19.6 : Proprietà fisiche delle ammine

Le ammine a basso peso molecolare sono generalmente gassose a temperatura ambiente, mentre quelle ad alto peso molecolare sono di natura liquida o solida. Di solito, le ammine a basso peso molecolare hanno un odore simile a quello del pesce marcio. Le diammine hanno tipicamente un odore pungente. Ad esempio, la cadaverina e la putrescina, rappresentate in Figura 1, sono due molecole responsabili della decomposizione dei tessuti.

Figura 1. Strutture chimiche della putrescina e della cadaverina.

Le ammine sono polari. Di conseguenza, le ammine primarie e secondarie con legami N – H consentono interazioni di legame idrogeno intermolecolari. Questa interazione si traduce in un punto di ebollizione più elevato delle ammine rispetto agli alcani o agli eteri di peso molecolare paragonabile, che hanno solo interazioni più deboli come le forze di van der Waals o le interazioni dipolo-dipolo. D'altra parte, gli alcoli hanno punti di ebollizione più alti delle ammine perché l'azoto è meno elettronegativo dell'ossigeno, con conseguente legame idrogeno intermolecolare tra azoto e idrogeno più debole rispetto a ossigeno e idrogeno. Questo schema è illustrato in Figura 2.

Figura 2. L'influenza del gruppo funzionale sui punti di ebollizione di diversi composti.

Come illustrato in Figura 3, le ammine terziarie hanno punti di ebollizione inferiori rispetto alle ammine primarie o secondarie. A differenza delle ammine primarie o secondarie, l'assenza del legame N – H nelle ammine terziarie elimina la possibilità di legami idrogeno.

Figura 3. Influenza dei legami idrogeno sul punto di ebollizione.

Le ammine a basso peso molecolare sono anche solubili in acqua: il legame idrogeno tra ammine e acqua, come mostrato in Figura 4, determina questa solubilità. La solubilità in acqua delle ammine diminuisce all'aumentare del peso molecolare. Generalmente, le ammine con meno di cinque atomi di carbonio sono solubili in acqua. A causa dell'interazione tra la coppia di elettroni dell'atomo di azoto e l'atomo di idrogeno dell'acqua, anche le ammine terziarie sono solubili in acqua.

Figura 4. Legame idrogeno tra un'ammina e l'acqua.

In generale, le ammine sono significativamente tossiche e, a causa della loro attività fisiologica, se ingerite, possono indurre avvelenamento o morte. Ad esempio, le arilammine come la benzidina e la β-naftilammina, presentate in Figura 5, sono cancerogene e devono essere maneggiate con cautela.

Figura 5. Arilamine ben note e cancerogene.

Inoltre, è stato osservato che le secrezioni cutanee della rana avvelenata Phyllobates terribilis del Sud America sono costituite da due composti amminici tossici: batracotossina e batracotossinina A. Queste ammine sono così velenose che anche una quantità di soli 200 µg è sufficiente per provocare negli esseri umani un arresto cardiaco irreversibile.