Fosfonatos
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Lista de Especificações Padrão para Fosfonatos
Parâmetro | Descrição | Relevância |
---|---|---|
Fórmula molecular | Normalmente RPO3H2 onde 'R' representa um grupo alquil ou aril. | Identifica o composto fosfonato. |
Estrutura | Um átomo de fósforo ligado a um átomo de carbono e três átomos de oxigênio. Dois deles formam o grupo -PO3H2. | A estrutura afeta a estabilidade e as aplicações potenciais do fosfonato. |
Ponto de fusão | Varia dependendo do composto fosfonato específico. | Determina as condições sob as quais os fosfonatos podem ser usados e armazenados com segurança. |
Ponto de ebulição | Varia dependendo do composto fosfonato específico. | Determina as condições sob as quais os fosfonatos podem ser usados e armazenados com segurança. |
Gravidade Específica | Depende da composição e estrutura particular do fosfonato. | Ajuda na identificação do fosfonato e fornece informações sobre seus requisitos de manuseio e transporte. |
Solubilidade em Água | Geralmente alto. | Essencial para a sua utilização como produtos químicos de tratamento de água. |
valor do PH | Depende da concentração do fosfonato e do composto específico. | Afeta a reatividade do fosfonato e sua adequação para várias aplicações. |
Calor da vaporização | Específico para cada composto de fosfonato. | Influencia sua volatilidade e considerações de segurança no armazenamento e uso. |
Ponto de inflamação | Específico para cada composto de fosfonato. | Crucial para considerações de segurança no armazenamento e uso de fosfonatos. |
Pressão de vapor | Específico para cada composto de fosfonato. | Influencia sua volatilidade e considerações de segurança no armazenamento e uso. |
Observe que os valores específicos para esses parâmetros podem variar amplamente entre os diferentes fosfonatos devido à estrutura molecular e às diferenças de composição. Consulte sempre a Ficha de Dados de Segurança do Material (FISPQ) para obter informações sobre um determinado composto fosfonato.
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Descubra o guia definitivo para fosfonatos – o recurso essencial para escolher o tipo perfeito para suas necessidades. Neste guia abrangente, vamos nos aprofundar nos detalhes dos fosfonatos, sua adequação para várias aplicações e seus muitos benefícios. Com esse conhecimento, você pode navegar com confiança no mercado e selecionar o fosfonato ideal para o seu projeto. Capacite-se com o conhecimento para tomar uma decisão de compra informada.
O que são fosfonatos?
Fosfonatos são compostos químicos que contêm um grupo funcional fosfonato (-PO3H2) ligado a um átomo de carbono. São amplamente utilizados em diversas aplicações industriais devido às suas excelentes propriedades quelantes e sequestrantes.
Definição de Fosfonato
Os fosfonatos são compostos orgânicos que contêm um grupo funcional fosfonato ligado a um átomo de carbono. Esses compostos são caracterizados por sua capacidade sólida de quelação de metais, tornando-os úteis para muitas aplicações industriais.
Compostos de Fosfonato
Existem vários tipos de compostos de fosfonato, incluindo hidroxi etilideno difosfonato (HEDP), dietilenotriaminopenta (ácido metileno fosfônico) (DTPMP) e etilenodiamina tetra (ácido metileno fosfônico) (EDTMP). Esses compostos são usados em várias aplicações, como tratamento de água, detergente, produtos químicos para campos petrolíferos e produtos farmacêuticos.
Síntese de Fosfonatos
Os fosfonatos são sintetizados usando diferentes métodos, como as reações de Michaelis-Arbuzov, Kabachnik-Fields e Mannich. Esses processos envolvem a reação de derivados de fósforo com outros compostos orgânicos para formar compostos de fosfonato.
Análogos de Fosfonato
Os análogos de fosfonato são usados em várias aplicações onde os compostos de fosfonato não são adequados. Esses análogos incluem fosfatos, ácidos carboxílicos e aminoácidos. Esses compostos químicos são estruturalmente semelhantes aos fosfonatos, mas possuem propriedades diferentes que os tornam mais apropriados para aplicações específicas.
Degradação de Fosfonato
A degradação de fosfonatos é o processo pelo qual os fosfonatos se decompõem no ambiente. Este processo pode ocorrer naturalmente através da biodegradação ou degradação química usando produtos químicos ou enzimas específicas. Em ambientes industriais, é essencial gerenciar a degradação de fosfonatos para evitar efeitos ambientais nocivos.
