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焦磷酸盐

一月 01, 1970

焦磷酸盐（英語：Pyrophosphate）是焦磷酸的盐。焦磷酸盐又称二磷酸盐或双磷酸盐（英語：Diphosphate）。在食品添加剂中，焦磷酸盐的代号是E450。除了正盐以外，也有一些焦磷酸的酸式盐存在，比如Na2H2P2O7。

焦磷酸盐
别名 二磷酸盐
识别
CAS号 14000-31-8  Y
PubChem 644102
ChemSpider 559142
SMILES
 
  • [O-]P(=O)([O-])OP(=O)([O-])[O-]
InChI
 
  • 1/H4O7P2/c1-8(2,3)7-9(4,5)6/h(H2,1,2,3)(H2,4,5,6)/p-4
InChIKey XPPKVPWEQAFLFU-XBHQNQODAI
ChEBI 18361
DrugBank DB04160
性质
化学式 P2O74-
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。
提示：此条目的主题不是雙磷酸鹽（英语：Bisphosphonate），一種用於治療骨質疏鬆症的藥物。

历史 编辑

在多磷酸盐（英语：polyphosphate）系列中，焦磷酸盐是第一个被发现的。

焦磷酸四乙酯的合成是由菲利普·克莱蒙在1854年法国科学院的一次会议中首次报告的，它是最早被合成的含有磷的乙酰胆碱酯酶抑制剂[1]。

物理性质 编辑

焦磷酸盐中都含有P2O74-离子，而各种盐中P-O-P键的键角也各不相同，分布在120°至180°之间。P-O-P键的键长也比离子末端的P-O键要长。下面列出部分数据：

  • β-Mg2P2O7中P-O-P键键角为180°，键长为156pm，末端P-O键键长未知；
  • α-Mg2P2O7中P-O-P键键角为144°，键长为157pm，末端P-O键键长为151pm；
  • Na4P2O7中P-O-P键键角为127°，键长为163.6pm，末端P-O键键长为151.3pm；
  • KAlP2O7中P-O-P键键角为125°，键长为160.7pm，末端P-O键键长为150.9pm。[2]:325

化学性质 编辑

通常情况下，焦磷酸盐在磷的含氧酸形成的盐中有着最大的溶解度[3]；另外，它还是一种良好的络合剂（比如与钙离子或许多过渡金属离子配位）：

Cu2P2O7 + P2O74- = 2[CuP2O7]2-；
Mn2P2O7 + P2O74- = [Cu2(P2O7)2]4-。可以看出焦磷酸根过量时，难溶的焦磷酸盐又转化为配离子溶解。这些反应在化学工业上有许多用途，如可以用作无氰电镀。[4]:545-546

制备 编辑

焦磷酸盐最初是通过加热磷酸盐得到的（英文中的词头pyro来自于希腊语中的“火”）。将磷酸一氢盐加热至603-613K开始聚合，至773K[2]:323可以制得焦磷酸盐：

2Na2HPO4 = Na4P2O7 + H2O[4]:545[2]:323

但此反应不能在玻璃容器中进行，因为焦磷酸钠能够腐蚀二氧化硅[2]:323。

含铵的磷酸盐加热也可制得一些二价金属的焦磷酸盐：

2NH4NiPO4·6H2O = Ni2P2O7 + 2NH3 + 13H2O[2]:325

工业用途 编辑

焦磷酸盐在工业上常被用作食品添加剂。实验表明焦磷酸盐能够对肉类食物的肌肉蛋白起到保水作用，其原理是焦磷酸盐增大了蛋白质的离子强度，使得其离子排斥作用增强，蛋白之间空间增加。[5]焦磷酸盐还能明显地改善猪肉丸的破裂特性、硬度等特点，并减小其蒸煮损失[6]。焦磷酸二氢二钠可以用作食品改良剂[7]。

生物化学用途 编辑

主条目：生物化学

焦磷酸盐在生物化学中有非常重要的地位。细胞中的ATP水解为AMP时生成了P2O74-离子（简写为PPi）：

ATP → AMP + PPi

例如，当聚合酶正在把核苷酸聚合成DNA或是RNA链时，就会生成焦磷酸根离子（PPi）。焦磷酸解是指DNA聚合反应的逆反应，即焦磷酸根与dNMP反应，把寡核苷酸转化为对应的三磷酸（从DNA中释放dNTP，从RNA中释放NTP）。

