Sali di fosfonio: sintesi, reazioni

I sali di fosfonio sono specie costituite dal catione poliatomico fosfonio PR₄⁺ dove R è un alogeno, un gruppo alchilico o un gruppo arilico.

Tuttavia alcuni sali di fosfonio sono semplici composti quaternari in cui il fosforo è legato all’idrogeno. Un esempio è costituito dallo ioduro di fosfonio PH₄I
Il catione fosfonio presenta geometria tetraedrica e in esso il fosforo ha numero di ossidazione +5 .

I sali di fosfonio hanno quindi formula generale PR₄X e sono generalmente incolori.

Più comunemente sono derivati organici quaternari come il cloruro di tetrafenilfosfonio, (C₆H₅)₄P⁺Cl^⁻ e ioduro di tetrametilfosfonio, [P(CH₃)₄]⁺I^–

Sintesi

Una varietà di sali di fosfonio è ottenuta dall’alchilazione o arilazione di fosfine organiche. La reazione avviene in presenza di un alogenuro alchilico o arilico secondo la reazione:
PR₃ + R’X → [PR₃R’]⁺ X^–

Il sale di fosfonio puù importante è il tetrakis (idrossimetil) fosfonio cloruro (THPC). Esso è ottenuto dalla reazione tra la fosfina e formaldeide in presenza di acido cloridrico:
PH₃ + 4 HCHO + HCl → [P(CH₂OH)₄]⁺ Cl^–

Reagenti di Witting

I sali di alchiltrifenilfosfonio sono ampiamente utilizzati per la preparazione dei reagenti di Wittig

La reazione avviene tra una fosfina trisostituita come la trifenilfosfina  con un alogenuro alchilico per dare un sale di fosfonio

Un esempio di reazione è il seguente:
trifenilfosfina + ioduro di metile → ioduro di metiltrifenilfosfonio
: P(C₆H₅)₃  +CH₃I   → [P(CH₃)(C₆H₅)₃]⁺ I^–

Il sale di fosfonio è un composto stabile che spesso può essere purificato per ricristallizzazione da etanolo. Per formare il reagente di Witting, il sale di fosfonio è sospeso in un solvente come etere etilico o tetraidrofurano a cui è aggiunta una base forte come fenillitio o n-butillitio.

Usi

I sali di fosfonio sono usati come reagenti e catalizzatori nella sintesi organica e come precursori di composti metallorganici

I reagenti di Witting sono utilizzati nella reazione di Witting in cui un gruppo carbonilico è sostituito con un gruppo alchenico.

Il THPC ha un’importanza industriale nella produzione di finiture antipiega e ignifughe su tessuti di cotone e altri tessuti cellulosici. Inoltre può essere utilizzato per il controllo di batteri, alghe e funghi nei sistemi di ricircolo dell’acqua di raffreddamento industriali. Può essere utilizzato anche per prevenire le incrostazioni di solfuro di ferro comune nell’industria petrolchimica e del gas.