Полифосфаты

Структура трифосфат-иона

Полифосфаты - это продукты конденсации солей ортофосфорной кислоты (H 3 PO 4 ) с общей эмпирической формулой M ' n + 2 P n O 3n + 1 и структурой

M ′ - O– [P (OM ′) (O) –O] n –M ′

(M ′ = одновалентный металл).

Полифосфаты также очень часто включают короткоцепочечные (т.е. фактически олиго ) фосфаты. Циклические полимеры называют метафосфатами . Степень полимеризации может быть несколько тысяч.

Примеры

с n = 3: аденозинтрифосфат (АТФ), пентасатрийтрифосфат Na 5 P 3 O 10

при n = от 15 до 20: (NaPO 3 ) n ; часто носит фактически неверное название гексаметафосфат натрия .

n = от сотен до тысяч: Volutin (стабилизированный Ca 2+ , Mg 2+ ) у прокариот и Acidocalcisomen у одноклеточных организмов - эукариот .

Примеры с высокой молекулярной массой неразветвленных полифосфаты общей формулы Na 2 H 2 P н O 3n + 1 являются соли Грэхема , соль Мадрелла и соль Куррола . Соль Грэма образуется в виде прозрачной, прозрачной, гигроскопичной, стекловидной массы, когда дигидрофосфат натрия нагревают до температуры выше 600 ° C, а затем расплав резко охлаждают. При 580 ° C превращается в соль Куррола. Это также происходит, когда дигидрофосфат натрия нагревают до температуры выше 600 ° C, а затем расплаву дают медленно остыть. Когда дигидрофосфат натрия нагревают до 250 ° C или путем темперирования соли Куррола при 380 ° C, соль Мадрелла получается в виде кристаллического линейного полифосфата. Структура соли Мэддрелла состоит из линейных спиральных тетраэдров PO 4. Название соли Мэддрелла происходит от Роберта Мэддрелла, описавшего длинноцепочечные полифосфаты в 1886 году.

использовать

(NaPO 3 ) 15–20 ранее был основным компонентом (помимо метафосфатов) Calgon ™, продукта для смягчения воды для бытовой техники. Это химическое вещество также известно как гексаметафосфат . Слог «гекса» предполагает шесть субъединиц, но это не отражается ни в молекулярной формуле, ни в структуре молекулы.

Полифосфаты в пищевой промышленности используются в качестве хелатирующих агентов , кислотных буферов , эмульгирующих солей , укрепляющих агентов и стабилизаторов .

Натрий, калий, натрий, кальций и полифосфат кальция одобрены в ЕС в качестве пищевых добавок под номером E 452 для определенных продуктов, каждая из которых имеет свои ограничения по максимальному количеству. Согласно Постановлению об одобрении добавок , это - в основном единообразные для большинства одобренных фосфатов - индивидуальные спецификации для широкого диапазона с множеством различных типов пищевых продуктов. Максимально допустимые количества варьируются от 0,5 до, как правило, от 5 до 50 граммов на килограмм (в сливках для торговых автоматов) или при отсутствии фиксированного лимита ( квантовое удовлетворение - по мере необходимости, для пищевых добавок). Предполагается, что фосфор вызывает гиперактивность , аллергические реакции и остеопороз . Допустимая суточная доза 70 мг на килограмм веса тела была установлена для общего количества фосфорной кислоты и фосфатов внутрь.

Биологические функции

Все эукариотические и прокариотические клетки содержат полифосфаты. У бактерий и дрожжей полимеры используются для хранения энергии и накапливаются в ацидокальцисомах. Тромбоциты содержат гомологичные структуры, накапливающие полифосфаты, так называемые плотные гранулы , которые богаты полифосфатами. Активация тромбоцитов приводит к секреции полимеров, которые затем запускают образование фибрина и высвобождение медиатора воспаления брадикинина посредством активации фактора свертывания крови XII ( фактор Хагемана , FXII) и, таким образом, обладают прокоагулянтным и провоспалительным действием.

характеристики

Молекулы полифосфатов лабильны. Гидролиз проводят повышение температуры (до 60-70 ° С) понижение рН (до рН 3,5-4), присутствие катионов , или за счет повышения ионной силы , в которых они передавших среды.

литература

  • Мюллер и др., Полифосфаты тромбоцитов являются провоспалительными и прокоагулянтными медиаторами in vivo , Cell 139 (6): 1143-56; DOI : 10.1016 / j.cell.2009.11.001 .
  • NJ Mutch: полифосфат как гемостатический модулятор. В: Труды Биохимического общества. Том 44, номер 1, февраль 2016, стр 18-24. Дои : 10,1042 / BST20150207 , PMID 26862183 .
  • Ангелова П.Р., Баев А.Ю., Бережнов А.В., Абрамов А.Ю. Роль неорганического полифосфата в клетках млекопитающих: от передачи сигналов и метаболизма митохондрий до гибели клеток. В: Труды Биохимического общества. Том 44, Номер 1, февраль 2016, стр 40-45,. Дои : 10,1042 / BST20150223 , PMID 26862186 .
  • Н. Ландер, К. Кордейро, Г. Хуанг, Р. Докампо: полифосфаты и ацидокальцисомы. В: Труды Биохимического общества. Том 44, номер 1, февраль 2016, стр 1-6. Дои : 10,1042 / BST20150193 , PMID 26862180 .

Индивидуальные доказательства

  1. ^ Джозеф В. Ленгелер, Г. Древс, Ганс Гюнтер Шлегель: Биология прокариот . Thieme, Штутгарт 1999, ISBN 3-13-108411-1 , стр. 156 .
  2. ↑ Докампо Р., Ульрих П., Морено С.Н.: Эволюция ацидокальцисом и их роль в хранении полифосфатов и осморегуляции у эукариотических микробов . В: Философские труды Лондонского королевского общества, B, биологические науки . 365, No. 1541, март 2010 г., стр. 775-84. DOI : 10.1098 / rstb.2009.0179 . PMID 20124344 .
  3. ^ Нильс Виберг : Учебник Холлемана-Виберга по неорганической химии . 102-е издание. Walter de Gruyter & Co , Берлин, Нью-Йорк, ISBN 978-3-11-017770-1 , стр. 807 .
  4. ↑ Acta Crist. (1963). 16, 428 О структуре соли Мэддрелла из Института неорганической химии им. К. Х. Йоста Института наук, Берлин, Адлерсхоф, Германия, доступ http://scripts.iucr.org/cgi-bin/paper?S0365110X63001109 Звоните 2021-01 -14
  5. ↑ Мемуары и материалы Лондонского химического общества за 1845-1848 гг., Составлено Химическим обществом (Великобритания), стр. 273-280 Статья Дек. 7 1886 CLXXX Метафосфаты Роберта Мэддрелла Эсквайр. Получено с https://play.google.com/books/reader?id=yrFJAQAAMAAJ&hl=de&pg=GBS.PA7.