Indústrias que usam fosfonatos
Os fosfonatos são usados em várias indústrias, incluindo tratamento de água, detergentes e produtos de limpeza, agricultura, petróleo e gás e produtos farmacêuticos. No tratamento de água, os fosfonatos são usados para prevenir a formação de incrustações e a corrosão. Em detergentes e produtos de limpeza, são utilizados como construtores para evitar o aparecimento de manchas de água dura. Na agricultura, são usados como quelantes e como fonte de fósforo. Em petróleo e gás, eles são usados como inibidores de corrosão e como inibidores de incrustação. Em produtos farmacêuticos, são usados como inibidores da reabsorção óssea e em radiofármacos.
Preocupações de segurança
Os fosfonatos são geralmente considerados seguros para uso em aplicações industriais. No entanto, a exposição a altas concentrações pode prejudicar a saúde humana e o meio ambiente. Em ambientes aquáticos, o acúmulo de fosfonatos pode causar eutrofização, levando ao crescimento de algas tóxicas e à depleção de oxigênio nos corpos d'água. Portanto, manusear, armazenar e descartar adequadamente esses compostos é essencial para evitar possíveis problemas de segurança. No geral, entender as propriedades e aplicações dos fosfonatos é essencial em vários ambientes industriais e requer gerenciamento adequado para minimizar possíveis riscos de segurança.
Qual é o papel dos fosfonatos na bioquímica?
Os fosfonatos são moléculas orgânicas que contêm um grupo ácido fosfônico (-PO3H2) como grupo funcional primário. Eles têm uma composição estrutural distinta em comparação com os fosfatos, pois possuem um átomo de carbono diretamente ligado ao átomo de fósforo em vez de um átomo de oxigênio. Essa diferença química leva a diferentes propriedades e funções em sistemas biológicos.
O Grupo Fosfonato em Bioquímica
Os fosfonatos podem ser encontrados em muitos sistemas biológicos, incluindo bactérias, fungos, plantas e animais. Um dos compostos contendo fosfonatos mais conhecidos é a fosfomicina, um antibiótico que inibe a biossíntese da parede celular bacteriana. Outro exemplo é o fosfonato de metila, produzido por microorganismos marinhos e que desempenha um papel no ciclo global do fósforo.
Éster Fosfonato
Os ésteres de fosfonato são um tipo de composto orgânico que consiste em um grupo fosfonato ligado a uma porção orgânica através de um átomo de oxigênio. Eles são comumente usados como intermediários sintéticos em química orgânica e demonstraram ter atividade biológica, incluindo propriedades antimicrobianas, antivirais e anticancerígenas.
Fosfonato como substituto do fosfato
Os fosfonatos podem substituir os fosfatos em processos bioquímicos, como catálise enzimática e reparo do DNA. Por exemplo, a enzima fosfatase alcalina pode clivar ésteres de fosfonato de forma semelhante a fosfatos, indicando que eles podem servir como análogos de substrato. Além disso, alguns organismos podem usar fosfonatos como fonte de fósforo em vez de fosfatos.
Fosfonato e Ácido Fosfônico
O ácido fosfônico é outro composto orgânico contendo fósforo com propriedades semelhantes aos fosfonatos. Algumas pessoas usam os termos “fosfonato” e “ácido fosfônico” de forma intercambiável. No entanto, eles são diferentes, pois o ácido fosfônico contém um grupo hidroxila (-OH) em vez de uma porção orgânica ligada ao átomo de fósforo.
Como os fosfonatos são usados no tratamento de água?
Tratamento de Água de Resfriamento
Os sistemas de água de resfriamento estão sujeitos a vários contaminantes que podem danificar e corroer o equipamento. Os fosfonatos são amplamente utilizados no tratamento de água de resfriamento, pois previnem efetivamente a formação de incrustações ao controlar a precipitação de sais minerais. Ao reduzir a incrustação, os fosfonatos também previnem a corrosão e inibem o crescimento de bactérias. Além disso, os fosfonatos são compatíveis com vários oxidantes químicos, níveis de pH e temperaturas, tornando-os uma solução prática para o tratamento de água de resfriamento.
Fosfonatos para Inibir o Crescimento Bacteriano
Um dos aspectos mais críticos do tratamento de água é garantir que as bactérias não cresçam no abastecimento de água. Bactérias como Legionella e Pseudomonas podem causar sérios problemas de saúde e seu crescimento pode ser evitado com o uso de fosfonatos. Os fosfonatos interrompem o biofilme que as bactérias precisam para crescer, efetivamente privando-as de nutrientes. Além disso, os fosfonatos podem penetrar nas paredes celulares das bactérias, matando-as.
