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Ammine
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top
Le mwawammine sono mwbacomposti organici che derivano dall'mwbqammoniaca per sostituzione formale di uno, due o tre atomi d'mwbgidrogeno con altrettanti mwbwgruppi alchilici o mwcaarilici.cite-ref-iupac-1-0[1]
Contents
• Sintesi
• Note
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Classificazione delle ammine
| Ammoniaca | Ammina primaria | Ammina secondaria | Ammina terziaria |
|---|---|---|---|
| | | | |
• l'ammina viene definita mwnwprimaria se è presente un solo gruppo alchilico o arilico;
• l'ammina viene definita mwoqsecondaria se sono presenti due gruppi alchilici o arilici;
• l'ammina viene definita mwowterziaria se sono presenti tre gruppi alchilici o arilici.
Esistono inoltre i mwpqsali di ammonio quaternario, contenenti un atomo di azoto con carica formale positiva e legato a quattro gruppi alchilici o arilici.cite-ref-2[2]
Caratteristiche
Come per l'ammoniaca, le ammine hanno geometria piramidale e sono mwrabasiche. Le ammine con tre sostituenti diversi all'azoto sono mwrqchirali ma, salvo casi particolari (ammine con un elevato mwrgingombro sterico), le ammine mwrwracemizzano rapidamente per inversione di configurazione delle loro molecole (inversione piramidale o mwsaflipping). Pertanto gli enantiomeri delle ammine terziarie NRmwsq1Rmwsg2Rmwsw3, nel caso generale, devono essere considerati mwtaconformeri (e precisamente invertomeri), e la miscela di equilibrio otticamente inattiva. Diverso è il caso dei sali di ammonio quaternario, dove la presenza di un quarto sostituente impedisce l'inversione e blocca la configurazione. Infatti i sali (NRmwtg1Rmwtw2Rmwua3Rmwuq4)mwug+ Xmwuw− sono otticamente attivi.
Il mwvqdoppietto elettronico non condiviso dell'atomo di azoto può essere ceduto ad una specie mwvgacida e, a causa del maggior effetto elettronico (mwvwinduttivo e mwwaiperconiugativo) 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 mwwqaromatiche hanno minore basicità a causa dell'effetto di mwwgrisonanza che agisce delocalizzando il doppietto elettronico sull'anello aromatico rendendo lo ione ammonio più acido e l'anello più basico. Le ammine formano facilmente mwwwsali solubili con gli acidi minerali (mwxaacido cloridrico o mwxqacido solforico) e spesso vengono commercializzate in tale forma. Ad esempio, una ammina primaria reagisce con acido cloridrico secondo la reazione:
NRHmwya2 + HCl → NRHmwyq3mwyg+ + Clmwyw-
Le ammine hanno generalmente mwzqpunti di ebollizione più elevati degli mwzgalcani aventi mwzwpeso molecolare simile, per via dei mwaalegami a idrogeno intermolecolari.cite-ref-3[3] L'intensità del legame è però meno forte di quanto osservato negli analoghi composti mwbqossigenati (mwbgalcoli, mwbwacidi carbossilici). Inoltre, la possibilità di formare legami a idrogeno rende le ammine solubili in solventi polari, come l'acqua, quando la catena alifatica o aromatica è abbastanza corta da non impedirlo.
Molecole che contengono diversi gruppi amminici prendono il nome di mwcqpoliammine, tra esse le più importanti sono la mwcgspermina e la mwcwspermidina. Le ammine sono generalmente tossiche e quelle aromatiche sono composti cancerogeni sospetti o accertati. Alcune tra le ammine che si formano dalla putrefazione dei materiali biologici animali sono la mwdaputrescina, la mwdqcadaverina, la mwdgmetilammina. Molte ammine usate dall'uomo sono sintetizzate da organismi mwdwvegetali che formano molecole complesse chiamate mweaalcaloidi come la mweqmorfina, la mwegchinina (usata contro la malaria), la mwewnicotina (principale alcaloide del tabacco). Altri composti come l'mwfaacido p-amminobenzoico inibiscono la crescita batterica senza danneggiare le cellule umane.cite-ref-4[4]
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 3º gruppo che è ancora sotto fase di testatura/mappatura.
Nomenclatura
La nomenclatura mwhwIUPAC considera il gruppo amminico o come un sostituente - e in tal caso viene identificato dal prefisso mwiaammino- - o come il gruppo principale della mwiqmolecola - il cui nome in tal caso presenta il suffisso mwig-ammina. Infatti le ammine alifatiche sono denominate come mwiwalcanammine (per esempio CHmwja3CH(CHmwjq3)CHmwjg2NHmwjw2 è chiamata 2-metilpropanammina) e le ammine aromatiche come derivanti della benzenammina, più generalmente le ammine aromatiche si considerano derivati dall'mwkaanilina. Le ammine secondarie e terziarie sono denominate come ammine primarie mono- (mwkqN-) e disostituite (mwkgN,mwkwN-) sull'atomo di azoto.
Una nomenclatura alternativa tuttora molto usata, ma non più approvata dalla IUPACcite-ref-5[5], considera le ammine come mwmqalchilammine (per esempio CHmwmg3CH(CHmwmw3)CHmwna2NHmwnq2 in questa nomenclatura è chiamata isobutilammina).
