Ammino ossido
# Ammino ossido

Gli ammino ossidi, o ossidi di ammina, o ammino N-ossidi, sono composti chimici derivanti da ammine terziarie in cui all''atomo di azoto presente in esse è aggiunto un atomo di ossigeno. Sono quindi composti chimici aventi formula di struttura generale $R_3N^+−O^−.$ In questa struttura è presente un atomo centrale di azoto, formalmente pentavalente e con una carica formale positiva, che è unito con legame singolo a un atomo di ossigeno con carica formale negativa, ed è unito inoltre a tre gruppi R (uguali o diversi) alchilici o arilici. A volte la formula di struttura è scritta come $R_3N→O,$ dato che il legame tra N e O è un legame dativo. Altre volte, specie in letteratura datata, è scritto erroneamente $R_3N=O$ (N non può avere 5 legami covalenti normali, sebbene la questione sia oggetto di dibattito in letteratura).

In senso più ampio, si considerano ossidi di ammina anche casi in cui i gruppi R possano rappresentare atomi di idrogeno, ossia si considerano gli ossidi di ammoniaca, ammine primarie e secondarie, anche se, in tali casi, i composti risultanti non sono altro che tautomeri instabili delle corrispondenti idrossilammine:

    $HR_2N^+−O^−$ → $R_2N−OH$

Nel caso dell'ossido di ammoniaca $H_3N^+−O^−$ si è calcolato che esso è meno stabile dell'idrossilammina $H_2N−OH$ di ben 125,9 kJ/mol e questa differenza è tale che l'eventuale presenza di $H_3N^+−O^−$ non risulta sperimentalmente rivelabile. Talvolta il nome è utilizzato anche nei casi di ossidi dell'atomo di azoto presente in composti eterociclici, come la piridina N-ossido.

L'atomo di azoto negli ammino ossidi, a differenza dell'azoto trivalente delle ammine, può essere un centro chirale se i tre gruppi R sono tra loro diversi perché, come accade per i sali di ammonio quaternario (e il carbonio stesso), non può subire la tipica inversione a ombrello che è tipica di ammoniaca e ammine.

Negli N-ossidi di ammine alifatiche gli atomi C e N hanno intorno ad essi un ambiente tetraedrico (non regolare) e, salvo casi particolari, sono ibridati $sp^3,$ come nelle corrispondenti ammine. Da notare che gli N-ossidi di immine [ $R_2C=N^+(R)−O^−$ ], dove C e N sono ibridati $sp^2,$ sono noti come nitroni e gli N-ossidi di nitrili [ $RC≡N^+−O^−$ ], dove C e N sono ibridati sp, sono noti come nitrilossidi.

## Sintesi

Gli ammino ossidi stabili sono quindi essenzialmente gli ossidi delle ammine terziarie, il più semplice dei quali è l'ossido di trimetilammina $Me_3NO.$ Si possono preparare con un'ossidazione delle corrispondenti ammine terziarie tramite reazione con perossidi, tra i quali l'acqua ossigenata è il più comune:

$H_2O_2$ + $R_3N$ → $H_2O$ + $R_3NO$

In casi più specifici si possono usare ossidanti più forti, come l'acido di Caro o l'acido m-cloroperbenzoico.

## Proprietà e applicazioni

Sono composti igroscopici, fortemente polari: i loro momenti dipolari prendono valori a cavallo di ben 5 Debye. Gli ossidi di ammina terziaria sono composti debolmente basici in acqua, con $pK_b$ intorno a 9 (il $pK_a$ dell'acido coniugato è ~5). Quelli contenenti lunghe catene idrocarburiche sono agenti tensioattivi (surfattanti).

Gli ammino ossidi sono composti dotati di notevoli capacità ossidanti. In tal senso, alcuni altri esempi di ossidi di ammina terziaria con applicazioni specifiche sono l'ossido di N-metilmorfolina, usato come ossidante sacrificale per ripristinare l'ossidante catalitico $OsO_4$ (dopo la sua riduzione), ma anche come solvente della cellulosa e l'N-ossido di chinuclidina $[HC(CH_2CH_2)_3N→O],$ usato per la sua alta polarità come adatto sostituto del solvente polare aprotico esametilfosforammide (HMPA), che è tossico e cancerogeno.

L'ossido di trimetilammina ha un impiego caratteristico in chimica organometallica: viene usato sui complessi metallocarbonilici per reazioni di decarbonilazione, cioè con sostituzione di un carbonile (CO, allontanato come $CO_2$ e rimpiazzato da un opportuno legante L) che avvengono secondo lo schema seguente:

    $M(CO)_n$ + $Me_3NO$ + L → $M(CO)_{n−1}L$ + $Me_3N$ + $CO_2$

Per esempio, la reazione del ferro pentacarbonile con un diene (donatore di due coppie di elettroni) in presenza di $Me_3NO$ porta alla formazione del complesso diolefinico $(diene)Fe(CO)_3.$ Nel caso degli esacarbonili di cromo, molibdeno e tungsteno la reazione con la bipiridina in presenza di $Me_3NO$ porta all'ottenimento dei complessi $(bipy)M(CO)_4,$ con M = Cr, Mo e W).

