Fosfonatos

Definição

Fosfonatos é um sal ou éster de um ácido fosfônico.

Em química, Fosfonatos é qualquer sal ou éster de um ácido fosfônico; muitos de seus derivados têm atividade biológica importante.

Fosfonatos ou ácidos fosfônicos são compostos orgânicos, são medicamentos populares para o tratamento da osteoporose.

Os ácidos fosfônicos, normalmente tratados como sais, são geralmente sólidos não voláteis, pouco solúveis em solventes orgânicos, mas solúveis em água e em álcoois comuns.

O que são fosfonatos?

Ocasionalmente chamado fosfitos, um fosfonato é um sal ou um éster de uma família de ácidos fosfônicos.

O ácido fosfônico mais simples – não substituído – é o H-(PO)-(OH)₂, um sólido branco cristalino obtido por reação do trióxido de fósforo com água.

Dois dos átomos de hidrogênio estão ligados aos átomos de oxigênio e são mais ácidos que o hidrogênio isolado, diretamente ligado ao átomo de fósforo.

O sódio pode formar um sal mono ou di-básico de ácido fosfônico, o sal dissódico tendo a estrutura química, H-PO-(ONa)₂·5H₂O – as moléculas de água são chamadas de “água de cristalização”.

O fosfonato de dimetil é um éster líquido que ferve a 171 ° C; sua estrutura química é escrita H-PO-(OCH₃)₂.

Os derivados do ácido fosfônico mais simples, como as estruturas acima, deixam o átomo de hidrogênio ligado diretamente ao fósforo intocado.

No entanto, pode ser substituído.

Um exemplo simples disso é o ácido metilfosfônico, CH₃PO-(OH)₂, no qual o hidrogênio é substituído por um grupo metil, CH₃.

O sal dissódico do ácido metilfosfônico é escrito CH₃PO-(ONa)₂, enquanto a estrutura do éster dietílico – dietilmetilfosfonato – é escrita CH₃PO-(OC₂H₅)₂.

Também podem ser feitos derivados de aril, nos quais o hidrogênio é substituído por uma estrutura orgânica aromática, como fenil (-C₆H₅), naftilo (-C₁₀H₇) ou p-tolil (-C₆H₄CH₃).

Uma gama tão ampla de estruturas químicas permite consideráveis possibilidades de reação; livros didáticos foram escritos apenas sobre o assunto da química dos fosfonatos.

Há também uma ampla gama de aplicações para fosfonatos, como no projeto de materiais e produtos de limpeza industriais, bem como na formação de compostos biologicamente ativos.

Eles são usados para inibir a formação de incrustações e remover a ferrugem.

Os fosfonatos orgânicos são importantes no desenvolvimento de antibióticos e fungicidas contra doenças, para usos que vão desde a aplicação de grama de campo de golfe até a proteção da raiz de abacate.

Os fosfonatos estão sendo usados como intermediários na produção de DNA sintético.

Embora muitos compostos úteis sejam citados publicamente por riscos à saúde que possam representar, há pouco clamor por fosfonatos.

A Iniciativa HERA, uma agência voluntária européia, indica que três dos principais fosfonatos usados em aplicações domésticas – ATMP, HEDP e DTPMP – são seguros e não devem causar preocupação com o uso do consumidor.

Alguns dos fosfonatos na forma ácida apresentam riscos, assim como outros ácidos fortes.

Os monossais ou ésteres dos ácidos fosfônicos não têm os dois átomos de hidrogênio ácidos substituídos e, portanto, ainda mantêm uma medida de sua reatividade ácida.

Fosfonatos – Ácido fosfônico

Os fosfonatos (ou ácidos fosfônicos) são uma ampla família de moléculas orgânicas baseadas em fósforo (símbolo químico P), carbono (C), oxigênio (O) e hidrogênio (H).

Uma variedade de fosfonatos (incluindo muitos amino fosfonatos) ocorre naturalmente e em muitos tipos diferentes de organismos.

