Ammine
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Le ammine sono composti organici contenenti azoto; si possono considerare composti derivati dall'ammoniaca per sostituzione di uno, due o tre atomi di idrogeno con altrettanti gruppi alchilici o arilici. In base al numero di idrogeni sostituiti vengono classificate in primarie, secondarie o terziarie.
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[modifica] Caratteristiche
Come nell'ammoniaca, l'atomo di azoto delle ammine ha geometria piramidale a base triangolare e come l'ammoniaca, anche le ammine sono basiche. Il doppietto elettronico non condiviso dell'atomo di azoto può essere ceduto ad una specie acida e, a causa del maggior effetto induttivo elettron repulsore a cui è soggetto l'azoto, l'ordine di basicità crescente segue dalle ammine alifatiche primarie, alle secondarie fino ai maggiori livelli di basicità di quelle terziarie. Le ammine aromatiche hanno minore basicità a causa dell'effetto di risonanza che agisce delocalizzando il doppietto elettronico sull'anello aromatico. Le ammine formano facilmente sali solubili con gli acidi minerali (acido cloridrico o acido solforico) e spesso vengono commercializzate in tale forma. Ad esempio, una ammina primaria reagisce con acido cloridrico secondo la reazione NRH2 + HCl → NRH3+ + Cl-.
Le ammine aromatiche, ovvero quelle come l'anilina in cui l'azoto amminico è direttamente legato ad un anello aromatico, sono meno basiche perché il doppietto elettronico dell'azoto amminico è parzialmente condiviso con l'anello aromatico per risonanza e quindi meno disponibile ad essere donato.
Le ammine hanno generalmente punti di ebollizione più elevati degli alcani aventi peso molecolare simile, per via dei legami a idrogeno che le molecole si scambiano reciprocamente. L'intensità del legame è però meno forte di quanto osservato negli analoghi composti ossigenati (alcoli, acidi carbossilici).
Molecole che contengono diversi gruppi amminici prendono il nome di poliammine, tra esse le più importanti sono la spermina e la spermidina. Le ammine sono generalmente tossiche e quelle aromatiche sono composti cancerogeni sospetti o accertati.
In merito alla tossicità e cancerogenità delle cosiddette ammine aromatiche vi è una casistica divisa per gruppi-gruppo 1-2-3 con riferimenti di tossicità non ancora definiti per quanto riguarda il 3° gruppo che è ancora sotto fase di testatura/mappatura. Tale fase è in essere dagli anni 80.
È stata rilevata una connessione tra ammine aromatiche e certe forme tumorali:[citazione necessaria]
- Patologia 4, arsenico e composti: manifestazioni neoplastiche polmonari
- Patologia 5, cromo e composti: manifestazioni neoplastiche polmonari
- Patologia 9, nichel e composti: manifestazioni neoplastiche
- Patologia 30, idrocarburi mononucleari e polinucleari (idrocarburi aromatici policiclici): manifestazioni neoplastiche
- Patologia 34 ammine alifatiche, ammine aromatiche, idrazine aromatiche e loro derivati: manifestazioni neoplastiche
- Patologia 38 eteri ed epossidi e loro derivati alogenati: manifestazioni neoplastiche da clorometiletere e bisclorometiletere
[modifica] Nomenclatura
La nomenclatura IUPAC può considerare il gruppo amminico o come un sostituente - e in tal caso viene identificato dal prefisso ammino- - o come il gruppo principale della molecola - il cui nome in tal caso presenta il suffisso -ammina.
[modifica] Sintesi
Le ammine possono essere sintetizzate trattando l'ammoniaca con un alogenuro alchilico (che prende il nome di ammonolisi degli alogenuri) e successivamente con una base forte tipo idrossido di sodio secondo la reazione:
- NH3 + RCl → NRH3Cl
- NRH3Cl + NaOH → NRH2 + NaCl + H2O
Da questa reazione si deduce la tendenza naturale delle ammine di interagire con gli alogenuri alchilici (simile alla tendenza dell'ammoniaca) porta alla formazione di ammine secondarie e terziarie, dove l'ultima può a sua volta attacare l'alogenuro alichilico formando un sale di ammonio quaternario
- NRH2 + RCl → NR2H
- NR2H + RCl → NR3
- NR3 + RCl → NR4X
Un metodo di preparazione specifico per le ammine primarie è la sintesi di Gabriel. Questo metodo ovvia all'inconveniente della formazione di classi di ammine indesiderate. Questa sintesi parte da un'immide, di solito la ftalimmide, che viene trasformata in un suo sale attraverso una reazione con idrossido di potassio (KOH) e può così reagire con un alogenuro alchilico a dare un' immide N-sostituita, che per idrolisi libera acido ftalico e un'ammina primaria. Si formano solo ammine primarie perché all'atomo di azoto del sale della ftalimmide può legarsi un solo gruppo alchilico e ciò consente di ottenere solo l'ammina primaria. L'acido ftalico può essere riutilizzato, per riscaldamento e conseguente disidratazione, per rigenerare l'anidride ftalica e proseguire nella sintesi.
