Essa é uma pergunta de Química Orgânica capaz de confundir várias pessoas, principalmente o estudante iniciante.
Para responder a esta pergunta, temos que rever alguns conceitos de acidez e basicidade em química orgânica, incluindo os conceitos de Lewis e Bronsted-Lowry, além de fatores estruturais. Dentre os fatores estruturais que afetam acidez e basicidade de determinada substância estão:
- Ressonância
- Presença de grupos eletronegativos
- Estrutura do solvente
- Efeitos de grupos doadores de eletrons por efeito indutivo
- Hibridização
- Raio atômico
Observando-se as duas estrturas, o primeiro ímpeto do estudante é dizer que a piridina é menos básica porque o seu par de elétrons está em ressonância. Ora, embora a estrutura seja aromática, o par de elétrons responsável pela basicidade da piridina não faz parte da ressonância, então ressonância não poderia jamais explicar a diferença de basicidade entre as duas substâncias. Além disso, temos que considerar se as substâncias estão em fase gasosa ou em algum solvente, pois isso também afeta a basicidade e acidez de várias substâncias. Neste post iremos considerar a acidez e basicidade relativa das duas substâncias em um solvente polar.
Neste caso já excluímos ressonância como fator que afeta a basicidade das suas substâncias, então temos que verificar outros fatores. As duas substâncias não possuem outro átomo eletronegativo além do nitrogênio, isso exclui a eletronegatividade dos grupos como responsável pela diferença de basicidade entre a piridina e piperidina. Vamos voltar a nossa atenção agora para a hibridização. A piridina possui o nitrogênio com hibridização sp2 e a piperidina hibridização sp3. Sabe-se que quanto maior carater s de um átomo, maior a sua acidez, além do que um átomo sp2 mantém os elétrons mais próximos de si.
Segundo Lewis, ao se comparar duas bases, a mais forte é a que transfere seu par de elétrons com maior facilidade, assim por ter hibridização sp2 o nitrogênio da piridina é menos básico que o da piperidina.
Uma outra forma de explicar a maior basicidade da piperidina é dizer que por ser uma alquil-amina, o nitrogênio da piperidina tem uma densidade eletrônica maior, pois grupos alquila doam elétrons por efeito indutivo.
Conclusão:
A piperidina é mais básica que a piridina.
