I composti fosforo-organici sono specie organiche contenenti un legame fosforo-ossigeno in cui il fosforo ha numero di ossidazione +3 o +5
Il fosforo ha configurazione elettronica [Ne] 3s23p3 e forma composti del tipo PX3 in cui ha numero di ossidazione +3 rispettando la regola dell’ottetto. Può promuovere un elettrone nell’orbitale 3d vuoto ed in tal caso forma composti del tipo PX5 in cui ha numero di ossidazione +5 in cui mostra un’espansione dell’ottetto.
Il fosforo si trova nello stesso Gruppo dell’azoto ed esistono numerose analogie tra la chimica dei composti organici contenenti questi due elementi. Il fosforo ha orbitali d accessibili, è più grande, più polarizzabile e meno elettronegativo dell’azoto.
Proprietà
I composti in cui il fosforo ha numero di ossidazione +3 sono dei nucleofili migliori rispetto agli analoghi composti dell’azoto ed inoltre i centri al fosforo sono più elettrofili ovvero più disponibili ad un attacco nucleofilo di quanto non lo siano gli analoghi composti azotati.
I composti del fosforo-organici, analoghi alle ammine, sono debolmente basici e formano degli addotti con gli acidi:
(CH3)3P: + HX →(CH3)3P+– H X–
R3P: + BF3 → R3P+ -B–F3
R3P: + RX → R4P+X–
La velocità di tali reazioni aumenta all’aumentare del numero dei sostituenti alchilici nelle fosfine a causa delle proprietà elettrondonatrici dei gruppi alchilici:
← Più reattivo Meno reattivo →
R3P ˃ R2PH ˃ RPH2 ˃ PH3
Nelle reazioni delle analoghe ammine con agenti alchilanti viene trovato l’ordine inverso a causa dei fattori sterici che incidono maggiormente, rispetto ai composti organofosforici a causa della presenza dell’atomo di azoto più piccolo dell’atomo di fosforo:
← Meno reattivo Più reattivo →
R3N ˂ R2NH ˂ RNH2 ˂ NH3
Ad esempio la trifenilfosfina (C6H5)3P reagisce facilmente con lo ioduro di metile CH3I mentre la trifenilammina (C6H5)3N è inerte infatti nel caso dell’ammina è presente un maggior effetto sterico e il doppietto elettronico dell’atomo di azoto è delocalizzato in larga misura negli anelli aromatici.
Reazioni
Una delle reazioni maggiormente utilizzate e più conosciute della chimica del fosforo è la reazione di Arbusov. In essa un alogenuro alchilico reagisce con un trialchilfosfito per dare un estere fosfonato. Il primo stadio coinvolge l’attacco nucleofilo del fosforo con un meccanismo SN2 all’alogenuro alchilico per dare un fosfonio intermedio. L’anione alogenuro, nel secondo stadio, reagisce tramite un meccanismo SN2 con l’intermedio per dare il fosfonato e un altro alogenuro alchilico.
