ヘテロポリメタレート: K 5 [ IMo 6 O 24 ]・ n H 2 O Ag 7 [ PV 12 O 36 ] ・ n H 2 O (NH 4 ) 4 [ NiMo 6 O 24 H 6 ] ・ 5H 2 O K 3 [ CrMo 6 O 24 H 6 ] ・ n H 2 O (NH 4 ) 8 [ CeMo 12 O 42 ] ・ 8H2O ヘテロポリメタレートは、共有 酸素 原子によって結合された3 つ以上の遷移金属 オキシアニオンから構成される ポリオキソメタ レートのサブセットであり、閉じた 3 次元分子骨格を形成します。 1 種類の金属原子のみを含むイソポリメタレートとは対照的に、ヘテロポリメタレートは異なる主族 オキシアニオンを含みます。 金属原子は通常、第 6 族 (Mo、W) またはそれほど一般的ではないが第 5 族 (V、Nb、Ta) の遷移金属で、最高酸化状態 にあります。 これらは通常、無色からオレンジ色の反磁性アニオンです。 ほとんどのヘテロポリメタレートでは、W、Mo、または V は、リン 酸塩 とケイ酸塩 の主族オキシアニオンによって補完されます。 これらの一般的な記述には多くの例外があり、この化合物のクラスには数百の例が含まれます。[ 1 ] [ 2 ]
構造 特定の構造モチーフが繰り返し現れる。例えば、ケギンイオンは、中心に様々なヘテロ原子を持つモリブデン酸塩とタングステン酸塩の両方に共通している。ケギン構造とドーソン構造は、 P やSi などの四面体 配位のヘテロ原子を持ち、アンダーソン構造[ 3 ] は、アルミニウム などの八面体 中心原子を持つ。
ヘテロポリ酸 一般的に、ヘテロポリメタレートはホモポリメタレートよりも熱的に安定しています。この傾向は、遷移金属オキソ骨格を「接着」する四面体オキシアニオンの安定化効果を反映しています。その頑丈さの一例として、ヘテロポリメタレートは酸の形で単離できますが、ホモポリメタレートは通常できません。例としては、[ 4 ] [ 5 ]が挙げられます。
ケイ タングステン 酸 、H₄SiW₁₂O₄₀ ・ nH₂O リン モリブデン 酸 、H₃Mo₁₂PO₄O ・ nH₂O リン タングステン 酸 、H₃W₁₂PO₄O ・ nH₂O
異性体 ケギン構造には5つの異性体があり、これらは(概念的に)4つのM3O13ユニットの1つ以上を60°回転させることによって 得 られ ます 。
空隙構造 一部の POM の構造は、より大きな POM の構造から 1 つ以上の付加原子とそれに付随する酸化物イオンを除去することによって得られ、欠陥構造と呼ばれるラキュナリー構造が得られます。 ドーソン ラキュナリー構造を持つ化合物の例はAs 2 W 15 O 56 です。[ 6 ] 2014 年に、同様の選択的金属結合特性を持つバナジン酸塩種が報告されました。[ 7 ]
用途 α型のポリオキソバナデート(POV)であるV 14 Sb 8 O 42。 異性体は、半環が互いに向いている位置が異なる。これらのPOVは、例えば八面体配位のニッケル(II)によって連結することができる。 このタイプの酸は、化学反応 において一般的な再利用可能な酸触媒 である。[ 8 ]
ドーソン イオンの ドーソン 構造、 [ X2M18O62 ] n− ヘテロポリ酸は、均一系 および不均一系 触媒として広く使用されており、[ 9 ] 特にケギン構造 に基づくものは、優れた熱安定性、高い酸性度、高い酸化能力などの特性を備えている。触媒作用の例としては、次のものがある。[ 10 ]
均一系酸触媒 不均一酸触媒 均一酸化 シクロヘキセン + H₂O₂ から 混合添加 物 H₃PMo₆V₆O₄₀ による アジピン 酸 への 反応 O 2 によるケトンから酸、混合付加物によるアルデヒドへH 5 PMo 10 V 2 O 40 ヘテロポリ酸は分析や組織学において長年使用されており、フォリン・チオカルト試薬、 ローリー タンパク質定量法で使用されるフォリンフェノール試薬、エタノール性リンタングステン酸(EPTA)など、多くの試薬の成分となっている。
引用文献 ↑ Greenwood, NN; Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-3365-9 。 ↑ Pope, MT (1983). Heteropoly and Isopoly Oxometalates . New York: Springer Verlag. ↑ Blazevic, Amir; Rompel, Annette (2016年1月)「アンダーソン・エバンスポリオキソメタレート:無機ビルディングブロックからハイブリッド有機無機構造を経て未来の「Bio-POM」へ」 「.配位化学レビュー . 307 : 42–64 . doi : 10.1016/j.ccr.2015.07.001 .↑ ディアス、JA;ディアス、SCL。カリマン、E. (2014)。 「ケギン構造ポリオキソメタレート」。 ケギン構造ポリオキソメタレート 。無機合成。 Vol. 36ページ 210-217。 土井 : 10.1002/9781118744994.ch39 。 ISBN 9781118744994 。↑ 無機化学調製ハンドブック、第 2 版。G. Brauer 編、Academic Press、1963 年、ニューヨーク。 ↑ Mbombekalle, IM; Keita, B.; Nadjo, L.; Berthet, P.; Neiwert, WA; Hill, CL; Ritorto, MD; Anderson, TM (2003). "Manganous heteropolytungstates. Synthesis and heteroatom effects in Wells–Dawson-derived sandwich complexes". Dalton Trans . 2003 (13): 2646– 2650. doi : 10.1039/b304255c . ↑ Kastner, K.; Margraf, JT; Clark, T.; Streb, C. (2014). "遷移金属官能化バナジウム酸化物クラスターファミリーにアクセスするための分子プレースホルダー戦略". Chem. Eur. J . 20 (38): 12269– 12273. doi : 10.1002/chem.201403592 . PMID 25082170 . ↑ Mizuno, Noritaka; Misono, Makoto (1998). "Heterogeneous Catalysis". Chemical Reviews . 98 (1): 199– 217. doi : 10.1021/cr960401q . PMID 11851503 . ↑ Kozhevnikov, IV (1998). "液相反応におけるヘテロポリ酸および多成分ポリオキソメタレートによる触媒作用". Chemical Reviews . 98 (1): 171– 198. doi : 10.1021/cr960400y . PMID 11851502 . ↑ 「固体化学における酸化物触媒」奥原 隆、三園 正。無機化学百科事典 。R ブルース キング編 (1994)。ジョン ワイリー アンド サンズISBN 0-471-93620-0