As funções metabólicas dos fosfonatos nos organismos incluem sinalização celular, metabolismo de moléculas da membrana celular e síntese biológica de antibióticos naturais. Algumas bactérias, leveduras e fungos podem quebrar os fosfonatos e usá-los como fonte de alimento e/ou fósforo.

Os fosfonatos incluem o grupo químico: -CH₂-PO₃H₂

Ácidos fosfônicos – Fórmula química

Sais de fosfonato – Fórmula química
(onde M é um íon metálico, por exemplo, sódio)

O grupo –CH₂-PO₃ confere propriedades físicas e químicas exclusivas às moléculas de fosfonatos.

Devido a essas propriedades, os fosfonatos exibem:

Alta solubilidade em água
Forte adsorção em várias superfícies minerais
Capacidade de sequestrar íons metálicos (quelatos)
Inibição ou modificação de depósitos de dureza da água
Resistência à corrosão ou oxidação
Estabilidade em condições adversas, como acidez, alcalinidade ou temperaturas baixas/altas
Compatibilidade com outros produtos químicos e componentes em formulações.

Fósforo, Fosfato e Fosfonato

Fósforo – P

O elemento Fósforo – P é essencial para formas comuns de controle de escala e está tradicionalmente presente como grupos fosfato ou fosfonato. Frequentemente, ao testar o total de águas residuais, o P total será determinado, infelizmente, isso não diferencia entre P dos fosfatos e P dos fosfonatos.

Fosfato

Os fosfatos têm sido convencionalmente usados em detergentes para controlar a incrustação. Tanto os fosfatos simples, como STPP (tripolifosfato de sódio), quanto os fosfatos complexos, como TSPP (pirofosfato tetrassódico) foram utilizados como construtores de detergentes para melhorar o desempenho quelante de íons cálcio e magnésio em água dura. No entanto, os fosfatos podem causar sérios danos ecológicos quando descartados no curso de água.

Problemas com fosfato

O principal problema com o uso de fosfato é o potencial de causar danos ecológicos em rios e lagos via eutrofização. Quando os fosfatos são descarregados no curso de água, mais comumente de detergentes, fertilizantes e esgoto, eles causam um aumento nos nutrientes necessários para o crescimento das plantas.

O fosfato atua como fonte de alimento para plantas e algas presentes em rios e córregos. Um aumento nos níveis de fosfato pode levar a um aumento no crescimento, geralmente resultando em explosões de algas que cobrem a superfície da água, impedindo a luz solar de penetrar nos organismos abaixo. Após o aumento inicial do crescimento das plantas, a falta de luz para as plantas abaixo da superfície faz com que elas morram. À medida que as bactérias trabalham para decompor a matéria morta da planta, elas consomem grandes quantidades de oxigênio, resultando em grave depleção de oxigênio da água na área. O esgotamento dos níveis de oxigênio na água pode causar a morte generalizada da vida animal e vegetal, criando efetivamente uma zona morta.

À luz desse problema, muitas indústrias tentaram limitar o uso de fosfato e as empresas de água impuseram limites estritos aos níveis que podem ser descarregados.

Fosfonato

Os fosfonatos são geralmente capazes de oferecer o mesmo nível de controle de escala que os fosfatos, mas podem ser incluídos em formulações em concentrações uma ordem de magnitude menor que os fosfatos.

Assim, muito menos P acaba sendo enviado para a drenagem após o processo de lavagem.

Nos trabalhos de esgoto que utilizam apenas tratamento primário, mais de 50% dos fosfonatos são removidos da água para o lodo de esgoto, enquanto os que usam tratamento secundário removem de 60 a 80%.

Embora os fosfonatos usados nos detergentes não sejam facilmente biodegradáveis, eles não se bioacumulam e não causam toxicidade crônica ou aquática que nega a questão da biodegradabilidade imediata.

Embora não sejam facilmente biodegradáveis, os fosfonatos não são imunes à fotodegradação, hidrólise ou biodegradação ao longo do tempo.

Fonte: www.phosphonates.org/extension.psu.edu/pubs.rsc.org/www.wisegeek.org/cameochemicals.noaa.gov/www.yourdictionary.com/www.holchem.co.uk