Organofosforo konposatu

Konposatu organofosforikoak edo organofosforo konposatuak fosforo-karbono loturak (fosfato eta fosfito esterrak izan ezik) dituen konposatu organiko degradagarria da, batez ere, izurriteen kontrolean erabiltzen dena, ingurunean irauten duten hidrokarburo kloratuen alternatiba gisa. Organofosforoen kimika organofosforo konposatuen propietateak eta erreaktibotasuna aztertzen dituen zientzia da. Fosforoak taula periodikoko 15. taldea nitrogenoarekin eta beste elementu batzuekin partekatzen du. Nitrogeno-konposatuak eta fosforo-konposatuak antzekoak dira^[1][2][3].

Organofosforo konposatuen definizioa aldakorra da, eta horrek nahasmena sor dezake. Industria- eta ingurumen-kimikan, organofosforo-konposatu batek ordezkatzaile organiko bakarra izan behar du, baina ez du P-C lotura zuzena izan behar. Beraz, intsektizida gehienak, esate baterako, malathion-ak sarritan sartzen dira konposatu klase horretan.

Oxidazio-egoera, koordinazio-zenbakia eta balentzia

Organofosforo konposatu batean, fosforo atomo baten loturak ezartzen laguntzeko, hiru zenbaki erabiltzen dira.

NC	Sínboloak	Formula orokorra	Talde konposatuak
1	σ^11^n	R—P	Fosfinidenoak
1	σ^1λ^3	R—C${\displaystyle \equiv }$P	Fosfoalkinoak
2	σ^2λ^3	R2C=P—R	Fosfoalkinoak
2	σ^2λ^3	RO—P=O	Oxofosfinoak
2	σ^2λ^3	R—P=S	Tioxofosfinoak
2	σ^2λ^3	R—N=P	Iminofosfinoak
2	σ^2λ^3	R—P=P—R	Difosfenoak
2	σ^2λ^2	R2P^+	Kation fosfenioa
3	σ^3λ^3	R3P	Fosfinak
3	σ^3λ^3	R—PX2	Dihaluro alkilfosfonosoa
3	σ^3λ^3	R2P—X	Dialkilfosfino haluroa
3	σ^3λ^3	R—P(OR)2	Dialkilfosfonitoa
3	σ^3λ^3	(RO)3P	Trialkilfosfitoa
3	σ^3λ^5	R—PO2	Dioxofosforanoak
3	σ^3λ^5	RO—PO2	Alkilmetafosfatoa
3	σ^3λ^5	R—P(O)(=CH2)	Metilenoxofosforanoa
3	σ^3λ^5	R—P(=CR2)2	Bis(metilen)fosforanoa
4	σ^4λ^4	R4P^+	Ion fosfonioa
4	σ^4λ^5	R—P(O)(OH)2	Azido fosfonikoa
4	σ^4λ^5	R2—P(O)(OH)	Azido fosfinikoa
4	σ^4λ^5	R3—P(O)	Fosfina oxidoa
4	σ^4λ^5	RO—P(O)(OH)2	Alkilfosfatoa
4	σ^4λ^5	(RO)2P(O)(OH)	Dialkilfosfatoa
4	σ^4λ^5	(RO)3P(O)	Trialkilfosfatoa
5	σ^5λ^5	R5P	Fosforanoak
6	σ^6λ^6	R6P^-	Izen arruntik gabea

Oxidazio-egoera edo oxidazio- zenbakia: lotura ionikoen eredu batean, arauak aplikatu ondoren atomo bakoitzean geratzen den karga ionikoa da^[4], partekatutako elektroi bikoteak atomo elektronegatiboenei esleitzen dizkietenak^[5]. Fosforoak hainbat oxidazio-egoera har ditzake, eta ohikoa da organofosforo konposatuak sailkatzea (V) fosforoaren edo (III) fosforoaren deribatuak diren kontuan hartuta, horiek baitira fosforo-konposatuen klase nagusiak.

IUPACen ordezkapen nomenklaturan, oraindik gutxi erabiltzen den nomenklatura deskribatzailean, λ (lambda) konbentzioa erabiltzen da lotura-zenbaki estandarra ez duten fosforoaren eta beste elementu batzuen konposatuak izendatzeko. Ondoan, σ koordinazio-zenbakia erabiltzen da.

Koordinazio-zenbakia, sigma σ hizki grekoaz goi-indize batekin adierazten dena, atomo zentrala zuzenean lotzen den atomo-kopurua da, edo atomo zentralak eratzen duen σ-loturen kopurua^[6]. Fosforoaren δ koordinazio-zenbakia 1 eta 6 artean alda daiteke.

Lambda konbentzioan, elementu baten eta bere ondoko atomoen arteko n lotura-kopuru osoa ^λn bezala adierazten da, λ balentzia deritzona. λ⁵ fosfano ikurrak fosforoak bost hidrogenorekin lotzen duela adierazten du; hau da, λ ikurra fosforoak balentzia-egoera ez-estandarra duela adierazteko erabiltzen da (estandarra 3 da), eta goi-indizeak bost hidrogeno-lotura adierazten ditu.

Sistema horretan, fosfina edo fosfanoa σ³λ³ konposatua da. σ^mλⁿ konposatu batean, fosforo atomoa m atomoekin lotuta dago guztira n loturaren bidez.

Organofosforo konposatuen sailkapena, koordinazio zenbakian oinarrituta

Eskuineko taulan organofosforo konposatuen talde desberdinak ageri dira, haien koordinazio-zenbaki ezberdinaren (NC) eta bere lambda balentzia, λ.

