Questão 131 — ENEM 2020 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Funções Orgânicas Nitrogenadas e Basicidade em Química Orgânica
• ⚡ Nível: Difícil — exige comparar a basicidade relativa de quatro grupos funcionais diferentes (amina, álcool, éter, anel aromático) presentes na mesma molécula.
• 🎯 Tema/Habilidade: Reações ácido-base de Brønsted-Lowry aplicadas a fármacos; identificação do grupo funcional mais básico em uma estrutura orgânica complexa (transformações químicas envolvendo compostos orgânicos).
• 🏆 Gabarito: D — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual grupamento da molécula de propranolol tem maior basicidade e, por isso, reage com o próton (H⁺) do ácido de Brønsted-Lowry, formando um sal solúvel em água?"
• Palavras-chave decisivas: ácido de Brönsted-Lowry, maior basicidade, derivado solúvel em água
• Armadilha típica: confundir "grupo com par de elétrons disponível" (existe em vários pontos da molécula — álcool, éter, amina) com "grupo mais básico"; nem todo par de elétrons livre confere a mesma capacidade de receber prótons.
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de comparar, entre os grupos funcionais presentes na estrutura do propranolol, qual deles disponibiliza o par de elétrons de forma mais efetiva para se ligar a um H⁺, formando um cátion estável (sal).

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Teoria de Brønsted-Lowry: ácido é a espécie que doa H⁺ (próton); base é a espécie que recebe H⁺ usando um par de elétrons não ligante disponível.
• Basicidade de aminas: o nitrogênio das aminas tem um par de elétrons livre pouco atraído pelo núcleo (nitrogênio é menos eletronegativo que oxigênio) e, em aminas alifáticas como a do propranolol, esse par não está conjugado com sistemas π; por isso, aminas alifáticas formam a classe de compostos orgânicos mais básica entre as comumente presentes em fármacos.
• Basicidade de álcoois e éteres: o oxigênio, por ser mais eletronegativo, retém seu par de elétrons com mais força, tornando-se uma base de Brønsted-Lowry bem mais fraca que o nitrogênio; éteres ligados a anel aromático (éteres arílicos) são ainda menos básicos, pois o par de elétrons do oxigênio é parcialmente deslocalizado por ressonância com o anel.
• Formação de sal solúvel: quando uma base orgânica recebe H⁺, forma-se um cátion (ex.: amina protonada, R₂NH₂⁺), espécie iônica que interage fortemente com a água (interação íon-dipolo); essa é a estratégia farmacêutica clássica para tornar solúveis fármacos pouco solúveis, como no cloridrato de propranolol.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "fármaco pouco solúvel em água" → revela que a molécula neutra do propranolol tem caráter predominantemente apolar/covalente, típico de compostos com anéis aromáticos e cadeias carbônicas extensas.
• Evidência 2: "o grupamento de maior basicidade reage com o próton" → indica que a questão não pergunta "onde existe par de elétrons livre", mas sim qual grupo tem a MAIOR capacidade de atrair e reter o H⁺ — uma comparação de força de base entre os grupos presentes.
• Evidência 3: "formação de um derivado solúvel em água" → confirma que o produto deve ser iônico (sal), pois só a protonação de um grupo suficientemente básico gera um cátion capaz de aumentar drasticamente a solubilidade aquosa.
• Síntese: o estudante precisa reconhecer, na estrutura do propranolol (anel aromático + oxigênio de éter + hidroxila + amina secundária), qual grupo funcional é o mais básico segundo Brønsted-Lowry e, portanto, o único capaz de ser protonado de forma estável para gerar um sal solúvel — esse grupo é a amina.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Mapear os grupos funcionais da estrutura do propranolol

O propranolol é um β-bloqueador cuja estrutura reúne, na mesma molécula: (1) um anel naftalênico (sistema aromático condensado), (2) um oxigênio de éter ligando o anel aromático a uma cadeia lateral, (3) uma hidroxila alcoólica secundária nessa cadeia e (4) um grupo amino secundário (-NH-) ligado a um grupamento isopropila na extremidade da cadeia. Cada um desses grupos possui, em princípio, pares de elétrons não ligantes (no O ou no N) capazes de interagir com um próton — por isso a questão exige comparar a intensidade dessa basicidade, e não apenas identificar "onde há elétrons livres".

Subpasso 4.2 — Comparar a basicidade de Brønsted-Lowry entre os candidatos

O nitrogênio da amina é menos eletronegativo que o oxigênio, o que faz seu par de elétrons ficar menos "preso" ao núcleo e mais disponível para formar uma nova ligação com o próton — por isso aminas são, de modo geral, bases de Brønsted-Lowry mais fortes que álcoois e éteres. Já o oxigênio da hidroxila e o oxigênio do éter, além de mais eletronegativos, no caso do éter do propranolol ainda sofrem deslocalização parcial do par de elétrons por ressonância com o anel aromático adjacente, o que reduz ainda mais sua basicidade. Os anéis aromáticos não atuam como bases de Brønsted-Lowry em condições brandas e estequiométricas — protoná-los exigiria ácidos extremamente fortes e romperia temporariamente a estabilidade aromática. As metilas terminais, por sua vez, não possuem nenhum par de elétrons não ligante (todos os elétrons de valência do carbono estão em ligações σ saturadas), logo não podem atuar como base.

