リンタングステン酸

リンタングステン酸
名前
	その他の名前タングストリン酸 (TPA); リンタングステン酸 (PTA、PWA) 12-リンタングステン酸; 12-タングストリン酸; 12-タングストリン酸
識別子
CAS番号	1343-93-7 ; (水和物): 12501-23-4 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
ケムスパイダー	21241328;
ECHA 情報カード	100.108.885
EC番号	（水和物）：603-020-3;
パブケム CID	(水和物): 16212977;
ユニ	5KAC2X78XM ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID30583755;
	InChI (水和物): InChI=1S/H3O4P.H2O.36O.12W/c1-5(2,3)4;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;/h(H3,1,2,3,4);1H2;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; キー: AVFBYUADVDVJQL-UHFFFAOYSA-N;
	笑顔 [W]18%21%24(O[W]%16%18%23(O[W]56(O1)(O[W]247(O[W]9%22(O[W]%12%) 13(O2)(O[ W]3%11%14(O[W]%17%19(O[W](O3)(O4)(O5)([O++]67[P+]%15%20[O++]89[W]% 10(O[ W](O[W](O%10)(O%11)(O%12)([O++]%13%14%15)[O-])(O%16)(O%17)([ O++]%18%19% 20)[O-])(0%21)(0%22)[O-])[O-])(0%23)[O-])[O-])[O-])(0% 24)O)[O-])O)[O-])O;
プロパティ
化学式	H 3 [PW 12 O 40 ]
モル質量	2880.2 g/mol（無水）
融点	89 °C (192 °F; 362 K) (水和物)
危険
	GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	危険
危険有害性情報	H302、H314、H411
注意事項	P260、P264、P270、P273、P280、P301+P312、P301+P330+P331、P303+P361+P353、 P304 + P340、P305+P351+P338、P310、 P321 、P330、P363、P391、P405、P501
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

リンタングステン酸（PTA）またはタングストリン酸（TPA）は、化学式H ₃P W ₁₂O ₄₀ ]のヘテロポリ酸である。水和物H ₃ [PW ₁₂ O ₄₀ ]· n H ₂ Oを形成する。通常はn = 24水和物として単離されるが、六水和物（n = 6）に乾燥することができる。 ^[2]EPTAはエタノール性リンタングステン酸の名称であり、そのアルコール溶液は生物学で使用される。外観は小さく、無色灰色またはわずかに黄緑色の結晶で、融点は89°C（24 H ₂ O水和物）である。無臭で、水に溶ける（200g/100ml）。特に毒性はないが、弱酸性の刺激物である。この化合物はさまざまな名前と頭字語で知られています (情報ボックスの「その他の名前」セクションを参照)。

これらの名前の「12」または「ドデカ」は、陰イオンに12個のタングステン原子が含まれていることを反映しています。構造を知らなかった初期の研究者の中には^[3]、これをホスホ-24-タングステン酸と呼び、3H ₂ O·P ₂ O ₅ 24WO ₃ ·59H ₂ O、(P ₂ W ₂₄ O ₈₀ H ₆ )·29H ₂ Oと表した人もいました。これはP、W、Oの原子比を正しく表しています。この式は1970年まで論文で引用されていました。^[4]

リンタングステン酸は、組織学において細胞標本の染色成分として使用され、多くの場合、 PTAHとしてヘマトキシリンと一緒に使用されます。フィブリン、コラーゲン、結合組織の繊維に結合し、これらの物質の染料の陰イオンを置換して、選択的に脱色します。

リンタングステン酸は電子密度が高く、電子に対して不透明です。透過型電子顕微鏡による画像化において、ウイルス、神経、多糖類、その他の生物組織材料の一般的なネガティブ染色剤です。

構造

グーザー^[5]は、ケギンによるリンタングステン酸の構造決定に至るまでのリンタングステン酸の構造に関する歴史的見解を次のように要約している。

H ₇ [P(W ₂ O ₇ ) ₆ ]はミオラティによって提案され、ローゼンハイムによってさらに発展した。
H ₃ [PO ₄ W ₁₂ O ₁₈ (OH) ₃₆ ] (ポーリング)

この構造はJF ケギンによって決定され、1933年に初めて発表され^[6]、その後1934年に発表され^{[7] 、一般に}ケギン構造として知られています。このアニオンは完全な四面体対称性を持ち、リン原子を中心に酸素原子で結合した12個のタングステン原子のケージで構成されています。右の図は、タングステン原子の周りの酸素原子の八面体配位を示しており、アニオンの表面には架橋酸素原子と末端酸素原子の両方があります。さらに調査したところ、この化合物はケギンが提唱した五水和物ではなく六水和物であることがわかりました。^[8]

製造方法と化学的性質

リンタングステン酸は、タングステン酸ナトリウム二水和物Na ₂ WO ₄ ·2H ₂ Oとリン酸H ₃ PO ₄を塩酸HClで酸性化して反応させることで製造できます。 ^[9]この手順は更新されています。^[2]

リンタングステン酸溶液はpHが上昇するにつれて分解する。段階的な分解が決定されており、様々なpH値でのおおよその組成は以下のとおりである。^[10]

[PW 11 _O 39 _] 7−^は欠陥のあるケギンイオンである。[P ₂ W ₁₈ O ₆₂ ] ⁶⁻はドーソン構造を有する。pH 8未満では、エタノールまたはアセトンの存在によりアニオン[PW ₁₂ O ₄₀ ] ³⁻が安定化し、分解が減少する。^[10]

