Tiofosfato

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Vai alla navigazione Vai alla ricerca

I tiofosfati sono anioni inorganici con formula chimica generale PS4−xO3−x ( x = 0, 1, 2 o 3) e danno il nome anche a composti derivati in cui dei gruppi organici sono attaccati a uno o più degli atomi di O o S. Il fosforo (V) nei tiofosfati è in geometria tetraedrica.[1]

Tiofosfati organici

[modifica | modifica wikitesto]

Gli organotiofosfati sono una sottoclasse di composti organofosforici strutturalmente simili ai tiofosfati inorganici. Queste sostanze hanno formule del tipo (RO)3−xRxPS, oppure altre similari, dove RO è sostituito da RS. Molti di questi composti sono usati come insetticidi, alcuni hanno applicazioni farmaceutiche e altri sono stati usati come additivi per oli non alimentari.[1]

Il malathion, un insetticida organofosforico largamente usato

In questa classe compaiono anche gli oligonucleotidi fosforotioati (OPS), che sono oligonucleotidi modificati in cui uno degli atomi di ossigeno nella porzione di fosfato è sostituito dallo zolfo. Sono la base della terapia antisenso, ad esempio i farmaci fomivirsen (Vitravene), oblimersen, alicaforsen e mipomersen (Kynamro).[2]

Tiofosfati inorganici

[modifica | modifica wikitesto]
Strutture di alcuni tiofosfati.

I tiofosfati più semplici hanno formula [PS4−xOx]3−. Questi trianioni si osservano solo a pH molto basici, mentre invece a PH neutri si trovano in forma protonata con la formula [HnPS4−xOx](3−n)− (con x = 0, 1, 2 o 3 e n = 1, 2 o 3).

Monotiofosfato

[modifica | modifica wikitesto]
Modello ball-and-stick dell'ipotetico trianione monotiofosfato.

Il monotiofosfato è l'anione [PO3S]3− ed ha simmetria C3v. Uno dei sali più comuni di questo anione è il monotiofosfato di sodio (Na3PO3S). Il monotiofosfato è utilizzato in ambiti di ricerca in biochimica come analogo del fosfato. Gli esteri di monotiofosfato sono reagenti biochimici utilizzati nello studio della trascrizione degli acidi nucleici.[3] Alle volte, il termine "monotiofosfato" si riferisce a esteri come, ad esempio, (CH3O)2POS.[4]

Il ditiofosfato ha formula [PO2S2]3− ed ha, invece, simmetria C2v . Il ditiofosfato di sodio, che è un sale incolore, è il principale prodotto della reazione del pentasolfuro di fosforo con NaOH che segue questa stechiometria:[5]

P2S5 + 6 NaOH → 2 Na3PO2S2 + H2S + 2 H2O

L'acido ditiofosforico si ottiene aggiungendo al ditiofosfato di bario dell'acido solforico :

Ba3(PO2S2)2 + 3 H2SO4 → 3 BaSO4 + 2 H3PO2S2

Sia Na3PO2S2 che H3PO2S2 sono inclini all'idrolisi per dare i loro monotio- derivati.

Tri- e tetratiofosfati

[modifica | modifica wikitesto]

Il tritiofosfato è l'anione [POS3]3−, il quale ha simmetria C3v. Il tetratiofosfato è l'anione [PS4]3−, che ha simmetria Td .

P x S y: tiofosfati e polifosfati binari

[modifica | modifica wikitesto]
Equilibrio di dimerizzazione osservato per PS3 .[6]

Tra questi anioni, sono conosciuti un certo numero di specie. Alcuni hanno attirato interesse come componenti all'interno di elettroliti solidi, per il loro uso all'interno di batterie. I tiofosfati binari sono il risultato dell'equilibrio di dimerizzazione di due tiofosfati e non mostrano l'ampia varietà degli ossianioni analoghi ma contengono caratteristiche strutturali simili. Ad esempio P è tetracoordinato, si formano legami P−S−P e anche di tipo P−P. Una differenza è che gli ioni possono includere catene di polisolfuro di 2 o più atomi di S mentre negli anioni P−O c'è solo l'unità reattiva −O−O−, perosso-, la quale è molto meno stabile.