Subpasso 4.3 — Verificação: relacionar a protonação da amina ao resultado observado

Ao reagir o propranolol com uma quantidade estequiométrica de um ácido de Brønsted-Lowry (por exemplo, HCl), o par de elétrons do nitrogênio da amina secundária captura o H⁺, formando um íon amônio substituído (cátion R₂NH₂⁺). Esse cátion, associado ao ânion do ácido (por exemplo, Cl⁻), constitui um sal orgânico — o cloridrato de propranolol, forma farmacêutica real, muito mais solúvel em água que o propranolol neutro. Esse resultado corresponde exatamente ao que o enunciado descreve ("derivado solúvel em água"), confirmando que o grupamento reagente é a amina.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) a hidroxila alcoólica.

❌ Incorreta: o oxigênio da hidroxila possui pares de elétrons livres, mas, por ser mais eletronegativo que o nitrogênio, retém esses elétrons com mais força, sendo uma base de Brønsted-Lowry muito mais fraca que a amina; a protonação de álcoois só ocorre de forma relevante com ácidos muito fortes, e o oxônio formado (R-OH₂⁺) é instável, não configurando o "derivado solúvel" estável descrito no enunciado.

B) os anéis aromáticos.

❌ Incorreta: sistemas aromáticos como o anel naftalênico do propranolol não atuam como bases de Brønsted-Lowry em reações estequiométricas comuns; protonar o anel exigiria condições muito mais drásticas (superácidos) e comprometeria temporariamente a estabilidade por ressonância da aromaticidade, o que é energeticamente desfavorável frente à protonação direta e estável do nitrogênio da amina.

C) as metilas terminais.

❌ Incorreta: os grupos metila (-CH₃) são formados apenas por ligações σ C-H e C-C totalmente saturadas, sem nenhum par de elétrons não ligante disponível; sem elétrons livres, esses grupos são fisicamente incapazes de atuar como base de Brønsted-Lowry, isto é, incapazes de receber um próton.

D) o grupamento amina.

✅ Correta: o nitrogênio da amina secundária tem o par de elétrons não ligante mais disponível de toda a molécula — menos preso que o do oxigênio (menor eletronegatividade) e sem deslocalização por ressonância (diferente do oxigênio do éter arílico). Por isso é o grupo de maior basicidade da estrutura, reagindo com o H⁺ do ácido para formar o cátion amônio substituído, cujo sal resultante é iônico e, consequentemente, solúvel em água.

E) o oxigênio do grupamento éter.

❌ Incorreta: o oxigênio do éter é uma base de Brønsted-Lowry ainda mais fraca que o da hidroxila, pois, no propranolol, esse oxigênio está diretamente ligado ao anel aromático (éter arílico), e seu par de elétrons é parcialmente deslocalizado por ressonância com o anel, reduzindo sua disponibilidade para reagir com o próton; portanto, não é o sítio preferencial de protonação da molécula.

🏆 Gabarito: D — o grupamento amina é o mais básico da estrutura do propranolol segundo a teoria de Brønsted-Lowry, sendo o único capaz de reagir com o próton do ácido para formar um sal (cátion amônio substituído) estável e solúvel em água.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: apenas a amina reúne as duas condições necessárias para ser base forte de Brønsted-Lowry — par de elétrons livre pouco atraído e sem deslocalização — por isso a letra D é a única resposta compatível com o enunciado.
• Padrão de cobrança: o ENEM recorrentemente cobra funções orgânicas nitrogenadas (aminas, amidas) associadas a fármacos e biomoléculas, explorando comparação de basicidade/acidez entre grupos funcionais, e não apenas o reconhecimento isolado de cada função.
• Generalização: ao comparar a basicidade de Brønsted-Lowry entre grupos com pares de elétrons livres, lembre-se da ordem geral amina > álcool ≈ água > éter > carbonila > aromático, sendo a eletronegatividade do átomo doador e os efeitos de ressonância/conjugação os dois fatores decisivos.
• Dica de eliminação rápida: primeiro elimine grupos sem nenhum par de elétrons livre (metilas, alcanos — nunca são base); depois elimine anéis aromáticos (não reagem com ácidos em condições brandas); entre os grupos com oxigênio (álcool/éter) e o grupo com nitrogênio (amina), a amina quase sempre "vence" por ter o átomo menos eletronegativo.
• Conexões: esse raciocínio se conecta diretamente com "formação de sais farmacêuticos" (por que remédios são vendidos como cloridratos, sulfatos etc.) e com "aminoácidos e proteínas", nos quais o grupo amino também é o sítio preferencial de protonação em meio ácido.