0 ponto) Escolha 2 átomos em cada uma das estrtuturas e dê sua hibridização.
Passo 1
O enunciado pede, para cada uma das duas moléculas dadas (lapachol (1) e β-lapachona (2)), que eu escolha 2 átomos em cada estrutura e informe a hibridização desses átomos. As informações que tenho do enunciado são os SMILES das duas moléculas:
- Para (1):
CC\text{(C)}=CCC1=C(O)C(=O)c2ccccc2C1=O. - Para (2):
CC1\text{(C)}CCC2=C(O1)c1ccccc1C(=O)C2=O.
Vou escolher átomos identificáveis diretamente nesses SMILES (por exemplo, um carbono metílico à esquerda e um carbono carbonílico indicado por
C(=O)) e determinar a hibridização de cada um. Neste passo apenas listei o que é pedido e quais dados do enunciado vou usar; a resolução começa no próximo passo.Passo 2
Rápida “aula” sobre hibridização (do jeito prático que cai na prova):
- A hibridização de um átomo de carbono (ou de outro átomo central como oxigênio) pode ser determinada contando o número de “regiões de densidade eletrônica” ao redor desse átomo. Cada ligação simples conta como uma região (um sigma), uma ligação dupla conta como uma região para o sigma (a componente pi não conta como região extra), e cada par de elétrons não ligantes (lone pair) conta como uma região.
- Regiões e hibridizações mais comuns:
-
regiões hibridização (geometria linear, ângulos ~ ). -
regiões hibridização (geometria trigonal plana, ângulos ~ ). -
regiões hibridização (geometria tetraédrica, ângulos ~ ).
-
- Observações práticas úteis:
- Um carbono em um grupo metil (
) ou metileno ( ) saturado geralmente é . - Um carbono em uma dupla ligação C=C ou o carbono de um carbonila C=O geralmente é
. - O oxigênio de uma carbonila tem
regiões (uma ligação sigma com o carbono + dois pares livres) e, portanto, costuma ser .
- Um carbono em um grupo metil (
- Sempre conte sigma + lone pairs, não conte pi como região extra.
Passo 3
Escolha e identificação dos átomos em (1) (lapachol) — explicando por que os escolhi:
- Átomo A1: o carbono metílico mais à esquerda do SMILES
CC\text{(C)}=...— ou seja, o primeiroda cadeia lateral (um terminal). Escolhi porque é fácil enxergar como exemplo de carbono saturado. - Átomo A2: um carbono carbonílico presente na estrutura, indicado por
C(=O)no SMILES (um dos carbonos C=O do anel quinona). Escolhi porque carbonilos são clássicos.
Agora determino as hibridizações e justifico passo a passo.
Passo 4
Determinação para o Átomo A1 (carbono metílico terminal em (1)):
- Esse carbono metílico (
) está ligado a três hidrogênios e a um carbono vizinho. Portanto ele forma ligações sigma. - Contagem de regiões de densidade eletrônica:
(cada ligação sigma é uma região; não há pares livres relevantes neste carbono). - Com
regiões, a hibridização é . - Conclusão para A1: hibridização
. Geometria ao redor = tetraédrica (ângulos próximos de ).
Passo 5
Determinação para o Átomo A2 (carbono carbonílico em (1)):
- O carbono carbonílico tem uma ligação dupla C=O (que conta como uma região para o sigma), e normalmente está ligado a mais dois átomos por ligações simples (por exemplo, dois carbonos do anel/função). Logo, esse carbono participa de
ligações sigma efetivas (uma da dupla + duas simples). - Contagem de regiões de densidade eletrônica:
. - Com
regiões, a hibridização é . - Conclusão para A2: hibridização
. Geometria ao redor = trigonal planar (ângulos ~ ).
Passo 6
Escolha e identificação dos átomos em (2) (β-lapachona) — explicando por que os escolhi:
- Átomo B1: o carbono metílico inicial do SMILES
CC1\text{(C)}...— o primeiro(um ligado ao carbono ciclado). É análogo ao escolhido em (1) e fácil de identificar. - Átomo B2: o carbono carbonílico indicado por
C(=O)no SMILES (há carbonilas no anel quinona da molécula). Escolhi porque é representativo e também ocorre frequentemente em provas.
Passo 7
Determinação para o Átomo B1 (carbono metílico em (2)):
- Assim como em (1), esse carbono metílico está ligado a três hidrogênios e a um carbono vizinho: total de
ligações sigma. - Regiões de densidade eletrônica:
. - Hibridização:
. - Conclusão para B1: hibridização
.
Passo 8
Determinação para o Átomo B2 (carbono carbonílico em (2)):
- O carbono carbonílico tem uma ligação dupla C=O (uma região sigma) e tipicamente mais duas ligações simples a átomos de carbono (ou um carbono e um oxigênio no caso de estruturas conjugadas), totalizando
regiões sigma. - Regiões de densidade eletrônica:
. - Hibridização:
. - Conclusão para B2: hibridização
. O oxigênio da carbonila, se precisássemos, também seria (uma ligação sigma + dois pares livres = regiões).
Passo 9
Dicas rápidas para a prova (resumindo o raciocínio que usei):
- Procure no SMILES por
C(=O)para identificar carbonilas (carbonoe oxigênio ). - Procure por
C=(carbono em dupla ligação) → normalmente. - Carbonos escritos sem duplas e ligados a 4 átomos (ex.: metil, metileno saturado) →
. - Conte sempre regiões: cada ligação simples =
, cada dupla ainda conta como (pelo sigma), pares livres contam também.
Resposta
(1) carbono metílico terminal (primeiro
(1) carbono carbonílico (
(2) carbono metílico inicial (primeiro
(2) carbono carbonílico (
C do SMILES CC\text{(C)}=...):
(1) carbono carbonílico (
C(=O) no SMILES):
(2) carbono metílico inicial (primeiro
C do SMILES CC1\text{(C)}...):
(2) carbono carbonílico (
C(=O) no SMILES):