Di seguito una lista di vari anioni tiofosfati con alcune delle loro caratteristiche

  • PS3 è analogo allo ione nitrato, NO3 (infatti non è sufficientemente stabile lo ione PO3); è stato isolato come sale di tetrafenilarsonio.
  • PS3−4 è l'analogo solforato di PO3−4 e, come PO3−4, ha geometria tetraedrica.
  • P2S4−7 è il pirotiofosfato, che consiste in due unità tetraedriche PS4 che condividono un atomo di S. Ha struttura e proprietà simili ai pirofosfati.[7]
  • P2S4−10 è uno ione che può essere visto sia come due gruppi PS4 uniti da un legame bisolfuro, sia come un pirofosfato dove l'atomo di S in comune è rimpiazzato da una catena −S4−.[8]
  • P2S2−6 ha una struttura bitetraedrica in cui uno spigolo è condiviso tra i due tetraedri. La struttura è quindi simile al dimero Al2Cl6, che ha lo stesso numero di elettroni. Il composto analogo con l'ossigeno P2O2−6, non è stato osservato, in quanto queste sostanze preferiscono strutture polimeriche.[7]
  • P2S2−8 e P2S2−10 sono imparentati con P2S2−6 ma i due atomi di −S− a ponte sono modificati in gruppi −S−S− nel P2S2−8 e −S−S−S− nel P2S2−10.
  • P2S4−6 forma sali stabili in acqua.[9] Ha una struttura simile all'etano e contiene un legame P-P. Lo stato di ossidazione sul fosforo è +4.
  • P3S3−9 contiene un anello di formula P3S3. Si può produrre il suo sale di ammonio attraverso la reazione di P4S10 in ammoniac liquida.[10] Un altro modo per capire la sua struttura è quella di considerarla come quella del P4S10 (vedi anche adamantano) con un gruppo PS3+ in un vertice in meno.
  • P4S4−8 contiene un anello a quattro atomi di P, P5S5−10 ha un anello P5 e P6S6−12 ne ha uno di tipo P6. Questi anioni ciclici di formula (PS2)n contengono P con uno stato di ossidazione +3. Da notare che non sono trigonali come l'arsenico(III) negli arseniti, ma tetraedrici con due legami con atomi di P e due con S. Lo ione P6S6−12 è analogo a P6O6−12 .[11]
  1. ^ a b J. Svara, N. Weferling, T. Hofmann "Phosphorus Compounds, Organic" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2006. DOI10.1002/14356007.a19_545.pub2
  2. ^ Kurreck, J., "Antisense technologies. Improvement through novel chemical modifications", European Journal of Biochemistry 2003, 270, 1628-1644.DOI10.1046/j.1432-1033.2003.03555.x
  3. ^ vol. 23, 1995, DOI:10.1093/nar/23.15.2811, PMID 7544885, https://oadoi.org/10.1093/nar/23.15.2811.
  4. ^ 1990, DOI:10.1039/C39900001036, https://oadoi.org/10.1039/C39900001036.
  5. ^ R. Klement "Phosphorus" in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1., p. 571.
  6. ^ vol. 631, 2005, DOI:10.1002/zaac.200500246, https://oadoi.org/10.1002/zaac.200500246.
  7. ^ a b Phosphorus: Chemistry, Biochemistry and Technology, Sixth Edition, 2013, D.E.C. Corbridge, CRC Pres, Taylor Francis Group, ISBN 978-1-4398-4088-7
  8. ^ vol. 40, 2001, DOI:10.1021/ic010664p, ISSN 0020-1669 (WC · ACNP), PMID 11720507, https://oadoi.org/10.1021/ic010664p.
  9. ^ vol. 633, 2007, DOI:10.1002/zaac.200600339, ISSN 0044-2313 (WC · ACNP), https://oadoi.org/10.1002/zaac.200600339.
  10. ^ vol. 494, 1982, DOI:10.1002/zaac.19824940106, ISSN 0044-2313 (WC · ACNP), https://oadoi.org/10.1002/zaac.19824940106.
  11. ^ vol. 41, 1989, DOI:10.1080/10426508908039741, ISSN 1042-6507 (WC · ACNP), https://oadoi.org/10.1080/10426508908039741.
  Portale Chimica: il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia