Fosfonium je označení víceatomových kationtů s obecným vzorcem PR (R jsou alkylové nebo arylové skupiny či halogeny). Jejich molekuly mají tetraedrický tvar a většinou jsou bezbarvé.
Druhy fosfoniových kationtů
Fosfoniový kation „Základním“ fosfoniovým iontem je PH. K jeho solím patří například jodid fosfonia (PHI−). Soli tohoto iontu se využívají zřídka; jsou mimo jiné meziprodukty při přípravě tetrakis(hydroxymethyl)fosfoniumchloridu, který se používá v chemickém průmyslu:
PH3 + HCl + 4 CH2O → P(CH2OH)Cl−
Protonované organofosfiny Řada fosfoniových solí se připravuje protonací primárních, sekundárních i terciárních fosfinů:
PR3 + H+ → HPR
Fosfiny s alkylovými skupinami bývají silnějšími zásadami než fosfiny, na které jsou navázány arylové skupiny.
Organické fosfoniové ionty Nejběžnějším druhem fosfoniových iontů jsou ty, které mají na atom fosforu navázané organické funkční skupiny. Ke kvaternárním fosfoniovým kationtům patří mimo jiné tetrafenylfosfonium (C6H5)4P+ a tetramethylfosfonium (CH3)4P+.
náhled|200px|Tetramethylfosfoniumbromid
náhled|200px|Struktura chloridu fosforečného v pevném skupenství znázorňující jeho autoionizaci
Kvaternární fosfoniové kationty (PR) se připravují alkylací organických derivátů fosfanu; například reakcí trifenylfosfinu s jodmethanem vzniká methyltrifenylfosfoniumjodid, používaný jako prekurzor Wittigových reaktantů.
P(C6H5)3 + CH3I → [CH3P(C6H5)3]+I−
Chlorid fosforečný a odvozené halogenfosfoniové sloučeniny Pevný chlorid fosforečný je iontová sloučenina se vzorcem PClPCl a tedy v podstatě sůl tetrachlorfosfoniového kationtu. Ve zředěných roztocích disociuje podle této rovnice:
PCl5 PCl + Cl−
Trifenylfosfindichlorid ((C6H5)3PCl2) se může, v závislosti na použitém rozpouštědlu, vyskytovat jak ve fosforanové formě, tak i jako chlortrifenylfosfoniumchlorid. Jeho vlastnosti jsou podobné jako u PCl5. V polárních rozpouštědlech je přítomen jako iontová sloučenina (P(C6H5)3Cl)+Cl− v nepolárních rozpouštědlech jako kovalentní molekula s trigonální bipyramidovou geometrií.
Použití náhled|200px|Tetrakis(hydroxymethyl)fosfoniumchlorid se používá v textilním průmyslu.Tetrakis(hydroxymethyl)fosfoniumchlorid (THPC) se využívá v textilním průmyslu při výrobě tkanin odolných vůči pomačkání a schopných zpomalovat hoření.Svara, Jürgen; Weferling, Norbert ; Hofmann, Thomas. Phosphorus Compounds, Organic. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. John Wiley & Sons, Inc, 2008 THPC reaguje s močovinou, která kondenzuje s jeho hydroxylovými skupinami, přičemž se vytváří struktura podobná fosfinoxidu.
Katalyzátory a srážecí činidla Organické fosfoniové kationty jsou lipofilní a mohou být použity jako katalyzátory fázového přenosu podobně jako kvartérní amoniové soli.
400px|Příprava fosfoniumhalogenidů z trifenylfosfinu a alkylhalogenidů
Tetrafenylfosfoniový kation (P(C6H5)) lze použít jako účinné srážecí činidlo.
Reaktanty v organické syntéze V organické syntéze se používají Wittigovy reaktanty, které se připravují z fosfoniových solí získávaných deprotonací alkylfosfoniových solí pomocí silných zásad, jako jsou například butyllithium a amid sodný:
[(C6H5)3P+CH2R]X− + C4H9Li → (C6H5)3P=CHR + LiX + C4H10
Jedním z nejjednodušších ylidů je methylentrifenylfosforan ((C6H5)3P=CH2).
V Kirsanovově reakci se jako reaktanty používají sloučeniny s obecným vzorcem (C6H5)PX2 (kde X je Cl nebo Br).Studies in Organophosphorus Chemistry. I. Conversion of Alcohols and Phenols to Halides by Tertiary Phosphine Dihalides G. A. Wiley, R. L. Hershkowitz, B. M. Rein, B. C. Chung Journal of the American Chemical Society, 1964, 86 (5), pp 964–965
Při Kinnearově–Perrenově reakci se připravují alkylfosfonyldichloridy (RP(O)Cl2) a alkylfosfonátové estery (RP(O)(OR')2). Alkylací chloridu fosforitého za přítomnosti chloridu hlinitého se tvoří alkyltrichlorfosfoniové soli, využívané při této reakci jako meziprodukty.
RCl + PCl3 + AlCl3 → [RPCl3]+AlCl4−
Odkazy
Související články Amonný kation Hydronium Oniový ion Organické sloučeniny fosforu
Externí odkazy
Reference
Kategorie:Kationty Kategorie:Funkční skupiny Kategorie:Kvartérní fosfoniové sloučeniny