Fosfonatos como Inibidores de Corrosão
É importante prevenir a corrosão para garantir que os equipamentos de tratamento de água, como tubulações, tanques e reservatórios, durem muito. A corrosão pode resultar em vazamentos, falhas no sistema e contaminação. Os fosfonatos são amplamente utilizados como inibidores de corrosão no tratamento de água. Eles formam uma camada protetora nas superfícies metálicas, impedindo-as de reagir com fatores ambientais, como oxigênio e água. Essa camada também ajuda a minimizar a formação de outras impurezas na água.
Fosfonatos para prevenção de incrustações
O acúmulo de calcário em sistemas de tratamento de água pode ser desastroso para o equipamento, levando a entupimento, eficiência reduzida e danos ao sistema. Os fosfonatos são altamente eficazes na prevenção da formação de incrustações, pois agem como inibidores do crescimento de cristais e podem até mesmo dissolver as incrustações existentes. Isso ajuda a manter a água no sistema limpa e direta, reduzindo a necessidade de limpeza e manutenção frequentes.
Quais são os usos dos fosfonatos na medicina?
Pró-fármacos de Fosfonato
Os pró-fármacos de fosfonato são um tipo de medicamento que é administrado em uma forma inativa e depois metabolizado em um estado ativo. Esse processo geralmente envolve o uso de um grupo fosfonato para modificar a estrutura química da droga. Os pesquisadores podem melhorar sua estabilidade, solubilidade e penetração celular adicionando um fosfonato a uma molécula de medicamento. Essas modificações podem aumentar significativamente a biodisponibilidade e a eficácia terapêutica do medicamento. Exemplos de pró-fármacos fosfonatos incluem Fosfenitoína, um medicamento usado para tratar convulsões, e Tenofovir disoproxil fumarato, um medicamento usado para tratar o HIV.
Fosfonatos Antivirais
Os fosfonatos antivirais são uma classe de medicamentos usados para tratar infecções virais. Esse tipo de medicamento funciona inibindo a enzima responsável pela replicação do vírus. O grupo fosfonato dessas drogas é essencial no processo de inibição. Alguns exemplos de fosfonatos antivirais incluem Cidofovir, um medicamento usado para tratar citomegalovírus (CMV), e Adefovir, usado para tratar hepatite B.
Fosfonatos para o Tratamento do HIV
Os pesquisadores identificaram vários fosfonatos que são eficazes no tratamento do HIV. Essas drogas são principalmente pró-drogas de fosfonato, e funcionam inibindo a enzima transcriptase reversa que o HIV usa para se replicar. Um desses medicamentos é o Tenofovir disoproxil fumarato, que é transformado em forma ativa assim que entra na célula. Outra droga usada para tratar o HIV, a etravirina, contém um grupo fosfonato que aumenta sua eficácia.
Fosfonatos para o Tratamento da Hepatite B Crônica
Fosfonatos como Adefovir, Entecavir e Tenofovir disoproxil fumarato tratam a hepatite B crônica. Esses medicamentos atuam inibindo a enzima transcriptase reversa responsável pela replicação do vírus. Eles são particularmente eficazes na redução da carga viral e no retardo ou prevenção da progressão para cirrose hepática e carcinoma hepatocelular.
Fosfonatos Aprovados para Uso Médico
Ao longo dos anos, vários fosfonatos foram aprovados para uso médico. Alguns notáveis incluem o etidronato dissódico, usado para tratar a doença de Paget e a osteoporose, e o pamidronato dissódico, usado para tratar metástases ósseas. No entanto, os fosfonatos também podem ter efeitos colaterais, incluindo febre, hipocalcemia e insuficiência renal. Portanto, os pacientes precisam consultar seu médico antes de usar qualquer medicamento fosfonato.
Em conclusão, os fosfonatos encontraram um lugar único na medicina moderna devido às suas propriedades químicas peculiares. De pró-drogas que aumentam a biodisponibilidade e eficácia a medicamentos antivirais que inibem a replicação do vírus, os fosfonatos provaram ser ferramentas valiosas no tratamento de várias condições médicas. Apesar dos efeitos colaterais, o uso aprovado de fosfonatos na medicina traz esperança para aqueles que sofrem de doenças crônicas.
Quais são as características dos compostos fosfonatos?
Características Estruturais de Compostos de Fosfonato
Os compostos de fosfonato têm uma geometria tetraédrica em torno do átomo de fósforo, com três átomos de oxigênio em uma configuração planar trigonal. A quarta ligação do fósforo geralmente está ligada a um átomo de carbono, resultando em uma ligação C-PO. A eletronegatividade do átomo de fósforo leva a um centro deficiente em elétrons, tornando-o altamente reativo a nucleófilos como aminas, grupos hidroxila e tióis. A presença de prótons ácidos no grupo fosfonato facilita a ligação de hidrogênio e permite a quelação de metais.
