Fosfazeni
Fosfazenii sunt o familie de compuși chimici care conțin formal o legătură dublă între fosfor și azot . Ele pot fi considerate derivate din H 3 P = NH sau din HP = NH. [1]
Cei mai importanți membri sunt ciclofosfazeni și polifosfazeni liniari. Acestea din urmă au proprietăți care le fac atractive pentru aplicații biomedicale , pentru construcția de membrane pentru electroliți solizi în baterii cu litiu sau pile de combustibil , pentru materiale optice, elastomeri pentru industria aerospațială și materiale ignifuge. [2]
Clasificare
Fosfazenii pot fi împărțiți în monofosfazeni, difosfazeni, ciclofosfazeni și polifosfazeni liniari. [3]
Monofosfazeni
Au formula generală R 3 P = N - R 'și sunt cunoscuți și sub numele de iminofosforani. O reacție tipică de sinteză este următoarea: [4]
- R 3 PCl 2 + R'NH 2 → R 3 P = N - R '+ 2HCl
Se cunoaște un număr foarte mare de fosfazeni de acest tip; cele mai frecvente sunt derivații clorurați de tip Cl 3 P = N - R obținuți prin reacția pentaclorurii de fosfor și a aminelor primare. [5]
Difosfaze
Au formula generală R 3 P = N - PR ' 2 sau R 3 P = N - P (= O) R' 2 .
Ciclofosfazeni
Au formula generală (R 2 PN) n . Cei mai importanți și mai studiați compuși sunt cei cu n = 3 și 4, dar sunt cunoscuți derivați clorurați cu n între 3 și 8 și derivați fluorurați cu n între 3 și 19. [5]
Cei mai comuni doi compuși, (Cl 2 PN) 3 și (Cl 2 PN) 4 , se formează prin reacția dintre PCl 5 și NH 4 Cl în solvenți clorurați. Mecanismul de reacție este complicat, dar o stoichiometrie generală poate fi scrisă astfel: [3]
- n PCl 5 + n NH 4 Cl → (Cl 2 PN) n + 4 n HCI
Structurile Lewis sunt de obicei trasate alternând legături simple și duble în inel, dar măsurătorile cristalografice indică faptul că în același inel toate distanțele de legătură dintre fosfor și azot sunt egale. Distanțele P - N sunt mai mici decât cele așteptate pentru o legătură simplă, indicând o implicare a legăturii π, dar nu a fost încă obținută o descriere satisfăcătoare a legăturii din inel. Inelele cu șase membri sunt plane, în timp ce inelele cu opt membri sau mai denumite sunt ondulate, așa cum se ilustrează în figurile pentru (Cl 2 PN) 3 și (Cl 2 PN) 4 . [6]
 Structura lui Lewis a (Cl 2 PN) 3 |  Modelul (Cl 2 PN) 3 |  Modelul (Cl 2 PN) 4 |
Polifosfazeni liniari
Acestea conțin lanțuri formate din unități (R 2 P = N) n , unde n poate ajunge la mai mult de 10 000 și greutatea moleculară poate depăși un milion. Se obțin prin polimerizare la cald a (Cl 2 PN) 3 . Atomii de clor din polimerul format sunt foarte reactivi și pot fi înlocuiți cu ușurință cu o varietate de grupări nucleofile atât organice, cât și organometalice, permițând obținerea de materiale cu caracteristici foarte diferite și o gamă largă de aplicații. Unele câmpuri de aplicare sunt: [2] [3]
- aplicații biomedicale , de exemplu pentru obținerea de micro-sfere sau membrane biocompatibile pentru eliberarea controlată a medicamentului
- membrane de transport ionic , pentru utilizare în acumulatori de litiu sau pile de combustie
- materiale optice , pentru a obține polimeri modulându-le indicele de refracție , culoarea și alți parametri pentru optica neliniară
- elastomeri , de exemplu pentru a obține materiale rezistente chimic și care rămân flexibile pe o gamă foarte largă de temperaturi
Notă
- ^ IUPAC 1997
- ^ a b Allcock 2006
- ^ a b c Cotton și colab. 1999 , p. 405 .
- ^ Greenwood și Earnshaw (1997) , p. 535 .
- ^ a b Haiduc 2006
- ^ Housecroft și Sharpe 2008
Bibliografie
- ( EN ) HR Allcock, Polyphosphazenes , în Enciclopedia chimiei anorganice , ediția a doua, John Wiley & Sons, 2006, DOI : 10.1002 / 0470862106.ia200 , ISBN 978-0-470-86210-0 .
- ( EN ) FA Cotton, G. Wilkinson, CA Murillo și M. Bochmann,Advanced Inorganic Chemistry , ediția a VI-a, Wiley-Interscience, 1999, ISBN 978-0-471-19957-1 .
- ( EN ) NN Greenwood și A. Earnshaw, Chimia elementelor , ediția a II-a, Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4 .
- ( EN ) I. Haiduc, Compuși fosfor-azot , în Enciclopedia chimiei anorganice , ediția a II-a, John Wiley & Sons, 2006, DOI : 10.1002 / 0470862106.ia186 , ISBN 978-0-470-86210-0 .
- ( EN ) CE Housecroft și AG Sharpe, Chimie anorganică , ediția a III-a, Harlow (Anglia), Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6 .
- ( EN ) IUPAC, Phosphazenes , în AD McNaught și A. Wilkinson (eds), Compendium of Chemical Terminology („Gold Book”) , ediția a II-a, Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1997, DOI : 10.1351 / goldbook , ISBN 0 -9678550-9-8 .
