Un composto chimico ciclico è composto da atomi elementari legati insieme a forma di anello. La maggior parte dei composti ciclici sono organici, contenenti carbonio. L’anello di un composto eterociclico è composto da due o più elementi diversi. Le ammine sono composti organici complessi derivati dalla struttura di base dell’ammoniaca, che è costituita da tre atomi di idrogeno legati ad un azoto. Quando questi due tipi di composti si uniscono, le sostanze risultanti sono chiamate collettivamente ammine eterocicliche.
Il carbonio si lega in una struttura ad anello, solitamente in configurazioni di cinque o sei atomi, che si aggiunge alla versatilità dell’elemento. Inoltre, l’anello rimane stabile quando uno qualsiasi degli atomi di carbonio viene sostituito da un altro elemento. Le combinazioni comuni includono zolfo, ossigeno e azoto. Queste sostituzioni in un anello sono chiamate eteroatomi. Un composto eterociclico può essere inorganico, ma la maggior parte contiene almeno un atomo di carbonio.
Le ammine eterocicliche sono costituite da almeno un anello di due o più elementi diversi. Legata a questo anello è almeno un’ammina. Dalla struttura di base dell’ammoniaca, uno o più dei suoi atomi di idrogeno vengono sostituiti da quello che viene chiamato un sostituente. Può essere un elemento diverso, o anche un complesso gruppo funzionale di elementi che altrimenti sarebbe instabile se non fosse legato all’atomo di azoto. La maggior parte delle ammine ha una struttura a stringa e sono sostanze chimiche di base, chiamate anche alcali, l’opposto dell’acido.
Molte ammine sono fondamentali per la vita organica. Gli amminoacidi, gli elementi costitutivi delle proteine che costituiscono tutti i tessuti viventi, sono costituiti da ammine. Quando sono collegati a un composto eterociclico, tuttavia, i loro effetti sono piuttosto variabili e non completamente compresi. Un esempio di un’ammina eterociclica è la tiamina, altrimenti nota come vitamina B1. Altri esempi di ammine eterocicliche sono agenti cancerogeni tossici, noti per causare il cancro negli esseri umani.
In generale, le ammine eterocicliche sono classificate e studiate in base a tre caratteristiche distintive. Ciò include quale elemento o elementi sono i suoi eteroatomi, quanti atomi ci sono nell’anello eterociclico e le caratteristiche dei suoi legami amminici. La nicotina nel tabacco, per esempio, è un alcaloide cancerogeno con un azoto e quattro atomi di carbonio nel suo anello, legati a un altro gruppo amminico eterociclico simile. L’acido nicotinico, chiamato anche niacina o vitamina B3, è costruito attorno a un anello di sei atomi ed è essenziale per la vita umana.
Le caratteristiche chimiche delle ammine legate ad un anello eterociclico si dividono in due classi: aromatiche o alifatiche. Aromatico, o arile, non si riferisce all’odore, ma piuttosto alla disponibilità di elettroni per migrare e ruotare attorno al suo anello ciclico attaccato. Rende la sostanza combinata meno alcalina e più compatibile con le sostanze chimiche acide del corpo umano. Alifatico, o alchilico, è più alcalino e presumibilmente più tossico. Un esempio di ammina alifatica eterociclica è la sostanza chimica responsabile della puzza del pesce in decomposizione.