Fosforoaren oinarrizko oxoazido mononuklearrak

Formula	Izen kimikoa	deribatu organikoak
(HO) 3P	azido fosforotsua	fosfitoak
(HO) 2 HP	azido fosfonikoa	fosfonitoak
(HO) H2P	azido fosfinosoa	fosfinitoak
(HO)PO	Azido metafosforoa edo fosfenoa	metafosfitoak
(HO) 3PO	azido fosforikoa	fosfatoak
(HO) 2HPO	azido fosfonikoa	fosfonatoak
(HO) H2PO	Azido fosfinikoa edo hipofosforosoa	fosfinatoak
(HO) PO2	Azido metafosforikoa edo fosfenikoa	metafosfatoak

H-organofosfatoen tautomerismoa

H-organofosfatoak fosforo-atomo zentralari zuzenean lotuta dauden hidrogeno atomoa duten organofosfatoak dira. P-H lotura horrek propietate kimiko bereziak ditu. Familia horretako lehen talde aztertuena fosfitoak dira, zeinetan atomo zentrala tribalentea den, eta, nahiz, hasieran batez ere, fosfito forma tautomerotan zeudela uste izan, hamarkadetan, ondo finkatuta dago konposatu horien gehiengo zabalak nahiago dituela H-fosfonato motako egiturak atomo fosforo pentabalentedunekin^[7]:

H-fosfonatoen tautomerioa

H-organofosfato tautomerioa

Ezagutzen diren dialkilo organofosfato guztien infragorrien espektroek, batenak izan ezik, P=O eta PH loturen luzapenari dagozkion xurgapen sendoak erakusten dituzte, eta, R=R'=OH-rentzat izan ezik, ez dute OH luzapenaren ezaugarri berezirik erakusten! Bis(trifluorometil) konposatua (R=R'=CF₃) baino ez dago, gaur egun, fosfito tautomero gisa^[8].

Nahiz beste fosfonato guztien (R= R'= alkoxi), fosfinatoak (R= alkoxi; R'= alkil, arilo) eta fosfina oxido sekundarioak (R=R'= alkilo, arilo) tautomero oxiazidoak zuzenean ikusi ez arren, erreakzio-mekanismo askok 1 ↔ 2 tautomerizazioa eskatzen dute, zeinak, literatura kimikoan, askotan agertu diren. Esaterako, dialkilfosfonatoen zilar metal alkaliko gatzek ez dute, infragorrian, P=O luzatze-bandarik erakusten, eta horrek benetan adierazten duena da fosforo azidoaren deribatuak direla eta dagozkien dialkilfosfonatoetatik prestatzea (Michaelis-Becker erreakzioaren lehen urratsa) tautomero oxiazido ezegonkorraren esku hartzea eskatzen duela^[9].

Karbonoaren lotura kimikoak beste atomoekin

CH

He

CLi

CBe

CB

CC

CN

CO

CF

Ne

CNa

CMg

CAl

CSi

CP

CS

CCl

CAr

CK

CCa

CSc

CTi

CV

CCr

CMn

CFe

CCo

CNi

CCu

CZn

CGa

CGe

CAs

CSe

CBr

CKr

CRb

CSr

CY

CZr

CNb

CMo

CTc

CRu

CRh

CPd

CAg

CCd

CIn

CSn

CSb

CTe

CI

CXe

CCs

CBa

CHf

CTa

CW

CRe

COs

CIr

CPt

CAu

CHg

CTl

CPb

CBi

CPo

CAt

Rn

Fr

CRa

Rf

Db

CSg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Nh

Fl

Mc

Lv

Ts

Og

↓

CLa

CCe

CPr

CNd

CPm

CSm

CEu

CGd

CTb

CDy

CHo

CEr

CTm

CYb

CLu

Ac

CTh

CPa

CU

CNp

CPu

CAm

CCm

CBk

CCf

CEs

Fm

Md

No

Lr

Lotura kimikoak karbonoarekin: Garrantzi erlatiboa

Oinarrizko kimika organikoa.	Erabilera asko kimikan.
ikerketa akademikoa, baina ez oso erabilia.	Lotura ezezaguna / Baloratu gabea.

Erreferentziak

1. Dillon, K. B.; Mathey, F.; Nixon, J. F. Phosphorus. The Carbon Copy; John Wiley & Sons, 1997. ISBN 0-471-97360-2
2. Quin, L. D. A Guide to Organophosphorus Chemistry; John Wiley & Sons, 2000. ISBN 0-471-31824-8
3. Racke, K.D., 1992. Degradation of organophosphorus insecticides in environmental matrices. In: Chambers, J.E., Levi, P.E. (Eds.), Organophosphates: Chemistry, Fate, and Effects. Academic Press, San Diego, pp. 47–73.
4. Principios básicos de química. Harry B. Gray, Gilbert P. Haight. Editorial Reverteé, 1981. ISBN 8429172009 Pág. 5.9
5. Química organometálica de los metales de transición. Robert H. Crabtree. Ediciones de la Universitat Jaume I, 1997. ISBN 8480211342 Pág. 55
6. A guide to organophosphorus chemistry. Louis D. Quin. Wiley-IEEE, 2000. ISBN 0471318248 Pág. 8
7. «Tautomerization of dimethyl phosphonate» J. Am. Chem. Soc 104 (13): 3594-3595. 1982  doi:10.1021/ja00377a009..
8. «THE PHOSPHINOUS ACID (CF₃)₂POH AND THE DIPHOSPHOXANE (CF₃)₂POP(CF₃)₂» J. Am. Chem. Soc 82 (6): 1507-1508. 1960  doi:10.1021/ja01491a062..
9. «The Structure and Properties of the Dialkyl Phosphonates» Chem. Rev. 61 (1): 31-44. 1961  doi:10.1021/cr60209a002..

Ikus, gainera

• Funtzio talde

Kanpo estekak

• Organofosforatuen kimika @ users.ox.ac.uk; @ www.chem.wisc.edu