焦磷酸盐

焦磷酸盐（）是焦磷酸的盐。焦磷酸盐又称二磷酸盐或双磷酸盐（）。在食品添加剂中，焦磷酸盐的代号是E450。除了正盐以外，也有一些焦磷酸的酸式盐存在，比如Na2H2P2O7。

历史 
在系列中，焦磷酸盐是第一个被发现的。

焦磷酸四乙酯的合成是由菲利普·克莱蒙在1854年法国科学院的一次会议中首次报告的，它是最早被合成的含有磷的乙酰胆碱酯酶抑制剂。

物理性质 
焦磷酸盐中都含有P2O74-离子，而各种盐中P-O-P键的键角也各不相同，分布在120°至180°之间。P-O-P键的键长也比离子末端的P-O键要长。下面列出部分数据：
 β-Mg2P2O7中P-O-P键键角为180°，键长为156pm，末端P-O键键长未知；
 α-Mg2P2O7中P-O-P键键角为144°，键长为157pm，末端P-O键键长为151pm；
 Na4P2O7中P-O-P键键角为127°，键长为163.6pm，末端P-O键键长为151.3pm；
 KAlP2O7中P-O-P键键角为125°，键长为160.7pm，末端P-O键键长为150.9pm。

化学性质 
通常情况下，焦磷酸盐在磷的含氧酸形成的盐中有着最大的溶解度；另外，它还是一种良好的络合剂（比如与钙离子或许多过渡金属离子配位）：
Cu2P2O7 + P2O74- = 2[CuP2O7]2-；
Mn2P2O7 + P2O74- = [Cu2(P2O7)2]4-。可以看出焦磷酸根过量时，难溶的焦磷酸盐又转化为配离子溶解。这些反应在化学工业上有许多用途，如可以用作无氰电镀。

制备 
焦磷酸盐最初是通过加热磷酸盐得到的（英文中的词头pyro来自于希腊语中的“火”）。将磷酸一氢盐加热至603-613K开始聚合，至773K可以制得焦磷酸盐：
2Na2HPO4 = Na4P2O7 + H2O
但此反应不能在玻璃容器中进行，因为焦磷酸钠能够腐蚀二氧化硅。

含铵的磷酸盐加热也可制得一些二价金属的焦磷酸盐：
2NH4NiPO4·6H2O = Ni2P2O7 + 2NH3 + 13H2O

工业用途 
焦磷酸盐在工业上常被用作食品添加剂。实验表明焦磷酸盐能够对肉类食物的肌肉蛋白起到保水作用，其原理是焦磷酸盐增大了蛋白质的离子强度，使得其离子排斥作用增强，蛋白之间空间增加。焦磷酸盐还能明显地改善猪肉丸的破裂特性、硬度等特点，并减小其蒸煮损失。焦磷酸二氢二钠可以用作食品改良剂。

生物化学用途 

焦磷酸盐在生物化学中有非常重要的地位。细胞中的ATP水解为AMP时生成了P2O74-离子（简写为PPi）：
ATP → AMP + PPi

例如，当聚合酶正在把核苷酸聚合成DNA或是RNA链时，就会生成焦磷酸根离子（PPi）。焦磷酸解是指DNA聚合反应的逆反应，即焦磷酸根与dNMP反应，把寡核苷酸转化为对应的三磷酸（从DNA中释放dNTP，从RNA中释放NTP）。

P2O74-离子在水溶液中不稳定，会水解为磷酸一氢根：
P2O74- + H2O → 2 HPO42-
或简记为：
PPi + H2O → 2 Pi

没有酶催化时，除非在高浓度酸性介质中，否则含有多磷酸结构的物质，例如焦磷酸、三磷酸、ADP和ATP的水解一般进行得非常缓慢。

将ATP水解为没有生物活性的AMP和PPi的反应是不可逆的，这个反应体现了这类生物化学水解的不可逆性。

在关节液、血浆以及尿液中有许多PPi来防止钙化，且在细胞外液（ECF）中能够抑制羟基磷灰石的形成。细胞会引导其内部的PPi进入细胞外液。

是一个无酶催化的生物质膜，能够保持细胞外PPi的浓度。这项功能若有缺陷，会导致PPi的细胞外浓度过低以及细胞内浓度过高。（ENPP1）也能提高细胞外PPi浓度。

从的角度来看，ATP水解成为AMP和PPi需要断裂两根高能磷酸键，同理将AMP重组为ATP需要两个磷酸化反应：
AMP + ATP → 2 ADP
2 ADP + 2 Pi → 2 ATP

参见 

 单磷酸腺苷
 二磷酸腺苷
 三磷酸腺苷
 ATP酶
 
 三磷酸腺苷合酶
 生物化学
 骨骼
 焦磷酸钙
 
 催化
 DNA
 
 无机焦磷酸酶
 核苷三磷酸
 核苷酸
 磷酸酯
 氧化磷酸化
 磷酸盐
 磷酸
 
 RNA
 焦磷酸钠
 磷酸二氢钙
 硫胺素焦磷酸
 牙齿
 焦磷酸锌

参考文献

拓展阅读

外部链接 

 

按阴离子分类的化合物
焦磷酸盐
膳食矿物质
分子生物学