Fosfazeni
# Fosfazeni

I fosfazeni sono una famiglia di composti chimici contenenti formalmente un doppio legame tra fosforo e azoto. Si possono considerare derivati da $H_3P=NH$ o da HP=NH.

I membri più importanti sono i ciclofosfazeni e i polifosfazeni lineari. Questi ultimi hanno proprietà che li rendono interessanti per applicazioni biomediche, per la costruzione di membrane per elettroliti solidi in batterie al litio o celle a combustibile, per materiali ottici, elastomeri per l'industria aerospaziale e materiali antifiamma.

## Classificazione

I fosfazeni si possono suddividere in monofosfazeni, difosfazeni, ciclofosfazeni e polifosfazeni lineari.

### Monofosfazeni

Hanno formula generale $R_3P=N–R',$ e sono noti anche col nome di iminofosforani. Una tipica reazione di sintesi è la seguente:

    $R_3PCl_2$ + $R'NH_2$ → $R_3P=N–R'$ + 2HCl

Si conoscono numerosissimi fosfazeni di questo tipo; i più comuni sono i derivati clorurati tipo $Cl_3P=N–R$ ottenuti facendo reagire pentacloruro di fosforo e ammine primarie.

### Difosfazeni

Hanno formula generale $R_3P=N–PR'_2$ o $R_3P=N–P(=O)R'_2.$

### Ciclofosfazeni

Hanno formula generale $(R_2PN)_n.$ I composti più importanti e più studiati sono quelli con n = 3 e 4, ma si conoscono derivati clorurati con n compreso tra 3 e 8 e derivati fluorurati con n compreso tra 3 e 19.

I due composti più comuni, $(Cl_2PN)_3$ e $(Cl_2PN)_4,$ si formano per reazione tra $PCl_5$ e $NH_4Cl$ in solventi clorurati. Il meccanismo di reazione è complicato, ma una stechiometria complessiva si può scrivere come:

    $nPCl_5$ + $nNH_4Cl$ → $(Cl_2PN)_n$ + 4nHCl

Le strutture di Lewis sono in genere disegnate alternado legami singoli e doppi nell'anello, ma le misure cristallografiche indicano che all'interno di uno stesso anello tutte le distanze di legame tra fosforo e azoto sono uguali. Le distanze P–N risultano minori di quelle attese per un legame semplice, indicando un coinvolgimento di legame π, ma non si è ancora ottenuta un soddisfacente descrizione del legame nell'anello. Gli anelli a sei termini risultano planari, mentre gli anelli a otto o più termini sono increspati, come illustrato nelle figure per $(Cl_2PN)_3$ e $(Cl_2PN)_4.$

| Struttura di Lewis di $(Cl_2PN)_3$ | Modello di $(Cl_2PN)_3$ | Modello di $(Cl_2PN)_4$ |
| - | - | - |

### Polifosfazeni lineari

Contengono catene costituite da unità $(R_2P=N)_n,$ dove n può arrivare a più di 10 000 e il peso molecolare superare il milione. Si ottengono per polimerizzazione a caldo di $(Cl_2PN)_3.$ Gli atomi di cloro nel polimero formato sono molto reattivi e possono essere facilmente sostituiti con una varietà di gruppi nucleofili sia organici che organometallici, permettendo di ottenere materiali con caratteristiche diversissime e un ampio spettro di applicazioni. Alcuni campi di applicazione sono:

* applicazioni biomediche, ad esempio per ottenere microsfere o membrane biocompatibili per rilascio controllato di farmaci
* membrane per trasporto di ioni, da utilizzare in accumulatori al litio o celle a combustibile
* materiali ottici, per ottenere polimeri modulandone l'indice di rifrazione, il colore e altri parametri per ottica non lineare
* elastomeri, ad esempio per ottenere materiali che siano chimicamente resistenti e rimangano flessibili in un campo molto ampio di temperature
