Qu’est-ce que l’acide phosphonique ?
L’acide phosphonique est un oxoacide de phosphore avec un nombre d’oxydation de +3, dont la formule chimique est H3PO3.
Son poids moléculaire est de 82,00 g/mol et sa densité de 1,65 g/cm3. Il est obtenu par hydrolyse du trichlorure de phosphore. En solution, il se tautomère avec l’acide phosphoreux.
Dans la chimie des organophosphorés, l’Acide Phosphonique est le nom générique d’une série de composés organophosphorés dont la formule générale est R-P(=O)(OH)2, où R est un groupe organique.
Utilisations de l’acide phosphonique
L’acide phosphonique possède de fortes propriétés réductrices et peut donc être utilisé comme agent réducteur dans le placage chimique. L’argent et le cuivre peuvent être déposés à partir de solutions aqueuses de nitrate d’argent et de sulfate de cuivre, respectivement, pour le placage.
Les esters dialkyles de P-alkylphosphonate (R-P(=O)(OR’)2) sont des intermédiaires importants sur le plan industriel ; ils constituent la base de la réaction de Horner-Wadsworth-Emmons. Ils sont à la base de la réaction de Horner-Wadsworth-Emmons (R-P(=O)(OR’)2), appelée réactif de Horner-Emmons, et constituent une matière première pour les alcènes. Les réactifs de Horner-Emmons sont utilisés dans de nombreux domaines comme matières premières pour les arômes et les produits pharmaceutiques.
Propriétés de l’acide phosphonique
L’acide phosphonique a un point de fusion de 70,1°C et se présente sous la forme d’un cristal de marée incolore ; lorsqu’il est chauffé à 200°C, il se décompose pour donner de la phosphine et de l’acide phosphorique.
Il est insoluble dans l’eau, à l’exception des sels alcalins et calciques. Les constantes de dissociation des acides sont pKa = 1,5 et 6,79.
Structure des acides phosphoniques
La formule différentielle de l’acide phosphonique est HP(=O)(OH)2 La présence de la liaison P-H est évidente d’après les mesures physiques et le fait que seuls les sels mono- et di-substitués sont formés et qu’aucun sel trisubstitué n’est obtenu. La forme de la molécule est tétraédrique.
Elle est en équilibre tautomérique avec le phosphite. La formule chimique du phosphite est P(OH)3 et l’acide phosphonique est prédominant dans l’équilibre.
Dans la chimie des organophosphorés, l’acide phosphonique est le terme général pour les composés organophosphorés avec des liaisons phosphore-hydrogène et des groupes phosphoryles. Les dérivés organiques des acides phosphoniques comprennent les acides phosphoniques alkyles, dans lesquels l’atome d’hydrogène de l’atome de phosphore est remplacé par un groupe alkyle, et les phosphonates d’alkyle, dans lesquels l’atome d’hydrogène du groupe hydroxy est remplacé par un groupe alkyle. Les acides phosphoniques d’alkyle comprennent les monoesters, dans lesquels un seul groupe alkyle est substitué, et les diesters, dans lesquels les deux groupes alkyles sont substitués.
Autres informations sur les acides phosphoniques
1. Synthèse des acides phosphoniques organiques
Les acides phosphoniques sont des dérivés dans lesquels l’atome d’hydrogène de l’atome de phosphore est remplacé par un groupe alkyle. La formule générale est exprimée par R-P(=O)(OH)2. Le médicament antiviral foscarnet est un exemple d’Acide Phosphonique organique. Des exemples d’acides phosphoniques organiques sont CH3P(O)(OH)2 (acide méthylphosphonique) et C6H5P(O)(OH)2 (acide phénylphosphonique).
Les esters trialkylphosphites transfèrent spontanément le groupe alkyle de l’atome d’oxygène à l’atome de phosphore dans une réaction d’isomérisation, donnant lieu à des esters dialkyles de l’acide alkylphosphonique. Les diesters de l’acide alkylphosphonique peuvent être synthétisés à partir de triesters de phosphite et d’halogénures d’alkyle. Cette réaction est appelée réaction de Michaelis-Arbuzov.
2. Réactions de l’acide phosphonique
Les acides phosphoniques sont utilisés comme matière première en raison de la réactivité de la liaison P-H. Ils sont alkylés par la réaction de Kabachnikov.
Ils sont alkylés par la réaction de Kabachnik-Fields ou la réaction de Pudovik pour donner des aminophosphonates, qui sont utiles comme agents chélateurs. Par exemple, le nitrilotris(acide méthylène phosphonique) peut être synthétisé industriellement.
L’alkylation de l’acide phosphonique par addition de Michael de dérivés de l’acide acrylique donne des acides phosphoniques avec des groupes carboxy.