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ammina

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Chimica: definizione

sf. [sec. XIX; amm(oniaca)+-ina]. Composto chimico organico che deriva formalmente dall'ammoniaca NH₃, per sostituzione di uno, due o tre atomi di idrogeno con altrettanti radicali alchilici o arilici. Si hanno così rispettivamente ammine primarie, come la monometilammina CH₃NH₂, secondarie, come la dimetilammina (CH₃)₂NH, e terziarie, come la trimetilammina (CH₃)₃N.

Chimica: preparazione

I metodi di preparazione delle ammine sono assai numerosi. Uno dei più usati utilizza la reazione di Hofmann, nella quale gli atomi di idrogeno uniti a quello di azoto dell'ammoniaca o di un'ammina primaria oppure secondaria vengono sostituiti da radicali alchilici o arilici per reazione con l'alogeno-derivato corrispondente, come per esempio nelle reazioni:

Questo metodo, pur essendo di impiego molto frequente, presenta tuttavia spesso l'inconveniente di fornire per esempio accanto all'ammina primaria quantità anche considerevoli di ammine secondarie e terziarie generate dall'immediata reazione di una parte dell'ammina primaria, appena formatasi, con l'alogenuro alchilico che è ancora presente. Le ammine primarie si formano anche per riduzione dei nitroderivati:

Questo metodo può facilmente applicarsi sia ai nitroderivati alifatici sia a quelli aromatici: è tuttavia di applicazione molto più frequente e importante nella serie aromatica, e cioè per preparare l'anilina e le analoghe ammine, per la più facile disposizione dei nitrocomposti aromatici nei confronti di quelli alifatici.

Chimica: proprietà

Le proprietà fisiche delle ammine variano regolarmente in funzione del numero e del peso molecolare dei radicali uniti a un atomo di azoto. I primi termini della serie delle ammine alifatiche e cioè la monometilammina, la dimetilammina e la trimetilammina sono composti gassosi anche a temperatura ambiente, dal caratteristico odore ammoniacale sgradevolissimo soprattutto nelle ammine terziarie, e solubilissimi in acqua. I termini successivi sono liquidi e solidi quelli a più alto peso molecolare, di odore sempre meno intenso e sempre meno solubili in acqua. Le ammine aromatiche sono invece liquide o solide a temperatura ambiente, poco solubili o praticamente insolubili in acqua e di odore debole o pressoché inesistente. Le ammine presentano carattere basico e come l'ammoniaca sono capaci di addizionare gli acidi formando composti a carattere salino. Questi sali possono considerarsi gli analoghi dei sali di ammonio, da essi derivati per sostituzione di uno o più atomi di idrogeno del catione ammonio NH4+ con radicali organici. Così, la metilammina addiziona l'acido cloridrico trasformandosi in cloruro di monometilammonio:

Nelle ammine alifatiche il carattere basico aumenta con il numero dei radicali alchilici uniti all'atomo di azoto: in tal modo la metilammina è una base più forte dell'ammoniaca e la dimetilammina una base più forte della monometilammina. Se i radicali uniti all'atomo di azoto sono invece radicali arilici si verifica una diminuzione del carattere basico; così, la fenilammina o anilina, C6H5NH₂, è una base più debole dell'ammoniaca, e ancor più debole è la difenilammina (C6H5)₂NH, mentre la trifenilammina (C6H5)₃N ha proprietà basiche tanto deboli da risultare un composto a carattere praticamente neutro. Data la presenza nella loro molecola di almeno un atomo di idrogeno unito a quello di azoto, le ammine primarie e quelle secondarie forniscono molte reazioni simili a quelle dell'ammoniaca. Per esempio esse reagiscono con i cloruri o le anidridi degli acidi fornendo le ammidi corrispondenti:

Caratteristica e importante è anche la reazione delle ammine primarie e di quelle secondarie con acido nitroso. Le ammine primarie alifatiche reagiscono con acido nitroso fornendo immediatamente, attraverso la reazione detta di Piria, l'alcol corrispondente, azoto elementare e acqua:

Questa reazione trova impiego anche a scopo analitico per il dosaggio del gruppo amminico primario, per esempio degli amminoacidi nei liquidi biologici: a tal fine si determina il volume dell'azoto gassoso svolto in condizioni adatte. Le ammine primarie aromatiche forniscono invece, reagendo con l'acido nitroso in condizioni adatte, gli importantissimi diazocomposti aromatici. Le ammine secondarie, sia alifatiche sia aromatiche, reagiscono invece con l'acido nitroso fornendo le N-nitrosoammine:

mentre il gruppo amminico terziario non viene attaccato dall'acido nitroso. Le ammine terziarie addizionano gli alogenuri alchilici trasformandosi in sali ammonici quaternari:

Le ammine costituiscono una classe di composti chimici particolarmente importante dal punto di vista tecnico oltre che da quello scientifico: molte ammine sia alifatiche sia aromatiche costituiscono infatti gli intermedi usati in grande quantità dall'industria chimica per la preparazione di prodotti farmaceutici, di coloranti, di anticrittogamici, ecc.

Biochimica

Vengono definite ammine biogene tutte le basi organiche, dotate di gruppi amminici, che sono reperibili in forma libera negli organismi viventi. Spesso le ammine biogene presenti nei tessuti animali e vegetali rappresentano metaboliti intermedi che si formano nel corso della degradazione biologica di sostanze strutturalmente più complesse. Non di rado, tuttavia, la loro presenza assume un preciso significato funzionale o appare legata a meccanismi fisiologici e biochimici non ancora sufficientemente chiariti. Nel gruppo delle ammine biogene vanno annoverate: ammine alifatiche e basi ammoniche quaternarie (mono-, di- e trimetilammina, isobutilammina, isoamilammina, idrossido di tetrametilammonio); idrossialchilammine alifatiche (colamina, glucosammina, colina, condrosamina, sfingosina); diammine (putrescina, cadaverina, spermina, spermidina); ammine cicliche di struttura immidazolica (istamina), indolalchilamminica (triptamina, bufotenina, gramina) e fenilalchilamminica (adrenalina, noradrenalina, tiramina, 5-idrossitriptamina); betaine (trigonelline, ercinina, zooanemonina). Nella fisiologia umana il termine di ammine biogene è riferito a un gruppo di sostanze basiche la cui presenza nell'organismo è legata a importanti meccanismi funzionali, tra cui la conduzione degli impulsi nervosi, la eccitabilità cellulare nel sistema nervoso centrale e periferico, la regolazione chimica del comportamento e delle risposte emozionali. Nel gruppo di tali composti figurano la serotonina, la noradrenalina, l'acetilcolina, la dopamina, l'istamina, la sostanza P e l'acido γ-amminobutirrico.

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