杂多酸

杂多酸（英語：Heteropolymetalate）是一種有特定金屬及非金屬組成的含氧酸，如磷钼酸。杂多酸是由多酸再加上其它含氧酸多面體，形成的複雜結構。杂多酸常在化學反應中作為可重複使用的酸觸媒。

杂多酸必须要有如鎢、钼、釩等金屬元素，即增补原子（addenda atom），还要為含氧酸，同时需要有週期表中p区元素的化學元素，例如矽、磷或是砷，即杂原子（hetero atom），最后还要有酸性的氫離子。

增补的金屬原子和氧原子鍵結，成為簇合物，而杂原子也和氧原子鍵結。杂多酸形成的鹽類稱為雜多酸鹽。

分類及結構

由於可能有不同的增补原子和杂原子結合，因此有許多不同的雜多酸。知名度較高的二種分別是Keggin结构H_nXM₁₂O₄₀及Dawson结构H_nX₂M₁₈O₆₂。

Keggin结构，XM12O40^n−	Dawson结构，X2M18O62^n−

以下是一些雜多酸的例子：

• H₄Xⁿ⁺M₁₂O₄₀，X = Si, Ge; M = Mo, W
• H₃Xⁿ⁺M₁₂O₄₀，X = P, As; M = Mo, W
• H₆X₂M₁₈O₆₂，X=P, As; M = Mo, W

催化劑的應用

杂多酸常作為勻相催化及多相催化的催化劑^[1]。尤其是Keggin結構（英语：Keggin structure）的杂多酸，有良好的熱穩定性，且是強酸及強氧化劑。以下是一些催化劑的例子^[2]：

• 勻相酸催化劑
  • 丙烯加成為2-丙醇，催化劑為H₃PMo₁₂O₄₀及H₃PW₁₂O₄₀。
  • 普林斯反应的催化劑為H₃PW₁₂O₄₀。
  • 四氢呋喃的聚合，催化劑為H₃PW₁₂O₄₀。
• 多勻相酸催化劑
  • 2-丙醇脫水為丙烯及甲醇的脫水反應，催化劑為H₃PW₁₂O₄₀。
  • 由己烷製備2-甲基戊烷，催化劑為二氧化矽中的H₃PW₁₂O₄₀。
• 勻相氧化
  • 环己烯被过氧化氢氧化，形成己二酸，催化劑為有多種增补原子的H₃PMo₆V₆O₄₀。
  • 酮類被氧氧化，形成羧酸及醛類，催化劑為有多種增补原子的H₅PMo₁₀V₂O₄₀。

杂多酸常用在化學分析及生物组织学研究中，也是許多化學試劑的成份，像Folin-Ciocalteu試劑（英语：Folin-Ciocalteu reagent）、Lowry蛋白質檢測（英语：Lowry protein assay）中用的folins苯酚試劑，以及EPTA（磷钨酸的乙醇溶液）。

相關條目

• 矽鎢酸
• 矽鉬酸（Silicomolybdic acid）
• 磷鎢酸
• 磷钼酸

參考資料

1. Kozhevnikov, I. V. Catalysis by heteropoly acids and multicomponent polyoxometalates in liquid-phase reactions. Chemical Reviews. 1998, 98 (1): 171–198. PMID 11851502. doi:10.1021/cr960400y. 
2. "Oxide catalysts in solid state chemistry" T Okuhara, M Misono Encyclopedia of Inorganic Chemistry Editor R Bruce King (1994) John Wiley and Sons ISBN 0-471-93620-0

• Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred, Advanced Inorganic Chemistry 6th, New York: Wiley-Interscience, 1999, ISBN 0-471-19957-5