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.^[1] Sono quindi composti chimici aventi formula di struttura generale R₃N⁺−O⁻.^[1] In questa struttura è presente un atomo centrale di azoto, formalmente pentavalente^[2] 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 R₃N→O, dato che il legame tra N e O è un legame dativo. Altre volte, specie in letteratura datata, è scritto erroneamente R₃N=O (N non può avere 5 legami covalenti normali, sebbene la questione sia oggetto di dibattito in letteratura^[2][3]).

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,^[1] anche se, in tali casi, i composti risultanti non sono altro che tautomeri instabili delle corrispondenti idrossilammine:^[4]

HR₂N⁺−O⁻  →  R₂N−OH

Nel caso dell'ossido di ammoniaca H₃N⁺−O⁻ si è calcolato che esso è meno stabile dell'idrossilammina H₂N−OH di ben 125,9 kJ/mol e questa differenza è tale che l'eventuale presenza di H₃N⁺−O⁻ non risulta sperimentalmente rivelabile.^[4] 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.^[5][6]

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 sp³,^[7] come nelle corrispondenti ammine. Da notare che gli N-ossidi di immine [ R₂C=N⁺(R)−O⁻ ], dove C e N sono ibridati sp², sono noti come nitroni e gli N-ossidi di nitrili [ RC≡N⁺−O⁻ ], dove C e N sono ibridati sp, sono noti come nitrilossidi.^[8][9]

Gli ammino ossidi stabili sono quindi essenzialmente gli ossidi delle ammine terziarie, il più semplice dei quali è l'ossido di trimetilammina Me₃NO. Si possono preparare con un'ossidazione delle corrispondenti ammine terziarie tramite reazione con perossidi, tra i quali l'acqua ossigenata è il più comune:^[10]

H₂O₂ + R₃N → H₂O + R₃NO

In casi più specifici si possono usare ossidanti più forti, come l'acido di Caro^[11] o l'acido m-cloroperbenzoico.^[12]

Sono composti igroscopici, fortemente polari: i loro momenti dipolari prendono valori a cavallo di ben 5 Debye.^[13] 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).^[14] Quelli contenenti lunghe catene idrocarburiche sono agenti tensioattivi (surfattanti).^[15]

Gli ammino ossidi sono composti dotati di notevoli capacità ossidanti.^[16] 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 OsO₄ (dopo la sua riduzione),^[17] ma anche come solvente della cellulosa^[18] e l'N-ossido di chinuclidina [HC(CH₂CH₂)₃N→O], usato per la sua alta polarità come adatto sostituto del solvente polare aprotico esametilfosforammide (HMPA), che è tossico e cancerogeno.^[19]

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 CO₂ e rimpiazzato da un opportuno legante L) che avvengono secondo lo schema seguente:

M(CO)_n + Me₃NO + L → M(CO)_n−1L + Me₃N + CO₂

Per esempio, la reazione del ferro pentacarbonile con un diene (donatore di due coppie di elettroni) in presenza di Me₃NO porta alla formazione del complesso diolefinico (diene)Fe(CO)₃.^[20] Nel caso degli esacarbonili di cromo, molibdeno e tungsteno la reazione con la bipiridina in presenza di Me₃NO porta all'ottenimento dei complessi (bipy)M(CO)₄, con M = Cr, Mo e W).^[21]

• Trimetilammina-N-ossido
• N-Ossido di N-metilmorfolina
• Piridina N-ossido

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• (EN) Aminoxides, su goldbook.iupac.org, IUPAC Gold Book. URL consultato il 22 ottobre 2012.

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