P2O74-离子在水溶液中不稳定，会水解为磷酸一氢根：

P2O74- + H2O → 2 HPO42-

或简记为：

PPi + H2O → 2 Pi

没有酶催化时，除非在高浓度酸性介质中，否则含有多磷酸结构的物质，例如焦磷酸、三磷酸、ADP和ATP的水解一般进行得非常缓慢[8]。

将ATP水解为没有生物活性的AMP和PPi的反应是不可逆的，这个反应体现了这类生物化学水解的不可逆性。

在关节液、血浆以及尿液中有许多PPi来防止钙化，且在细胞外液（ECF）中能够抑制羟基磷灰石的形成[9]。细胞会引导其内部的PPi进入细胞外液[10]。

ANKH（英语：ANKH）是一个无酶催化的生物质膜，能够保持细胞外PPi的浓度[10]。这项功能若有缺陷，会导致PPi的细胞外浓度过低以及细胞内浓度过高[9]。核苷酸内焦磷酸酶/磷酸二酯酶1抗体（英语：Ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase 1）（ENPP1）也能提高细胞外PPi浓度[10]。

从高能磷酸盐（英语：High-energy phosphate）的角度来看，ATP水解成为AMP和PPi需要断裂两根高能磷酸键，同理将AMP重组为ATP需要两个磷酸化反应：

AMP + ATP → 2 ADP
2 ADP + 2 Pi → 2 ATP

参见 编辑

参考文献 编辑

  1. ^ 李俊旭. 神经毒气:毒扁豆也疯狂. 中国新闻周刊. 2013-09. 2013(36). 86
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 张青莲. 无机化学丛书 第四卷. 1995-01-01. ISBN 9787030305480. 
  3. ^ C.Michael Hogan. 2011. Phosphate. Encyclopedia of Earth. Topic ed. Andy Jorgensen. Ed.-in-Chief C.J.Cleveland. National Council for Science and the Environment. Washington DC （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  4. ^ 4.0 4.1 吴国庆等. 无机化学 (第四版). 2002-08 [2014-07-05]. ISBN 9787040115833. 
  5. ^ (PDF). [2014-07-05]. （原始内容 (PDF)存档于2016-03-04）. 
  6. ^ 王秀霞等. 多聚磷酸盐对猪肉丸质构特性的影响研究. 肉类工业. 2006 (3). 17.. [2014-07-05]. （原始内容于2021-04-11）. 
  7. ^ 彭永, 左都华, 邓小兵, 赵乾康, 向莉. 磷酸盐工业. 2005.. [2014-07-05]. （原始内容于2021-04-11）. 
  8. ^ Huebner PWA, Milburn RM. Hydrolysis of pyrophosphate to orthophosphate promoted by cobalt(III). Evidence for the role of polynuclear species. Inorg Chem. May 1980, 19 (5): 1267–72. doi:10.1021/ic50207a032. 
  9. ^ 9.0 9.1 Ho AM, Johnson MD, Kingsley DM. Role of the mouse ank gene in control of tissue calcification and arthritis. Science. Jul 2000, 289 (5477): 265–70. PMID 10894769. doi:10.1126/science.289.5477.265. 
  10. ^ 10.0 10.1 10.2 Rutsch F, Vaingankar S, Johnson K, Goldfine I, Maddux B, Schauerte P, Kalhoff H, Sano K, Boisvert WA, Superti-Furga A, Terkeltaub R. PC-1 nucleoside triphosphate pyrophosphohydrolase deficiency in idiopathic infantile arterial calcification. Am J Pathol. Feb 2001, 158 (2): 543–54. PMC 1850320  . PMID 11159191. doi:10.1016/S0002-9440(10)63996-X. 

拓展阅读 编辑

  • Schröder HC, Kurz L, Muller WEG, Lorenz B. (PDF). Biochemistry (Moscow). Mar 2000, 65 (3): 296–303. （原始内容 (PDF)存档于2011-08-25）. 

