피로인산
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
피로인산은 화학식 H₄P₂O₇을 갖는 무기산이다. 피로인산나트륨을 이온 교환하거나 피로인산 납을 황화 수소로 처리하여 제조할 수 있으며, 인산과 염화포스포릴의 반응으로도 얻을 수 있다. 피로인산은 용융 시 인산, 피로인산 및 폴리인산의 평형 혼합물을 형성하며, 수용액에서는 가수분해되어 인산으로 변환된다. 또한, 뉴클레오사이드 삼인산에서 고에너지 인산 결합을 형성하며, DNA 합성 시 부산물로 생성된다. 1827년 클라크에 의해 처음 발견되었다.
더 읽어볼만한 페이지
- 인의 산소산 - 인산
인산은 화학식 H₃PO₄를 가지며, 인광석을 이용한 습식 또는 건식 공정으로 생산되어 비료, 식품 첨가물, 세제, 의약품, 금속 처리 등 다양한 산업 분야에 사용되는 인 화합물이다. - 인의 산소산 - 아인산
아인산(H₃PO₃)은 화학식 HPO(OH)₂로 표현되는 무기산으로, 두 가지 호변이성질체로 존재하며, 삼염화인의 가수분해 등으로 생산되고 이염기산 및 강한 환원제로 작용하며, PVC 안정제 생산 등 다양한 산업 분야에서 사용되고 특정 금속과 리간드로서 배위 결합을 형성한다. - 산 무수물 - 이산화 탄소
이산화탄소(CO₂)는 탄소 원자 하나와 산소 원자 두 개로 이루어진 무색·무취의 기체로, 드라이아이스로 승화하며, 탄산 형성, 연소, 호흡, 광합성 등 다양한 과정에서 발생하고, 산업적으로 널리 사용되지만 지구 온난화의 주요 원인이자 고농도에서 인체에 유독한 물질이다. - 산 무수물 - 삼산화 이질소
삼산화 이질소는 질소 산화물 중 하나로 질소의 산화수가 +3인 화합물이며, 저온에서 일산화 질소와 이산화 질소를 혼합하여 얻을 수 있고, 액체 상태에서는 진한 청색을 띠며, 고온에서는 분해되고 물에 녹으면 아질산으로 가수분해되는 특징을 가진 평면형 구조의 화합물이다. - 인(V) 화합물 - 인산
인산은 화학식 H₃PO₄를 가지며, 인광석을 이용한 습식 또는 건식 공정으로 생산되어 비료, 식품 첨가물, 세제, 의약품, 금속 처리 등 다양한 산업 분야에 사용되는 인 화합물이다. - 인(V) 화합물 - 삼인산
| 피로인산 | |
|---|---|
| 화학 구조 | |
 | |
| |
| 명명법 | |
| IUPAC 이름 | 다이인산 |
| 다른 이름 | 피로인산 포스포노인산 포스포노 다이수소인산 |
| 식별 정보 | |
| IUPHAR 리간드 | 3151 |
| CAS 등록번호 | 2466-09-3 |
| ChEBI | 29888 |
| ChEMBL | 1160571 |
| ChemSpider ID | 996 |
| DrugBank | DB04160 |
| EC 번호 | 219-574-0 |
| Gmelin | 82619 |
| KEGG | C00013 |
| PubChem | 1023 |
| UNII | 4E862E7GRQ |
| InChI | 1/H4O7P2/c1-8(2,3)7-9(4,5)6/h(H2,1,2,3)(H2,4,5,6) |
| InChIKey | XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYAX |
| 표준 InChI | 1S/H4O7P2/c1-8(2,3)7-9(4,5)6/h(H2,1,2,3)(H2,4,5,6) |
| 표준 InChIKey | XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N |
| SMILES | O=P(O)(O)OP(=O)(O)O |
| 성질 | |
| 화학식 | H4P2O7 |
| 몰 질량 | 177.97 g/mol |
| 녹는점 | 71.5 °C |
| 용해도 | 매우 잘 용해됨 |
| 기타 용해도 | 알코올에 매우 잘 용해됨 에터에 매우 잘 용해됨 |
| 짝염기 | 피로인산염 |
| 위험성 | |
| GHS 그림 문자 | |
| GHS 신호어 | 위험 |
2. 제조
피로인산은 피로인산 나트륨을 이온 교환하거나 피로인산 납을 황화 수소로 처리하여 제조할 수 있다. 인산의 탈수로는 피로인산을 직접 제조할 수 없으며, 인산과 염화포스포릴의 반응 등 다른 반응의 생성물 중 하나로 만들어진다.[1]
2. 1. 이온 교환
피로인산은 피로인산 나트륨을 이온 교환하거나 피로인산 납을 황화 수소로 처리하여 제조할 수 있다.[2] 인산과 염화포스포릴의 반응으로도 제조할 수 있다.[1]오르토인산에서 물을 끓여서는 순수한 피로인산을 얻을 수 없고, 오르토인산, 피로인산 및 폴리인산의 혼합물이 생성된다. 피로인산의 최대 농도는 50% 미만이다.[3]
2. 2. 황화 수소 처리
피로인산은 피로인산 나트륨을 이온 교환하거나 피로인산 납을 황화 수소로 처리하여 제조할 수 있다.[2] 피로인산은 인산의 탈수에 의해 제조되지 않으며, 생성물 중 하나로만 생산된다.[1]2. 3. 인산과 염화포스포릴 반응
인산과 염화포스포릴의 반응으로 피로인산을 제조할 수 있다.[1]: 5 H3PO4 + POCl3 → 3 H4P2O7 + 3 HCl
피로인산 나트륨으로부터 이온 교환 또는 피로인산 납을 황화 수소로 처리하여 제조할 수도 있다.[2]
2. 4. 인산 탈수 반응 (주의)
피로인산은 인산의 탈수에 의해 직접 제조되지는 않는다. 대신 피로인산은 여러 반응의 생성물 중 하나로 생성된다.인산과 염화포스포릴(phosphoryl chloride)의 반응으로 피로인산을 제조할 수 있다.[1]
::
피로인산나트륨으로부터 이온 교환 또는 피로인산납을 황화 수소로 처리하여 제조할 수도 있다.[2]
오르토인산에서 물을 끓여도 순수한 피로인산으로 탈수되지 않고, 오르토인산, 피로인산 및 폴리인산의 혼합물이 생성된다. 피로인산의 최대 농도는 50% 미만이며, 순수한 피로인산이 될 시점보다 약간 전에 발생한다.[3]
3. 반응
피로인산은 다양한 화학 반응에 참여한다. 주요 반응으로는 산-염기 반응, 가수분해 반응, 평형 혼합물 형성이 있다.
