Пирофосфат
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Дифосфат | |
| Систематическое название ИЮПАК Диполифосфат | |
| Другие имена Пирофосфат фосфонатофосфат | |
| Идентификаторы | |
| |
3D model ( JSmol ) | |
| ЧЭБИ | |
| ХимическийПаук | |
| Лекарственный Банк | |
| номер Е | Е450 (загустители, ...) |
| 26938 | |
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
| Характеристики | |
| П 2 О 4− 7 | |
| Молярная масса | 173.941 g·mol −1 |
| Конъюгатная кислота | Пирофосфорная кислота |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
В химии пирофосфаты представляют собой фосфора оксианионы , содержащие два атома фосфора в Связь P-O-P . Существует ряд пирофосфатных солей, таких как динатрийпирофосфат ( Na 2 H 2 P 2 O 7 ) и пирофосфат тетранатрия ( Na 4 P 2 O 7 ), среди других. Часто пирофосфаты называют дифосфатами . Исходные пирофосфаты образуются в результате частичной или полной нейтрализации пирофосфорной кислоты . Пирофосфатную связь также иногда называют фосфоангидридной связью. Это соглашение подчеркивает потерю воды, которая происходит, когда два фосфата образуют новую связь. Связь P-O-P , которая отражает номенклатуру ангидридов карбоновых кислот . Пирофосфаты содержатся в АТФ и других нуклеотидтрифосфатах , которые важны в биохимии. Термин пирофосфат также является названием сложных эфиров, образующихся при конденсации фосфорилированного биологического соединения с неорганическим фосфатом , как и диметилаллилпирофосфат . Эту связь также называют высокоэнергетической фосфатной связью.
Кислотность
[ редактировать ]Пирофосфорная кислота представляет собой тетрапротонную кислоту с четырьмя различными p K a : [1]
- H 4 P 2 O 7 ⇌ [H 3 P 2 O 7 ] − + Ч + , p K a1 = 0,85
- [Н 3 Р 2 О 7 ] − ⇌ [H 2 P 2 O 7 ] 2− + Ч + , п К а2 = 1,96
- [Н 2 Р 2 О 7 ] 2− ⇌ [HP 2 O 7 ] 3− + Ч + , п К а3 = 6,60
- [ХП 2 О 7 ] 3− ⇌ [П 2 О 7 ] 4− + Ч + , п К а4 = 9,41
рКа встречаются в двух различных диапазонах, поскольку депротонирование происходит на отдельных фосфатных группах. Для сравнения с p K a для фосфорной кислоты составляют 2,14, 7,20 и 12,37.
При физиологических значениях pH пирофосфат существует в виде смеси дважды и одинарно протонированных форм.
Подготовка
[ редактировать ]Динатрийпирофосфат получают термической конденсацией дигидрофосфата натрия или частичным депротонированием пирофосфорной кислоты. [2]
Пирофосфаты обычно белые или бесцветные. Соли щелочных металлов растворимы в воде. [3] Они являются хорошими комплексообразователями для ионов металлов (таких как кальций и многие переходные металлы) и находят множество применений в промышленной химии. Пирофосфат — первый представитель целого ряда полифосфатов . [4]
В биохимии
[ редактировать ]Анион P 2 O 4- 7 сокращенно PP i означает неорганический пирофосфат , что . Он образуется в гидролиза АТФ АМФ в результате в клетках .
- АТФ → АМФ + ПП i
Например, когда нуклеотид встраивается в растущую цепь ДНК или РНК с помощью полимеразы пирофосфат (PPi ) , высвобождается . Пирофосфоролиз — это реакция, обратная реакции полимеризации , в которой пирофосфат реагирует с 3'-нуклеозидимонофосфатом ( NMP или dNMP), который удаляется из олигонуклеотида с высвобождением соответствующего трифосфата ( dNTP из ДНК или NTP из РНК).
Пирофосфат-анион имеет структуру P 2 O 4− 7 и представляет собой ангидрид фосфата кислотный . Он нестабилен в водном растворе и гидролизуется до неорганического фосфата:
- P 2 O 4− 7 + H 2 O → 2 HPO 2− 4
или в сокращенных обозначениях биологов:
- ПП я + Н 2 О → 2 П я + 2 Н +
В отсутствие ферментативного катализа реакции гидролиза простых полифосфатов, таких как пирофосфат, линейный трифосфат, АДФ и АТФ, обычно протекают чрезвычайно медленно во всех средах, кроме сильнокислых. [5]
(Обратной этой реакции является метод получения пирофосфатов путем нагревания фосфатов.)
расщепление АТФ до АМФ и ПП Этот гидролиз до неорганического фосфата эффективно делает необратимым . , а также биохимические реакции, связанные с этим гидролизом
PP i встречается в синовиальной жидкости , плазме крови и моче на уровнях, достаточных для блокирования кальцификации , и может быть естественным ингибитором образования гидроксиапатита во внеклеточной жидкости (ECF). [6] Клетки могут направлять внутриклеточный PP i в ECF. [7] ANK -канал плазматической мембраны представляет собой неферментативный PPi , который поддерживает внеклеточные уровни PPi . [7] Нарушение функции мембранного PPi - канала АНК связано с низким внеклеточным PPi и повышенным внутриклеточным PPi . [6] Эктонуклеотидпирофосфатаза/фосфодиэстераза (ENPP) может повышать внеклеточный PP i . [7]
С точки зрения учета высокоэнергетических фосфатов , гидролиз АТФ до АМФ и PP i требует двух высокоэнергетических фосфатов, поскольку для восстановления АМФ в АТФ необходимы две фосфорилирования реакции .