外部链接 编辑

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一月 01, 1970
焦磷酸盐, 英語, pyrophosphate, 是焦磷酸的盐, 又称二磷酸盐或双磷酸盐, 英語, diphosphate, 在食品添加剂中, 的代号是e450, 除了正盐以外, 也有一些焦磷酸的酸式盐存在, 比如na2h2p2o7, 别名, 二磷酸盐, 识别, cas号, 14000, pubchem, 644102, chemspider, 559142, smiles, inchi, h4o7p2, inchikey, xppkvpweqaflfu, xbhqnqodai, chebi, 18361, dru. 焦磷酸盐 英語 Pyrophosphate 是焦磷酸的盐 焦磷酸盐又称二磷酸盐或双磷酸盐 英語 Diphosphate 在食品添加剂中 焦磷酸盐的代号是E450 除了正盐以外 也有一些焦磷酸的酸式盐存在 比如Na2H2P2O7 焦磷酸盐 别名 二磷酸盐 识别 CAS号 14000 31 8 Y PubChem 644102 ChemSpider 559142 SMILES O P O O OP O O O InChI 1 H4O7P2 c1 8 2 3 7 9 4 5 6 h H2 1 2 3 H2 4 5 6 p 4 InChIKey XPPKVPWEQAFLFU XBHQNQODAI ChEBI 18361 DrugBank DB04160 性质 化学式 P2O74 若非注明 所有数据均出自标准状态 25 100 kPa 下 提示 此条目的主题不是雙磷酸鹽 英语 Bisphosphonate 一種用於治療骨質疏鬆症的藥物 目录 1 历史 2 物理性质 3 化学性质 3 1 制备 4 工业用途 5 生物化学用途 6 参见 7 参考文献 8 拓展阅读 9 外部链接历史 编辑在多磷酸盐 英语 polyphosphate 系列中 焦磷酸盐是第一个被发现的 焦磷酸四乙酯的合成是由菲利普 克莱蒙在1854年法国科学院的一次会议中首次报告的 它是最早被合成的含有磷的乙酰胆碱酯酶抑制剂 1 物理性质 编辑焦磷酸盐中都含有P2O74 离子 而各种盐中P O P键的键角也各不相同 分布在120 至180 之间 P O P键的键长也比离子末端的P O键要长 下面列出部分数据 b Mg2P2O7中P O P键键角为180 键长为156pm 末端P O键键长未知 a Mg2P2O7中P O P键键角为144 键长为157pm 末端P O键键长为151pm Na4P2O7中P O P键键角为127 键长为163 6pm 末端P O键键长为151 3pm KAlP2O7中P O P键键角为125 键长为160 7pm 末端P O键键长为150 9pm 2 325化学性质 编辑通常情况下 焦磷酸盐在磷的含氧酸形成的盐中有着最大的溶解度 3 另外 它还是一种良好的络合剂 比如与钙离子或许多过渡金属离子配位 Cu2P2O7 P2O74 2 CuP2O7 2 Mn2P2O7 P2O74 Cu2 P2O7 2 4 可以看出焦磷酸根过量时 难溶的焦磷酸盐又转化为配离子溶解 这些反应在化学工业上有许多用途 如可以用作无氰电镀 4 545 546 制备 编辑 焦磷酸盐最初是通过加热磷酸盐得到的 英文中的词头pyro来自于希腊语中的 火 将磷酸一氢盐加热至603 613K开始聚合 至773K 2 323可以制得焦磷酸盐 2Na2HPO4 Na4P2O7 H2O 4 545 2 323 但此反应不能在玻璃容器中进行 因为焦磷酸钠能够腐蚀二氧化硅 2 323 含铵的磷酸盐加热也可制得一些二价金属的焦磷酸盐 2NH4NiPO4 6H2O Ni2P2O7 2NH3 13H2O 2 325工业用途 编辑焦磷酸盐在工业上常被用作食品添加剂 实验表明焦磷酸盐能够对肉类食物的肌肉蛋白起到保水作用 其原理是焦磷酸盐增大了蛋白质的离子强度 使得其离子排斥作用增强 蛋白之间空间增加 5 焦磷酸盐还能明显地改善猪肉丸的破裂特性 硬度等特点 并减小其蒸煮损失 6 焦磷酸二氢二钠可以用作食品改良剂 7 生物化学用途 编辑主条目 生物化学 焦磷酸盐在生物化学中有非常重要的地位 细胞中的ATP水解为AMP时生成了P2O74 离子 简写为PPi ATP AMP PPi 例如 当聚合酶正在把核苷酸聚合成DNA或是RNA链时 就会生成焦磷酸根离子 PPi 焦磷酸解是指DNA聚合反应的逆反应 即焦磷酸根与dNMP反应 把寡核苷酸转化为对应的三磷酸 从DNA中释放dNTP 从RNA中释放NTP P2O74 离子在水溶液中不稳定 会水解为磷酸一氢根 P2O74 H2O 2 HPO42 或简记为 PPi H2O 2 Pi 没有酶催化时 除非在高浓度酸性介质中 否则含有多磷酸结构的物质 例如焦磷酸 三磷酸 ADP和ATP的水解一般进行得非常缓慢 8 将ATP水解为没有生物活性的AMP和PPi的反应是不可逆的 这个反应体现了这类生物化学水解的不可逆性 在关节液 血浆以及尿液中有许多PPi来防止钙化 且在细胞外液 ECF 中能够抑制羟基磷灰石的形成 9 细胞会引导其内部的PPi进入细胞外液 10 ANKH 英语 ANKH 是一个无酶催化的生物质膜 