L'esametilfosforammide, spesso indicata con la sigla HMPA (derivante dall'ingleseHexamethylphosphoramide), è la triammide dell'acido fosforico dove tutti gli atomi di idrogeno sono sostituiti da gruppi metilici. La sua formula semistrutturale è quindi [(CH3)2N]3P=O o (Me2N)3P=O. A temperatura ambiente si presenta come un liquido incolore altobollente, fortemente igroscopico e solubile in acqua in ogni proporzione. È sospettata di essere carcinogenica e mutagenica.[3][4] Per tali motivi, pur essendo un ottimo solvente polare aprotico viene solo a volte impiegata come come tale o come reattivo nella sintesi organica.[5]
La molecola dell''esametilfosforammide può essere vista come derivante dall'unione del gruppo fosforile[7] (≡P=O ↔ ≡P+−O−), residuo trivalente molto polare dell'acido fosforico,[8] con tre gruppi dimetilamminici -N(CH3)2, andando così a costituire la struttura di una triammide dell'acido fosforico. Nella molecola l'atomo di fosforo è tetraedrico (ibridosp3) come in altri derivati dell'acido fosforico. I gruppi amminici legati al fosforile, hanno una coppia solitaria su ciascun azoto; questo permette la presenza di altre tre forme di risonanza, identiche tra loro, del tipo:
>N−P=O ↔ >N+=P−O−
In tal modo aumenta il carattere polare dell'intera molecola, con l'ossigeno che acquisisce una significativa carica parziale negativa: il momento dipolare che ne risulta per la molecola è decisamente alto e ammonta a 5,54 D.[9] La carica negativa sull'atomo di ossigeno lo fa divenire un centro basico, sia nel senso di Brønsted, che in quello di Lewis. D'altra parte, l'esametilfosforammide rappresenta anche l'ossido della tris(dimetilammino)fosfina P(NMe2)3, che è già notevolmente basica. Inoltre, l'esametilfosforammide oltre ad essere molto polare, come solvente ha anche un'alta costante dielettrica: εr = 30,00 (20 °C);[10] questo fa sì che possa sciogliere anche alcuni sali.[11]
Similmente ad altri composti che contengono un legame azoto-fosforo l'esametilfosforammide viene idrolizzata dall'acido cloridrico acquoso formando il cloruro di dimetilammonio e acido fosforico.[12]
L'HMPA è utilizzata come solvente per polimeri, gas e composti organometallici. Migliora la selettività delle reazioni di litiazione scindendo gli oligomeri dei composti organolitio (metillitio, butillitio). Data la sua natura aprotica, l'esametilfosforammide solvata selettivamente i cationi, lasciando gli anioni presenti in soluzione molto poco solvatati e quindi più parecchio più reattivi che in solventi protici; questo gli permette di accelerare le reazioni SN2, in particolare alcune più difficoltose. L'atomo di ossigeno nell'HMPA, in quanto notevole base di Lewis, coordina efficacemente il catione Li+.[14] L'esametilfosforammide funge da ligando in uno dei complessi perossidici del molibdeno [(O2)2MoO·HMPA·H2O] che viene utilizzato come ossidante nella sintesi organica.[15]
Reagenti alternativi
Il dimetilsolfossido e la N,N-dimetilformammide possono essere spesso utilizzati come solventi in sostituzione dell'HMPA.[16] Sono entrambi forti accettori di legame idrogeno, e i loro atomi di ossigeno legano i cationi metallici. Altre alternative all'HMPA includono le tetraalchiluree,[17] le alchiluree cicliche come DMPU[18] e la chinuclidina N-ossido.[19]
Tossicità
L'esametilfosforammide è tossica ed è stata dimostrata in grado di indurre il cancro nasale nei ratti.[14] L'HMPA può essere degradata a composti meno tossici per azione dell'acido cloridrico.
Note
^Scheda IFA-GESTIS, su gestis-en.itrust.de. URL consultato il 16 ottobre 2014 (archiviato dall'url originale l'11 novembre 2016).
^ J. E. Huheey, E. A. Keiter e R. L. Keiter, Chimica Inorganica, Principi, Strutture, Reattività, 2ª ed., Piccin, 1999, pp. 901-907, ISBN88-299-1470-3.
^abDykstra, R. R. "Hexamethylphosphoric Triamide" Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2001 John Wiley & Sons. DOI: 10.1002/047084289X.rh020
^Beck, A. K.; Seebach, D. "N,N'-Dimethylpropyleneurea" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2001 John Wiley & Sons, New York. DOI: 10.1002/047084289X.rd366