Le ammine cicliche sono denominate come i cicloalcani, aggiungendo il prefisso «aza-» per indicare la presenza dell'atomo di azoto. Esistono tuttavia altri nomi accettati dalla IUPAC.
Sintesi
Esistono numerose strategie sintetiche per la produzione di ammine.
Le ammine possono essere sintetizzate trattando l'mwogammoniaca con un mwowalogenuro alchilico (che prende il nome di ammonolisi degli mwpaalogenuri) e successivamente con una base forte tipo mwpqidrossido di sodio secondo le reazioni:
mwpw
Da questa reazione si deduce la tendenza naturale delle ammine di interagire con gli alogenuri alchilici (simile alla tendenza dell'ammoniaca) che porta alla formazione di ammine secondarie e terziarie con step successivi, dove l'ultima può a sua volta attaccare l'alogenuro alchilico formando un mwqwsale di ammonio quaternario. Questa facile reattività porta spesso a miscele di composti. Per questa difficoltà a fermare la reazione quando il numero desiderato di sostituenti alchilici è stato posizionato sull'azoto, questo metodo è tra i meno usati per la produzione di ammine. Normalmente si usa per produrre ammine primarie facendo reagire un alogenuro alchilico con un forte eccesso di ammoniaca in modo da evitare il più possibile la polialchilazione dell'azoto, ma la resa non è comunque soddisfacente.
mwrq
Un metodo di preparazione specifico per le ammine primarie è la mwsqsintesi di mwsgGabriel. Questo metodo ovvia all'inconveniente della formazione di classi di ammine indesiderate. Questa sintesi parte da un'mwswimmide, di solito la mwtaftalimmide, che viene trasformata in un suo sale attraverso una reazione con mwtqidrossido di potassio (KOH) e può così reagire con un alogenuro alchilico a dare un'mwtg immide mwtwN-sostituita, che per mwuaidrolisi libera mwuqacido ftalico e un'ammina primaria. Un'alternativa all'idrolisi acido catalizzata è l'idrazinolisi: l'idrazina va a sostituire l'ammina primaria attraverso una reazione di sostituzione nucleofila acilica. 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'mwuwanidride ftalica e proseguire nella sintesi.
Un'altra via per la produzione di ammine consiste nella mwvqsostituzione nucleofila di un alogenuro alchilico con lo ione mwvgazide (Nmwvw3mwwa−), ione cianuro, ed altri nucleofili contenenti azoto e successiva riduzione mediante mwwqidrogenazione catalitica oppure con agenti riducenti come l'mwwgidruro di litio e alluminio (LiAlHmwww4).
Un'alternativa è la riduzione di ammidi con LiAlHmwxq4 porta alla sintesi di ammine primarie, secondarie o terziarie. La classe delle ammine ottenute dipende dal numero di sostituenti sull'azoto.
Un ottimo metodo per la sintesi di ammine è l'mwxwamminazione riduttiva. Per le ammine primarie si fa reagire un'aldeide o un chetone con un eccesso di ammoniaca per formare un'mwyaimmina che può essere ridotta, ad esempio, da Hmwyq2 in mwygnichel Raney: l'immina è ridotta ad ammina. Anche le ammine secondarie e terziarie possono essere ottenute con questa procedura, facendo reagire rispettivamente un'ammina primaria ed una secondaria (in questo caso si forma un'mwywenammina) con l'aldeide o il chetone ed usando come agente riducente il triacetossiboroidruro di sodio.
Note
cite-note-iupac-11. ↑ mw1q(mw1gmw1wEN) mw2amw2qIUPAC Gold Book, "amines", su mw2ggoldbook.iupac.org.
cite-note-22. ↑ mw3g(mw3wmw4aEN) The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), mw4qmw4gIUPAC - quaternary ammonium compounds (Q05003), su mw4wgoldbook.iupac.org. mw5aURL consultato il 18 marzo 2025.
cite-note-33. ↑ mw6aHarold Hart, Christopher M. Hadad, Lesile E. Craine e David J. HArt, mw6qChimica organica blu, Zanichelli, p.mw6g 218.
cite-note-44. ↑ Seyhan Ege mw7g"Chimica organica": Struttura e reattività 2ª edizione italiana - Idelson-Gnocchi
Bibliografia
• citerefsolomonsT. W. Graham Solomons, Chimica organica, 2ª ed., Bologna, Zanichelli, 2001, pp. 55-56, 779-820, ISBN 88-08-09414-6.
• citerefbruicePaula Bruice, Chimica Organica, 4ª ed., Napoli, Edises, 2005, pp. 895-896, ISBN 88-7959-301-3.
Voci correlate
• mw-wAzoto
• mwaqeAmmine aromatiche
• mwaqmClorammine
• mwaquN-nitrosammine
• mwaqsReazione di Menshutkin
• mwaq0Saggio di Hinsberg
Altri progetti
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• Wikizionario
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Collegamenti esterni
• citerefbritannica-com(EN) Peter A.S. Smith e Eric Block, amine, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.