في الكيمياء إن مركب متعدد الفوسفازين وفي الإنجليزية: (Polyphosphazenes)، ويرمز له (PPHOs) عبارة عن بوليمرات عالية الوزن الجزيئي مع عمود فقري (backbone) غير عضوي من تناوب ذرات الفوسفور وذرات النيتروجين مع مجموعتين جانبيتين على كل ذرة فوسفور.
متعدد الفوسفازين
- متعدد الفوسفازين عبارة عن بوليمرات فريدة ذات بنية أساسية غير عضوية تتكون من روابط مكونة من النيتروجين والفوسفور، من خلال تغيير المجموعات الجانبية على الفوسفور، من الممكن للباحثين بسهولة تعديل الخصائص الحجمية والسطحية لمركبات الفوسفور المتعددة، ومن الممكن أن تكون المجموعات الجانبية عبارة عن وحدات أمينية أو ألكيل أو أريل أو ألكوكسي أو أريلوكسي أو وحدات غير عضوية أو عضوية معدنية.
- ومن الممكن أن يتم تصنيع البوليمرات ذات النطاق الواسع من الخصائص من هذا العمود الفقري للبوليمر من خلال دمج مجموعات جانبية مختلفة، عن طريق تغيير المجموعة الجانبية في أحادي البدائل (PPHOs)، أو باستخدام اثنين أو أكثر من البدائل المشتركة، قد تكون (PPHOs) الفردية كارهة للماء أو مائية، وهو مستقر مائي أو قابل للتآكل بالماء، وهو بلوري أو غير متبلور، يتم زيادة كره الماء من (PPHO) عن طريق إضافة مجموعات جانبية كارهة للماء، مثل المجموعات العطرية، إلى العمود الفقري للمركب
- إذا كانت كلتا المجموعتين الجانبيتين على وحدة التكرار متطابقتين، فإن البولي فوسفاتين يكون متجانسًا، إذا كانت مختلفة، فإن متعدد الفوسفازين غير متجانس، بسبب التعديل السهل في سلاسل البولي فوسفازين الجانبية، حيث تم إنشاء مواد جديدة مثيرة للاهتمام من أجل تطوير مواد متوافقة حيوياً خاملة لاستخدامها في أجهزة القلب والأوعية الدموية والأجهزة الطبية الحيوية الأخرى بالإضافة إلى الأغشية والطلاءات البيولوجية.
- حاليًا فإنه يتم فحص هذه البوليمرات كنظم لتوصيل الجينات والأدوية، كما ويتم تقييم العديد من العوامل النشطة بيولوجيًا، مثل: (steroids)، والتخدير الموضعي، والكاتيكولامينات، والهيبارين، مع المجموعات الجانبية متعددة الفوسفاتين كنظام توصيل.
خصائص متعدد الفوسفازين
- متعدد الفوسفازين عبارة عن بوليمرات تحتوي على تناوب ذرات الفوسفور والنيتروجين، حيث إن هناك اثنين من البدائل العضوية أو غير العضوية أو المعدنية العضوية مرتبطة بالفوسفور من السمات المهمة لمركبات البولي فوسفين المنهجية التركيبية التي توفر تنوعًا هائلاً في أنواع مجموعات (R) المرتبطة بـ (P) ونتيجة لذلك فإنه تم تصنيع عدد كبير من البوليفوسفازين وتوصيفه.
- علما أن الخصائص الكيميائية والفيزيائية المتنوعة لهذه البوليمرات تجعلها مرشحين مهمين للعديد من التطبيقات الصناعية والاستهلاكية، ويعد متعدد الفوسفازين إلى حد بعيد أكبر فئة من البوليمرات غير العضوية، ولقد تم تصنيع مئات من البوليمرات المختلفة من هذا النوع، مع مجموعة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية التي تنافس تلك الموجودة في البوليمرات العضوية، مواد للعديد من التطبيقات الطبية الحيوية، واللدائن، والكهروكيميائية.
- إلى جانب ذلك فقد تم تفسير الاستقرار التأكسدي الحراري العالي للعمود الفقري للبوليمر من خلال حالة الأكسدة العالية لذرات السلسلة الرئيسية، مما يعني أن القوة الدافعة الديناميكية الحرارية للانقسام التأكسدي للهيكل العظمي ضعيفة نوعًا ما، كما وتعتمد معظم الخصائص الأخرى إلى حد كبير على نوع البدائل الموجودة في العمود الفقري للبوليمر وعلى بنية السلسلة.
- بما في ذلك الانتقال الزجاجي ودرجات حرارة الانصهار، وقوة المعامل والشد بالإضافة إلى الاستقرار المائي، والقابلية للذوبان في المذيبات والتوافق مع البوليمرات الأخرى، ومن الممكن أن تتنوع هذه الخصائص على نطاق واسع من خلال تغيير نوع المجموعات الجانبية والوزن الجزيئي وكثافة الارتباط المتقاطع.
