Parfois appelé phosphites, un phosphonate est un sel ou un ester de l’un d’une famille d’acides phosphoniques. L’acide phosphonique le plus simple – non substitué – est H-(PO)-(OH)2, un solide blanc cristallin obtenu en faisant réagir du trioxyde de phosphore avec de l’eau. Deux des atomes d’hydrogène sont liés aux atomes d’oxygène et sont plus acides que le seul hydrogène lié directement à l’atome de phosphore. Le sodium peut former un sel mono ou dibasique de l’acide phosphonique, le sel disodique ayant la structure chimique H-PO-(ONa)2∙5H2O – les molécules d’eau étant appelées « eau de cristallisation ». Le phosphonate de diméthyle est un ester liquide qui bout à 340°F (171°C); sa structure chimique est notée H-PO-(OCH3)2.
Les dérivés de l’acide phosphonique le plus simple, tels que les structures ci-dessus, laissent l’atome d’hydrogène attaché directement au phosphore intact. Il peut cependant être remplacé. Un exemple simple en est l’acide méthylphosphonique, CH3PO-(OH)2, dans lequel l’hydrogène est remplacé par un groupe méthyle, CH3. Le sel disodique de l’acide méthylphosphonique est noté CH3PO-(ONa)2, tandis que la structure de l’ester diéthylique — le méthylphosphonate de diéthyle — est notée CH3PO-(OC2H5)2. On peut également fabriquer des dérivés aryles, dans lesquels l’hydrogène est remplacé par une structure organique aromatique, comme le phényle (-C6H5), le naphtyle (-C10H7) ou le p-tolyle (-C6H4CH3).
Une gamme aussi large de structures chimiques permet des possibilités de réaction considérables ; des manuels ont été écrits uniquement sur le sujet de la chimie des phosphonates. Il existe également une large gamme d’applications pour les phosphonates, comme dans la conception de matériaux et les nettoyants industriels, ainsi que dans la formation de composés biologiquement actifs. Ils sont utilisés pour empêcher la formation de tartre et pour éliminer la rouille. Les phosphonates organiques sont importants dans le développement d’antibiotiques et de fongicides contre les maladies pour des utilisations allant de l’application du gazon sur les terrains de golf à la protection des racines d’avocat. Les phosphonates sont même utilisés comme intermédiaires dans la production d’ADN synthétique.
Bien que de nombreux composés utiles soient cités publiquement pour les risques qu’ils peuvent poser pour la santé, les phosphonates suscitent peu de protestations. L’initiative HERA, une agence de volontariat européenne, indique que trois des principaux phosphonates utilisés dans les applications domestiques – ATMP, HEDP et DTPMP – sont sûrs et ne devraient pas inquiéter l’utilisation par les consommateurs. Certains des phosphonates sous forme acide présentent des risques, tout comme d’autres acides forts. Les monosels ou esters d’acides phosphoniques n’ont pas les deux atomes d’hydrogène acide remplacés, et conservent donc toujours une mesure de leur réactivité acide. Bien sûr, comme pour les autres produits chimiques, toutes les fiches de données de sécurité doivent être lues attentivement et les suggestions de sécurité appliquées.