Le proprietà dell'ammonio quaternario
Per definire cosa sia l’ammonio quaternario possiamo partire per semplicità dalla sua struttura molecolare generica. Possiamo affermare che si formi per sostituzione formale degli idrogeni dello ione ammonio con altrettanti residui organici. Lo ione ammonio ha formula NH4+ e si forma in soluzione acquosa dove viene sciola dell’ammoniaca (NH3).e come appare evidente dalla carica è un catione, ovvero uno ione positivo.
Al posto dei quattro idrogeni nell’ammonio che stiamo esaminando troviamo dei residui che indichiamo con la lettera R per indicare la loro genericità.
Sono classificati come sali (QUATS, ovvero Quaternary ammonium salts) e trovano diverse applicazione nell’industria chimica e farmaceutica. Esamineremo di seguito le loro proprietà e utilizzi possibili.
La reattività dei sali di ammonio quaternario
Si tratta di un processo di sintesi scoperto dal chimico russo Nikolaj Menšutkin nel 1890. Per condurre la reazione occorre utilizzare un solvente polare come l’alcol etilico e il meccanismo secondo cui avviene è la sostituzione nucleofila SN2.
Solo in presenza di basi forti come l’idrossido di sodio (NaOH) o l’idrossido di litio (LiOH) i sali di ammonio possono reagire se nella loro struttura è presente il gruppo NCCH. In questo caso si formano come prodtti un alchene derivato dall’eliminazione del gruppo amminico (che contiene l’atomo di azoto) e un’ammina terziaria. Il processo si definisce eliminazione di Hoffman.
I sali che contengono un gruppo benzilico invece tendono a reagire in presenza di sodioammide (formula NaNH2) e a formare una N,N dialchilbenzilammina. Anche questo meccanismo ha una denominazione specifica, ovvero riarrangiamento di Sommelet-Hauser. Inoltre tuti questi salo sono facilmente solubili in acqua.
Gli utilizzi possibili nell’industria chimica
Le applicazioni principali per i sali di ammonio quaternario che possiamo elencare sono diverse. Prima di tutto Si trovano all’interno della formulazione per vari detergenti e disinfettanti. Basta una veloce ricerca fra i prodotti per la casa per scoprire che nella descrizione del prodotto compare spesso l’acronimo QUATS.
Sono privi di odore e colore specifico quindi a differenza di altri prodotti detergenti non lasciano residui percepibili. Si usano parecchio nelle mense e nella zona di preparazione all’interno delle cucine per disinfettare le superfici e i piani di lavoro. Eliminano facilmente la maggior parte dei batteri e dei virus ma non sono altrettanto efficaci sulle spore. Se non maneggiati con cura possono irritare pelle e occhi, specialmente se concentrati.
Un altro utilizzo comune dei sali di ammonio quaternario è l’igienizzazione dell’acqua utilizzata all’interno delle piscine degli impianti sportivi in modo che non si diffondano infezioni, Spesso si sciolgono anche nell’acqua delle fontane pubbliche per controllare la proliferazione delle alghe e disinfettare l’acqua. Ma li troviamo anche nella formula di alcuni prodotti di protezione del legno, in quanto prevengono la diffusione della muffa.
Questi sali tornano utili anche per mantenere in buone condizioni i vestiti in fibra naturale in quanto riescono a tenere lontane le tarme. Li troviamo infatti all’interno di alcuni ammorbidenti e nei prodotti per pulire cinture, borse e giubbotti in pelle. Un vantaggio del loro utilizzo è che sono biodegradabili e non si accumulano nell’organismo degli animali acquatici.
