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Phosphor

Stickstoff-Verbindungen

Phosphor bildet mit dem Element Stickstoff eine breite Palette unterschiedlicher Verbindungsklassen, deren Vielfalt aus den verschiedenen Oxidationsstufen des Phosphors (III oder V) und den Bindungsmöglichkeiten des Stickstoffs am Phosphor (Einfach-, Doppel- oder Dreifachbindung) resultiert. Technisch sind vor allem die Phosph(V)-azene mit der Struktur R3P=NR' (R, R'-anorganischer oder organischer Rest) von Interesse. Die monomeren Verbindungen lassen sich z.B. durch Umsetzung von Phosphanen, PR3, mit Aziden, R'N3, unter Abspaltung von Stickstoff gewinnen ( Staudinger-Reaktion). Von den oligomeren Phosphazenen der Form (-X2P=N-) n sind insbesondere die Phosphornitriddichloride, (NPCl2)n, hervorzuheben. Sie werden durch Umsetzung von Phosphorpentachlorid, PCl5, mit Ammoniumchlorid, NH4Cl, bei erhöhten Temperaturen dargestellt:

PCl5+ NH4Cl 0.5(NPCl2)n+ 4HCl

Eines der Hauptprodukte der Reaktion ist das cyclische Trimere (n= 3), das auch technisch hergestellt wird. Die beiden Phosphor-gebundenen Chlor-Atome können gegen zahlreiche andere, einwertige Reste, z.B. -OH, -OR, NH2, -NR2, -R, ausgetauscht werden. Beim Tempern des cyclischen trimeren Phosphornitriddichlorids bei 300 °C bilden sich kettenförmige, polymere Phosphazene, (NPCl2)n mit n ≥ 15000. Diese hochmolekulare Form hat kautschukartige Eigenschaften (anorganischer Kautschuk). Je nach Substitution der Chlor-Atome resultieren gummielastische bis harte, hydrolysebeständige Materialien, die zu Fasern, Gewebe, Folien, Schläuchen u.a. verarbeitet werden können und zum wasserabstoßenden bzw. flammenhemmenden Imprägnieren anderer Stoffe dienen. Einige Verbindungen liefern das Grundmaterial für die Herstellung künstlicher Herzklappen und anderer Organersatzteile.

Eine weitere, häufig als Ausgangsverbindung zur Synthese anderer Phosphor-Verbindungen genutzte Phosphor-Stickstoff-Verbindung bildet das Hexamethyltriaminophosphan, P(N(CH3)2)3. Die Substanz, auch als Triamid der Phosphonsäure, H3PO3, aufzufassen, wird über die Reaktion von PCl3 mit Dimethylamin, HN(CH3)2, gewonnen:

PCl3+ 6HN(CH3)2 P(N(CH3)2)3+ 3[H2N(CH3)2]Cl
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