タングストリン酸は400℃まで熱的に安定しており、類似のケイタングステン酸H4 [SiW ₁₂ O ₄₀ ]よりも安定してい_ます。^[11]

ピリジンなどの極性分子は、単に表面に吸着されるのではなく、バルク相に大量に吸収される。バルク相に吸収されたエタノールの固体NMR研究では、プロトン化された二量体（C ₂ H ₅ OH）₂ H ⁺とモノマー（C ₂ H ₅ OH）の両方が、+2、が存在します。

リンタングステン酸はリンモリブデン酸よりも還元に対して敏感ではない。尿酸または硫酸鉄(II)で還元すると茶色の化合物が生成される。関連するケイタングステン酸は還元されると同様の茶色の化合物を形成し、ケギン構造の4つのW ₃ユニットの1つが3つのエッジを共有するW ^IV八面体の金属-金属結合クラスターになる。^[12]

リンタングステン酸はヘテロポリ酸の中で最も強い。その共役塩基は[PW ₁₂ O ₄₀ ] ³⁻アニオンである。^[13]酢酸中でのその酸性度が調査され、3つのプロトンが順次ではなく独立して解離し、酸性部位は同じ強さであることがわかった。^[14]酸性度の1つの推定値は、固体の酸性度がH ₀ = −13.16よりも強いということであり、^[11]これは化合物を超酸と見なす。この酸性の強さは、低pHでも酸が完全に解離していることを意味する。

用途

触媒

他のヘテロポリ酸と同様に、リンタングステン酸は触媒であり、その高い酸性度と熱安定性により、一部の研究者によると触媒として好まれています。^[15]均一触媒として溶液中に存在し、アルミナ、シリカなどの基質に「担持」された不均一触媒として存在します。酸触媒反応には次のものがあります。

プロペンを加水分解して2-プロパノールを生成する均一触媒
プリンス反応の均一触媒
2-プロパノールからプロペンへの、またメタノールから炭化水素への脱水反応の不均一触媒。

染色と顔料

リンタングステン酸は、様々な種類の染料を「レーキ」として沈殿させるために使用されてきました。^{[16]例としては、塩基性染料やトリフェニルメタン染料、例えば}パラローズアニリン誘導体などがあります。^[17]

組織学

リンタングステン酸は、組織学において標本の染色、リンタングステン酸ヘマトキシリン、 PTAH 、および「トリクローム」試薬の成分として、また透過型電子顕微鏡による画像化のネガティブ染色として使用されます。^[^要出典^]

リンタングステン酸ヘマトキシリン ( PTAH )

マロリーは1897年に現在一般にPTAHとして知られている試薬について説明しました。^[18] PTAHは組織の種類に応じて赤褐色または青に染色します。2つの異なる色を同時に染色するこの特性は、ミョウバン-ヘマトキシリンなどの他のヘマトキシリン試薬とは異なります。リンタングステン酸の役割と染色のメカニズムは完全には理解されていません。ヘマトキシリンの活性成分は酸化型のヘマチンですが、ヘマトキシリン染色に言及している文献ではほとんど認識されていません。リンタングステン酸はヘマチンと湖を形成します。^[19]試薬の構成は不明ですが、1年前のサンプルを調べたところ、青、赤、黄色の3つの色の成分があることが示されました。^{[20]これらは特定されていません。}アミノ酸、プリン、ピリミジン、アミンなどのさまざまな化合物をPTAHと反応させる「モデル」システムのいくつかの調査では、異なる色を生成することが示されている。^[21]

トリクローム試薬: これらの試薬では、2つまたは3つの塩基性染料がリンタングステン酸とともに、1段階または多段階の手順で使用されます。これらの試薬は、異なる組織タイプを異なる色に着色します。染色のメカニズムも完全には解明されていません。いくつかの説明には、リンタングステン酸が染料を組織に結合する媒染剤として作用するという提案^[22]や、代わりにリンタングステン酸が組織に結合して染料分子をブロックするという提案が含まれます。^[23]

ネガティブ染色: 組織やウイルス表面への吸着とその電子密度が、リンタングステン酸のネガティブ染色作用の根拠となっている。この電子密度は、原子番号74のタングステン原子が12個存在することから生じる。組織への吸着のメカニズムは、吸着がpHの影響を受けないことから、水素結合ではなく静電気によるものであると提案されている。^[4]

分析

カリウム塩は、他のほとんどのリンタングステン酸塩とは異なり、わずかにしか溶けないため、カリウムの重量分析法として提案されています。 ^[24]

タンパク質の沈殿

多くの分析手順において、リンタングステン酸の役割の1つはタンパク質を沈殿させることです。これは極性タンパク質の「万能」沈殿剤と呼ばれています。^[25]さらなる研究により、α-アミノ基では沈殿は起こらないが、グアニジノ、ε-アミノ、イミダゾール基では沈殿が起こることが示されました。^[26]

薬用

この分野ではほとんど研究が行われていないようです。一例はラットの肝臓壊死に関するものです。^[27]

複合陽子交換膜

リンタングステン酸を含むヘテロポリ酸は、ナフィオンなどの複合プロトン交換膜の材料として研究されています。これらの複合材料は動作特性が改善されているため、燃料電池の製造における潜在性に注目されています。^[28]

参照

リンモリブデン酸

参考文献

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