Composti organofosforici: caratteristiche e reazioni
I composti organofosforici sono sostanze organiche che presentano un legame fosforo-ossigeno, in cui il fosforo assume un numero di ossidazione di +3 o +5. Il fosforo, con configurazione elettronica [Ne] 3s^2 3p^3, forma composti PX3 con numero di ossidazione +3 e, se promuove un elettrone nell’orbitale 3d vuoto, dà origine a composti del tipo PX5, con numero di ossidazione +5. Quest’ultimo caso rappresenta un’espansione dell’ottetto.
Il fosforo, appartenente al Gruppo 15 insieme all’azoto, presenta numerose analogie con quest’ultimo. È importante notare che il fosforo, a differenza dell’azoto, possiede orbitali d accessibili, è più grande, più polarizzabile e meno elettronegativo.
Proprietà dei composti organofosforici
I composti con fosforo a numero di ossidazione +3 si comportano come nucleofili migliori rispetto ai corrispondenti composti azotati. Inoltre, i centri al fosforo sono più elettrofili, ovvero più suscettibili all’attacco nucleofilo, rispetto agli analoghi composti contenenti azoto. Analogamente alle ammine, i composti organofosforici sono debolmente basici e formano addotti con gli acidi.
Reattività e analogie con le ammine
La velocità delle reazioni dei composti organofosforici aumenta con il numero di sostituenti alchilici a causa delle proprietà elettrondonatrici dei gruppi alchilici. Al contrario, nelle reazioni delle ammine con agenti alchilanti, l’ordine è inverso a causa del predominio del fattore sterico.
Ad esempio, la trifenilfosfina (C6H5)3P reagisce facilmente con lo ioduro di metile CH3I, mentre la trifenilammina (C6H5)3N risulta inerte. Questo può essere attribuito all’effetto sterico e alla delocalizzazione del doppietto elettronico dell’azoto negli anelli aromatici.
Reazioni e applicazioni
Un esempio ben noto è la reazione di Arbusov, in cui un alogenuro alchilico reagisce con un trialchilfosfito per formare un estere fosfonato. La reazione procede attraverso un meccanismo SN2 che coinvolge un attacco nucleofilo del fosforo all’alogenuro alchilico, formando un fosfonio intermedio. Successivamente, l’anione alogenuro reagisce con l’intermedio per formare il fosfonato e un altro alogenuro alchilico.
In conclusione, i composti organofosforici presentano interessanti proprietà e reattività, offrendo un ampio spettro di applicazioni in diversi campi della chimica.