Grupos Funcionais em Fosfonatos
Os compostos de fosfonato contêm vários grupos funcionais, incluindo ésteres de fosfonato, diésteres de fosfonato e amidas de fosfonato. Os ésteres de fosfonato são formados quando o grupo -OH do álcool reage com o fósforo de um diéster de fosfonato, resultando na formação de éster. As amidas de fosfonato são formadas quando o grupo -NH2 de um aminoácido reage com o fósforo de um diéster de fosfonato. Os diésteres de fosfonato são usados como grupos abandonadores na síntese de fosfonatos cíclicos, que são intermediários essenciais na produção de compostos bioativos.
Síntese de Compostos de Fosfonato
Os fosfonatos podem ser sintetizados usando vários métodos, como as reações de Michaelis-Arbuzov, Kabachnik-Fields e Horner-Wadsworth-Emmons. Um dos métodos mais comuns é a reação de Michaelis-Arbuzov, onde um haleto de alquila reage com um trialquil fosfito na presença de um catalisador metálico. A reação de Kabachnik-Fields envolve a reação de um aldeído ou cetona com dietil fosfito e uma amina. Em contraste, a reação de Horner-Wadsworth-Emmons emprega a resposta de um diéster de fosfonato, um aldeído ou cetona e uma base.
Análogos de Fosfonato como Inibidores de Enzimas
Os análogos de fosfonato ganharam importância crescente como inibidores de enzimas devido à sua alta afinidade e especificidade para enzimas com ésteres de fosfato em seu sítio ativo. Muitas drogas bem conhecidas, como bisfosfonatos para distúrbios ósseos, herbicidas e fungicidas, são análogos de fosfonatos. Eles também podem inibir enzimas como a protease do HIV, fosfolipases e acetilcolina esterase, entre outras. Como inibidores enzimáticos, eles desempenham um papel crucial no desenvolvimento de novos medicamentos direcionados a várias doenças.
Compostos de Fosfonato como Ésteres de Aminoácidos
Os compostos de fosfonato têm sido amplamente utilizados como ésteres de aminoácidos na síntese de peptídeos e outras biomoléculas. Durante a síntese do peptídeo, o grupo éster fosfonato atua como um grupo protetor temporário para o grupo amino. O éster fosfonato pode ser clivado por condições ácidas suaves, liberando a cadeia peptídica. Este método sintetizou vários peptídeos bioativos, incluindo antibióticos, neuropeptídeos e hormônios. Adicionalmente, ésteres de aminoácidos fosfonatos têm sido usados para sintetizar glicopeptídeos, essenciais para o desenvolvimento de vacinas e outros agentes terapêuticos.
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perguntas frequentes
P: Qual é a síntese de fosfonatos?
R: A síntese de fosfonatos envolve a reação de um composto fosforoso com um ácido, resultando na formação de um composto fosfonato.
P: Como os fosfonatos são diferentes dos fosfatos?
R: Os fosfonatos diferem dos fosfatos porque têm um átomo de carbono ligado ao átomo de fósforo, enquanto os fosfatos têm um átomo de oxigênio ligado ao átomo de fósforo.
P: Quais são alguns usos comuns dos fosfonatos?
R: Os fosfonatos têm uma variedade de usos, inclusive como inibidores em várias reações químicas, como componentes de detergentes e produtos de tratamento de água e como retardadores de chama.
P: Os compostos de fosfonato podem ser usados como drogas?
R: Sim, alguns compostos de fosfonato foram aprovados pelo FDA para o tratamento de certas condições médicas. Por exemplo, fosfonatos de nucleosídeos acíclicos têm sido usados para o tratamento de infecções por hepatite B e HIV.
P: Quais são alguns exemplos de compostos de fosfonato usados como drogas?
R: Exemplos de compostos de fosfonato usados como drogas incluem fosfonatos de nucleosídeos acíclicos como potentes análogos de nucleotídeos e pró-drogas de PMEA, bem como ésteres de alcoxialquil de cidofovir para o tratamento de infecções virais.
P: Como os fosfonatos funcionam como drogas?
R: Os fosfonatos podem funcionar como drogas inibindo enzimas ou receptores específicos em patógenos, interferindo em suas vias metabólicas ou imitando a estrutura de moléculas importantes no corpo.
P: Que pesquisas estão sendo feitas sobre compostos de fosfonato?
R: Os pesquisadores estão estudando as possíveis aplicações dos compostos de fosfonato em vários campos, como medicina, agricultura e ciência dos materiais. Eles estão investigando novos métodos de síntese, explorando suas atividades biológicas e desenvolvendo novos candidatos a medicamentos.