- АМФ + АТФ → 2 АДФ
- 2 АДФ + 2 П i → 2 АТФ
Концентрация неорганического пирофосфата в плазме имеет референтный диапазон 0,58–3,78 мкМ (интервал прогнозирования 95%). [8]
Терпены
[ редактировать ]Изопентенилпирофосфат превращается в геранилпирофосфат , предшественник десятков тысяч терпенов и терпеноидов . [9]
В качестве пищевой добавки
[ редактировать ]Различные дифосфаты используются в качестве эмульгаторов , стабилизаторов , регуляторов кислотности , разрыхлителей , секвестрантов и средств, удерживающих воду в пищевой промышленности. [10] Они классифицируются по схеме номеров E под E450: [11]
- E450(a): дифосфат натрия дигидрофосфат ; тридифосфат натрия; тетрадифосфат натрия (TSPP); дифосфат тетракалия
- E450(b): пентатрифосфат натрия и пентакалийтрифосфат .
- E450(c): полифосфаты натрия и калия.
используются различные составы дифосфатов В частности, для стабилизации взбитых сливок . [12]
См. также
[ редактировать ]- Аденозинмонофосфат
- Аденозиндифосфат
- Аденозинтрифосфат
- АТФаза
- гидролиз АТФ
- АТФ-синтаза
- Биохимия
- Кость
- Пирофосфат кальция
- Болезнь отложения дигидрата пирофосфата кальция
- Катализ
- ДНК
- Высокоэнергетический фосфат
- Неорганическая пирофосфатаза
- Нуклеозидтрифосфат
- Нуклеотид
- Органофосфат
- Окислительное фосфорилирование
- Фосфат
- Фосфорная кислота
- Фосфорные кислоты и фосфаты
- РНК
- Пирофосфат натрия
- Суперфосфат
- Тиамин пирофосфат
- Зуб
- Цинк пирофосфат
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ядав, Прерна; Блак, Оливье; Рудт, Андреас; Зельдер, Феликс (2021). «Индуцированное зондирование на основе активности: механистическое исследование обнаружения пирофосфата с помощью «гибкого» комплекса Fe-сален» . Границы неорганической химии . 8 (19): 4313–4323. дои : 10.1039/d1qi00209k . ПМЦ 8477187 . ПМИД 34603734 .
- ^ Белл, Р.Н. (1950). «Пирофосфаты натрия (дифосфаты натрия)». Неорганические синтезы . Неорганические синтезы. Том. 3. С. 98–101. дои : 10.1002/9780470132340.ch24 . ISBN 9780470132340 .
- ^ К.Майкл Хоган. 2011. Фосфат . Энциклопедия Земли. Ред. темы. Энди Йоргенсен. Главный редактор CJCleveland. Национальный совет по науке и окружающей среде. Вашингтон, округ Колумбия
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
- ^ Ван Вазер-младший, Гриффит Э.Дж., Маккалоу Дж.Ф. (январь 1955 г.). «Структура и свойства конденсированных фосфатов. VII. Гидролитическая деструкция пиро- и триполифосфатов». Дж. Ам. хим. Соц . 77 (2): 287–291. дои : 10.1021/ja01607a011 .
- ^ Jump up to: а б Хо AM, Джонсон MD, Кингсли DM (июль 2000 г.). «Роль гена ank мыши в контроле кальцификации тканей и артрита». Наука . 289 (5477): 265–70. Бибкод : 2000Sci...289..265H . дои : 10.1126/science.289.5477.265 . ПМИД 10894769 .
- ^ Jump up to: а б с Рутч Ф., Вайнганкар С., Джонсон К., Голдфайн И., Мэддукс Б., Шауэрте П., Калхофф Х., Сано К., Бойсверт В.А., Суперти-Фурга А., Теркельтауб Р. (февраль 2001 г.). «Дефицит нуклеозидтрифосфатпирофосфогидролазы PC-1 при идиопатической детской артериальной кальцификации» . Я Джей Патол . 158 (2): 543–54. дои : 10.1016/S0002-9440(10)63996-X . ПМК 1850320 . ПМИД 11159191 .
- ^ Райан Л.М., Козин Ф., Маккарти DJ (1979). «Количественное определение неорганического пирофосфата в плазме человека. I. Нормальные значения при остеоартрите и болезни отложения кристаллов дигидрата пирофосфата кальция». Ревмирующий артрит . 22 (8): 886–91. дои : 10.1002/арт.1780220812 . ПМИД 223577 .
- ^ Эберхард Брейтмайер (2006). «Геми- и монотерпены». Терпены: ароматизаторы, ароматизаторы, фармацевтика, феромоны . стр. 10–23 . дои : 10.1002/9783527609949.ch2 . ISBN 9783527609949 .
- ^ Кодекс Алиментариус 1А , 2-е изд., 1995 г., стр. 71, 82, 91.
- ^ DJ Jukes, Законодательство Великобритании о пищевых продуктах: краткое руководство , Elsevier, 2013, стр. 60–61
- ^ Рикардо А. Молинс, Фосфаты в продуктах питания , с. 115
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Шредер Х.К., Курц Л., Мюллер В.Е., Лоренц Б. (март 2000 г.). «Полифосфат в кости» (PDF) . Биохимия (Москва) . 65 (3): 296–303. ПМИД 10739471 . Архивировано из оригинала (PDF) 25 августа 2011 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с пирофосфатами, на Викискладе? - Пирофосфаты в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