能够保持细胞外PPi的浓度 10 这项功能若有缺陷 会导致PPi的细胞外浓度过低以及细胞内浓度过高 9 核苷酸内焦磷酸酶 磷酸二酯酶1抗体 英语 Ectonucleotide pyrophosphatase phosphodiesterase 1 ENPP1 也能提高细胞外PPi浓度 10 从高能磷酸盐 英语 High energy phosphate 的角度来看 ATP水解成为AMP和PPi需要断裂两根高能磷酸键 同理将AMP重组为ATP需要两个磷酸化反应 AMP ATP 2 ADP 2 ADP 2 Pi 2 ATP参见 编辑单磷酸腺苷 二磷酸腺苷 三磷酸腺苷 ATP酶 ATP水解 英语 ATP hydrolysis 三磷酸腺苷合酶 生物化学 骨骼 焦磷酸钙 软骨钙质沉着症 英语 Calcium pyrophosphate dihydrate deposition disease 催化 DNA 高能磷酸盐 英语 High energy phosphate 无机焦磷酸酶 核苷三磷酸 核苷酸 磷酸酯 氧化磷酸化 磷酸盐 磷酸 含磷的酸与盐 英语 Phosphoric acids and phosphates RNA 焦磷酸钠 磷酸二氢钙 硫胺素焦磷酸 牙齿 焦磷酸锌参考文献 编辑 李俊旭 神经毒气 毒扁豆也疯狂 中国新闻周刊 2013 09 2013 36 86 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 张青莲 无机化学丛书 第四卷 1995 01 01 ISBN 9787030305480 使用 accessdate 需要含有 url 帮助 C Michael Hogan 2011 Phosphate Encyclopedia of Earth Topic ed Andy Jorgensen Ed in Chief C J Cleveland National Council for Science and the Environment Washington DC 页面存档备份 存于互联网档案馆 4 0 4 1 吴国庆等 无机化学 第四版 2002 08 2014 07 05 ISBN 9787040115833 韩敏义 李巧玲 陈红叶 复合磷酸盐在食品中的应用 中国食品添加剂 2004 3 PDF 2014 07 05 原始内容 PDF 存档于2016 03 04 王秀霞等 多聚磷酸盐对猪肉丸质构特性的影响研究 肉类工业 2006 3 17 2014 07 05 原始内容存档于2021 04 11 彭永 左都华 邓小兵 赵乾康 向莉 磷酸盐工业 2005 2014 07 05 原始内容存档于2021 04 11 Huebner PWA Milburn RM Hydrolysis of pyrophosphate to orthophosphate promoted by cobalt III Evidence for the role of polynuclear species Inorg Chem May 1980 19 5 1267 72 doi 10 1021 ic50207a032 9 0 9 1 Ho AM Johnson MD Kingsley DM Role of the mouse ank gene in control of tissue calcification and arthritis Science Jul 2000 289 5477 265 70 PMID 10894769 doi 10 1126 science 289 5477 265 10 0 10 1 10 2 Rutsch F Vaingankar S Johnson K Goldfine I Maddux B Schauerte P Kalhoff H Sano K Boisvert WA Superti Furga A Terkeltaub R PC 1 nucleoside triphosphate pyrophosphohydrolase deficiency in idiopathic infantile arterial calcification Am J Pathol Feb 2001 158 2 543 54 PMC 1850320 nbsp PMID 11159191 doi 10 1016 S0002 9440 10 63996 X 拓展阅读 编辑Schroder HC Kurz L Muller WEG Lorenz B Polyphosphate in bone PDF Biochemistry Moscow Mar 2000 65 3 296 303 原始内容 PDF 存档于2011 08 25 外部链接 编辑查看维基词典中的词条 焦磷酸盐 醫學主題詞表 MeSH 焦磷酸盐 取自 https zh wikipedia org w index php title 焦磷酸盐 amp oldid 77985871, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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