- يتكون العمود الفقري للبوليمر من متعدد فوسفاتين غير المعدل من تناوب ذرات الفوسفور والنيتروجين، مع مجموعتين جانبيتين، (R)، متصلة بكل فوسفور، قد تكون هذه المجموعات الجانبية عضوية أو معدنية عضوية أو غير عضوية، كما وأنه من الممكن الحصول أيضًا على البوليمرات التي تم فيها استبدال جزء من ذرات الفوسفور بالكبريت أو ذرات الكربون أو التي يتم فيها ربط البولي فوسفات ببوليمرات أخرى مثل بولي سيلوكسان أو بولي إيثر.
تركيب الفوسفازين
- يتم إنتاج متعدد الفوسفازين بطريقة تركيب فريدة تسمح بأنواع المجموعات الجانبية (R)، بالتنوع على نطاق واسع جدًا، تستخدم الطريقة الأكثر شيوعًا سداسي كلورو حلقي تريفوسفازين (قاطع كلوريد الفوسفونتريليك) كمواد أولية، يتم تحويله أولاً إلى بولي (ثنائي كلورو فوسفاتين) عن طريق بلمرة فتحة الحلقة عند درجة حرارة مرتفعة (250 درجة مئوية) مما ينتج بوليمرات ذات وزن جزيئي مرتفع (106-107 جم لكل مول).
- ومن الممكن أن يتم إذابة البوليمرات الخطية الناتجة تمامًا في المذيبات العضوية مثل البنزين أو التولوين أو رباعي هيدروفيوران، يؤدي التفاعل اللاحق للبولي الخطي المذاب (ثنائي كلورو فوسفازين) مع ألكوكسيدات الصوديوم أو أمينات الألكلين إلى إنتاج كلا من (polyalkoxyphosphazenes) و (polyaminophosphazenes)، على التوالي، (dichlorophosphazene) يسبب تشابك السلاسل وينتج لدائن غير عضوية غير قابلة للذوبان.
- إلى جانب البولي فوسفات الخطي فإنه تم أيضًا تصنيع البنى الجزيئية الأخرى مثل البوليمرات المشتركة والبوليمرات المشتركة والبوليمرات الحلقية الخطية والبوليمرات النجمية، كما وأنه تجدر الإشارة بشكل خاص إلى البوليمرات المشتركة المكونة من كتلة الفوسفازين والعضوية والفوسفاتين والبولي سيلوكسان، والبوليمرات المشتركة مع حلقات الفوسفاتين المكونة من ستة أعضاء في العمود الفقري للبوليمر، بالإضافة إلى البوليمرات المشطية ذات الفوسفاتين (القصير) أو الفروع العضوية المرتبطة بذرات الفوسفور في السلسلة الرئيسية.
تطبيقات متعدد الفوسفازين
- من الممكن أن يتم استخدام متعدد الفوسفازين في تطبيقات هندسية متطلبة للغاية، على سبيل المثال فإنه من الممكن أن يتم استخدامه (المفلور) كسدادات مذيبة ومقاومة للحرارة وحلقات (O)، ومنتجات رغوية كمواد عازلة للصوت مقاومة للحريق والحرارة، لأن عملية التصنيع كانت باهظة الثمن، ومن المجالات المهمة التي تتفوق فيها متعدد فوسفازين مجال الأجهزة الطبية القابلة للزرع والمنتجات الصيدلانية.
- وقد ثبت أن هذه البوليمرات متوافقة حيوياً، وقابلة للتحلل البيولوجي، وهي نشطة بيولوجياً، ومن الممكن تكييفها لتكون قابلة للتحلل أو قابلة للتحلل، وتشمل التطبيقات الرئيسية (المحتملة) مواد الإطلاق والتغليف القابلة للتحلل البيولوجي في أنظمة توصيل الأدوية، سقالات لهندسة الأنسجة، أغشية الفصل البيولوجي لتخصيب الهواء والديلزة الكهربائية وتنقية الماء أو الغاز، وكذلك المكونات الطبية مثل الأطراف الصناعية وبطانات الأسنان والغرسات.
وفي النهاية نستنتج إن متعدد الفوسفازين (Poly phosphazenes) عبارة عن بوليمرات تحتوي على تناوب ذرات الفوسفور والنيتروجين، علما أن الخصائص الكيميائية والفيزيائية المتنوعة لهذه البوليمرات تجعلها مرشحين مهمين للعديد من التطبيقات الصناعية والاستهلاكية ومن هذه التطبيقات: كمواد الإطلاق والتغليف القابلة للتحلل البيولوجي في أنظمة توصيل الأدوية، سقالات لهندسة الأنسجة، أغشية الفصل البيولوجي لتخصيب الهواء والديلزة الكهربائية.
