Phosphonatliganden

Phosphonatliganden zijn liganden die fosfonaatgroepen bevatten (R-PO3H2). In de coördinatiechemie binden deze liganden aan metalen via de zuurstofatomen van de fosfonaatgroep. In veel gevallen bestaan ze als anionen (dianionen), wat leidt tot sterke M–O-bindingen en de mogelijkheid om meerdere metalen te koppelen.

Fosfonatliganden kunnen monodentate, bidentate of polydentate zijn. Ze kunnen cheleren aan één metaalion of dienen als brug tussen verschillende metalen, wat resulteert in 1D- tot 3D netwerken en vele fosfonaat-gebaseerde kristalstructuren mogelijk maakt.

Eigenschappen van fosfonatliganden omvatten hun rol als goede zuurstofdonoren en het vermogen om sterke M–O–P-bindingen te vormen. De bindingseigenschappen en denticiteit zijn pH-afhankelijk, omdat de fosfonaatgroepen kunnen protoneren of deprotoneren. Deze flexibiliteit maakt ze geschikt voor uiteenlopende omstandigheden en metaalcentra, van overgangsmetalen tot lanthaniden.

Toepassingen van phosphonatliganden zijn vooral prominent in de vorming van metal-organic frameworks (MOFs) en gerelateerde materialen, waar ze 2D- of 3D netwerken bouwen met hoge chemische stabiliteit. Daarnaast worden ze gebruikt in katalyse en fotokatalyse, ionenuitwisseling en scheidingstransities, waterbehandeling en de immobilisatie van enzymen. Fosfonaatliganden leveren robuuste liganden voor materiaalwetenschap en chemische engineering.

Synthetische aanpakken omvatten het gebruik van fosfonozuur- of fosfonaatester- bouwstenen. Substituenten op de fosfonaatgroep sturen denticiteit, oplosbaarheid en hydrolysebestendigheid, en post-synthetische modificatie biedt verdere aanpassing aan specifieke toepassingen.