Kwas fosforowy - I - Polski Serwis Naukowy

Kwas fosfinowy (kwas podfosforawy, nazwa Stocka: kwas fosforowy(I)), H3PO2 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy kwasów tlenowych, w którym fosfor występuje na plus pierwszym stopniu utlenienia. Jego sole to fosfiniany (podfosforyny). Kwas fosfinowy otrzymuje się w reakcji podfosforynu baru z kwasem siarkowym:

Sole diazoniowe – grupa organicznych związków chemicznych o wzorze ogólnym ArN2+X–, powstających w reakcji pierwszorzędowych amin aromatycznych z kwasem azotowym(III). Związki diazoniowe są niezwykle przydatne w reakcjach syntezy wielu związków organicznych.

Kwas tlenowy (oksokwasy) – to kwas nieorganiczny, który zawiera przynajmniej jeden atom tlenu połączony z atomem centralnym kwasu. Przykładem tego rodzaju kwasu jest kwas siarkowy(VI) H2SO4.

Ba(H2PO2)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H3PO2

Jest to białe, krystaliczne ciało stałe, bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie. Ma silne właściwości redukujące. Wykorzystuje się go w preparatyce organicznej np. do redukcji soli diazoniowych do arenów. Może być także wykorzystywany do fosfinylacji alkoholi i nukleozydów, dając w efekcie estry H-fosfinianowe, siarkowane następnie do odpowiednich H-tiofosfonianów:

Węglowodory aromatyczne, areny – cykliczne węglowodory, w których istnieje układ naprzemiennie położonych sprzężonych wiązań podwójnych i pojedynczych między atomami węgla. Cząsteczki związków aromatycznych są płaskie (o ile ich struktura przestrzenna nie wymusza odchyłek, jak np. dla fullerenu C60), a wszystkie atomy pierścienia aromatycznego muszą mieć hybrydyzację sp2.

Chlorek piwaloilu (nazwa skrótowa PvCl) – organiczny związek z grupy chlorków kwasów karboksylowych. Wykorzystywany jest do wprowadzania piwaloilowej grupy ochronnej dla funkcji hydroksylowych oraz jako czynnik kondensujący promujący reakcję alkoholi z kwasem fosfonowym lub monoestrami tego kwasu (H-fosfonianami). Jest najczęściej stosowanym czynnikiem kondensującym w chemicznej syntezie oligonukleotydów metodą H-fosfonianową.

ROH + HO-P(O)H2 + PvCl → RO-P(O)H2 + HCl + PvOH RO-P(O)H2 + S → RO-PH(O)SH

Budowa

W cząsteczce kwasu fosfonowego dwa atomy wodoru przyłączone są bezpośrednio do atomu fosforu i nie ulegają dysocjacji elektrolitycznej w łagodnych warunkach. W efekcie oddysocjować może tylko jeden proton (z grupy hydroksylowej), dlatego jest kwasem jednozasadowym. Sygnał fosforu na widmie P NMR wykazuje charakterystyczne rozszczepienie na tryplet o stałej sprzężenia JPH rzędu 500 Hz.

Pirydyna (C5H5N) – organiczny związek heterocykliczny, jedna z amin aromatycznych. Jest to bezbarwna ciecz, o charakterystycznym zapachu, mieszająca się z wodą w każdym stosunku. Jest silnie higroskopijna. Z wodą tworzy monohydrat, różniący się właściwościami od czystej pirydyny. Ma właściwości słabo zasadowe, z mocnymi kwasami tworzy krystaliczne sole pirydyniowe. W reakcji pirydyny z halogenoalkanami powstają czwartorzędowe sole amoniowe. Produktem całkowitego uwodornienia pirydyny jest piperydyna. Pirydyna jest otrzymywana ze smoły pogazowej lub na drodze syntetycznej z acetylenu i kwasu cyjanowodorowego. Pierścień pirydynowy obecny jest w wielu istotnych związkach organicznych, takich jak atropina, kokaina, Witamina PP i B6.

Jądrowa stała sprzężenia spinowo-spinowego (J) − pojęcie stosowane w spektroskopii Magnetycznego Rezonansu Jądrowego (NMR), opisuje oddziaływanie momentów magnetycznych jąder pomiędzy sobą. Konsekwencją tego oddziaływania jest pojawienie się w widmie NMR, zamiast jednego sygnału pochodzącego od danego jądra, tzw. multipletu, czyli kilku sygnałów, których odległość od siebie zależy od wielkości stałej sprzężenia spinowo-spinowego (w najprostszym przypadku jest jej równa). Najczęściej używaną jednostką stałej sprzężenia jest herc.

Widmo P NMR kwasu fosfinowego w pirydynie

Dodatkowe informacje

Ciepło tworzenia: -609 kJ/mol

Przypisy

J. Stawinski, M. Thelin, E. Westman, R. Zain. Nucleoside H-Phosphonates. 12. Synthesis of Nucleoside 3'-(Hydrogen-phosphonothioate) Monoesters via Phosphinate Intermediates. „J. Org.Chem.”. 55 (11), s. 3503-3506, 1990. doi:10.1021/jo00298a023 (ang.).

Bibliografia

Adam Bielański: Podstawy chemii nieorganicznej. Warszawa: Państwowe Wydaw. Naukowe, 1987. ISBN 83-01-06542-7.

John McMurry, tłum.: Władysław Boczoń, Henryk Koroniak, Jan Milecki: Chemia organiczna. Cz. 4 (rozdz. 19-26). Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2005. ISBN 83-01-14404-1 (cz.4).

Witold Mizerski: Małe tablice chemiczne. Warszawa: Adamantan S.C., 2002. ISBN 83-7350-017-0.