# Esametilfosforammide

L'esametilfosforammide, spesso indicata con la sigla HMPA (derivante dall'inglese Hexamethylphosphoramide), è la triammide dell'acido fosforico dove tutti gli atomi di idrogeno sono sostituiti da gruppi metilici. La sua formula semistrutturale è quindi [(CH$_3$)$_2$N]$_3$P=O o (Me$_2$N)$_3$P=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. Per tali motivi, pur essendo un ottimo solvente polare aprotico viene solo a volte impiegata come come tale o come reattivo nella sintesi organica.

## Sintesi

L'esametilfosforammide può essere preparata dalla reazione del cloruro di fosforile (ossicloruro di fosforo) con la dimetilammina:
OPCl$_3$ + 3 HN(CH$_3$)$_2$ → OP[N(CH$_3$)$_2$]$_3$ + 3 HCl

## Struttura e reattività

La molecola dell''esametilfosforammide può essere vista come derivante dall'unione del gruppo fosforile (≡P=O ↔ ≡P$^+$−O$^−$), residuo trivalente molto polare dell'acido fosforico, con tre gruppi dimetilamminici -N(CH$_3$)$_2$, andando così a costituire la struttura di una triammide dell'acido fosforico. Nella molecola l'atomo di fosforo è tetraedrico (ibrido sp$^3$) 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. 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(NMe$_2$)$_3$, che è già notevolmente basica. Inoltre, l'esametilfosforammide oltre ad essere molto polare, come solvente ha anche un'alta costante dielettrica: ε$_r$ = 30,00 (20 °C); questo fa sì che possa sciogliere anche alcuni sali.
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.
Per riscaldamento con le ammidi carbossiliche secondarie (o anche con le alchilarilchetossime) l'esametilfosforammide reagisce fornendo le corrispondenti ammidine:
(Me$_2$N)$_3$P=O + RC(=O)NHR$^1$ → → RC(=NR$^1$)NMe$_2$

## Applicazioni

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 SN$_2$, in particolare alcune più difficoltose. L'atomo di ossigeno nell'HMPA, in quanto notevole base di Lewis, coordina efficacemente il catione Li$^+$. L'esametilfosforammide funge da ligando in uno dei complessi perossidici del molibdeno [(O$_2$)$_2$MoO·HMPA·H$_2$O] che viene utilizzato come ossidante nella sintesi organica.

## Reagenti alternativi

Il dimetilsolfossido e la N,N-dimetilformammide possono essere spesso utilizzati come solventi in sostituzione dell'HMPA. Sono entrambi forti accettori di legame idrogeno, e i loro atomi di ossigeno legano i cationi metallici. Altre alternative all'HMPA includono le tetraalchiluree, le alchiluree cicliche come DMPU e la chinuclidina N-ossido.

## Tossicità

L'esametilfosforammide è tossica ed è stata dimostrata in grado di indurre il cancro nasale nei ratti. L'HMPA può essere degradata a composti meno tossici per azione dell'acido cloridrico.