mecanismo de reação

A solução encontrada pela natureza para garantir aos seres vivos a sua perpetuação deu-se pelo uso das ligações P-O para formar os fosfodiésteres DNA e RNA. Isso porque esta ligação se deu como a ideal para este propósito devido à estabilidade dos diésteres de fosfato. As ligações P-O são ideais para o desenho destas classes de compostos, já que os tornam resistentes à ação da água, do solo e do ar, a fim de que possam atingir o seu alvo sem serem alterados quimicamente, ficando aptos para acumular nos tecidos e provocar danos aos seres vivos. Como exemplo temos as reações de substituição nucleofilica em esteres fosforicos, essas ligações encontradas nos fosfodiésteres podem ser muito estáveis. O tempo de meia vida (t1/2) para a hidrólise de certos ésteres fosfóricos de longe excede o tempo de vida alcançado por um ser humano. Assim, por exemplo, o t1/2 para a reação de hidrólise espontânea do difenilfosfato é de 180 anos a 100 °C7. A hidrólise espontânea do DNA em solução neutra é tão lenta que a constante de velocidade para este processo é desconhecida. Tal estabilidade é coerente com o papel fundamental do DNA na preservação da informação genética. Em essência, dois mecanismos fundamentais para uma reação de substituição nucleofílica de ésteres fosfóricos são conhecidos:
- No primeiro, o átomo de carbono da ligação P-O-C do éster pode servir como eletrófilo, sendo todo o grupo fosfato substituído pelo nucleófilo.
- No segundo, o nucleófilo ataca o átomo de fósforo central e desloca o álcool ou o alcóxido via quebra da ligação P-O, mantendo a ligação C-O intacta.

O mecanismo de quebra da ligação alquil-oxigênio somente é o caminho principal em pH baixo, onde o grupo de saída é o ácido fosfórico neutro. A hidrólise de ésteres fosfóricos, tais como o benzil e o terc-butilfosfato, que possuem grupos alquílicos que formam carbocátions estáveis pela quebra da ligação C-O (alquilfosfatos terciários), ocorre via um processo de ionização SN1.