피로인산은 중간 정도의 강한 무기산으로, 네 개의 pKa 값을 가지는 사양성자산이다.[4] 물에 녹으면 인산으로 가수분해된다.[5] 또한, 용융되면 인산, 피로인산, 폴리인산의 평형 혼합물을 빠르게 형성한다.[8]
3. 1. 산-염기 반응
용융되면 피로인산은 인산, 피로인산 및 폴리인산의 평형 혼합물을 빠르게 형성한다. 피로인산의 중량 %는 약 40%이며 용융물로부터 재결정화하기는 어렵다. 수용액에서 피로인산은 모든 폴리인산과 마찬가지로 가수분해되고, 결국 인산, 피로인산 및 폴리인산 간에 평형이 형성된다.[8]: H4P2O7 + H2O 2H3PO4
피로인산은 중간 정도의 강한 무기산이다. 피로인산은 네 개의 pKa 값을 가지는 사양성자산이다.[4]
| 반응식 | pKa |
|---|---|
| 0.85 | |
| 1.96 | |
| 6.60 | |
| 9.41 |
pKa 값은 별개의 인산기에서 탈양성자가 일어나기 때문에 두 개의 서로 다른 범위에 나타난다. 인산의 pKa 값(2.14, 7.20, 12.37)과 비교해 보면 알 수 있다.
생리적 pH에서는 피로인산이 이중 및 단일 양성자화 형태의 혼합물로 존재한다.
피로인산은 용융될 때 인산, 피로인산 및 다인산의 평형 혼합물로 빠르게 전환된다. 피로인산의 중량 백분율은 약 40%이며 용융물에서 재결정화하기 어렵다.
차가운 물에서도 피로인산은 인산으로 가수분해된다. 모든 다인산은 유사하게 작용한다.[5]
:
3. 2. 가수분해 반응
용융되면 피로인산은 인산, 피로인산 및 폴리인산의 평형 혼합물을 빠르게 형성한다. 피로인산의 중량 %는 약 40%이며 용융물로부터 재결정화하기는 어렵다. 수용액에서 피로인산은 모든 폴리인산과 마찬가지로 가수분해되고, 결국 인산, 피로인산 및 폴리인산 간에 평형이 형성된다.[8]: H4P2O7 + H2O 2H3PO4
차가운 물에서도 피로인산은 인산으로 가수분해된다. 모든 다인산은 유사하게 작용한다.[5]
뉴클레오사이드삼인산에서 두 인산 사이의 결합은 고에너지 인산결합이라고 하며, 높은 결합 에너지를 갖는다. 이 가수분해 반응에서 발생하는 에너지를 이용하여 액포막을 통한 프로톤 수송이나, 해당 과정에서 프럭토스-6-인산의 인산화가 일어난다.
DNA 합성 시 부산물로 생성되지만, 이 이인산은 즉시 가수분해되기 때문에, 합성 중 역반응(분해)이 일어나지 않도록 되어 있다.
3. 3. 평형 혼합물 형성
용융되면 피로인산은 인산, 피로인산 및 폴리인산의 평형 혼합물을 빠르게 형성한다. 피로인산의 중량 %는 약 40%이며 용융물로부터 재결정화하기는 어렵다. 수용액에서 피로인산은 모든 폴리인산과 마찬가지로 가수분해되고, 결국 인산, 피로인산 및 폴리인산 간에 평형이 형성된다.[8]: H4P2O7 + H2O 2H3PO4
차가운 물에서도 피로인산은 인산으로 가수분해된다. 모든 다인산은 유사하게 작용한다.[5]
: H4P2O7 + H2O → 2 H3PO4
4. 생화학적 의의
뉴클레오사이드삼인산에서 두 인산 사이의 결합은 고에너지 인산결합이라고 하며, 높은 결합 에너지를 갖는다. 이 가수분해 반응에서 발생하는 에너지를 이용하여 액포막을 통한 프로톤 수송이나, 해당 과정에서 프럭토스-6-인산의 인산화가 일어난다.
DNA 합성 시 부산물로 피로인산이 생성되지만, 이 피로인산은 즉시 가수분해되기 때문에 합성 중 역반응(분해)이 일어나지 않도록 되어 있다.
4. 1. 고에너지 인산 결합
뉴클레오사이드삼인산에서 두 인산 사이의 결합은 고에너지 인산결합이라고 하며, 높은 결합 에너지를 갖는다. 이 가수분해 반응에서 발생하는 에너지를 이용하여 액포막을 통한 프로톤 수송이나, 해당 과정에서 프럭토스-6-인산의 인산화가 일어난다.DNA 합성 시 부산물로 생성되지만, 이 이인산은 즉시 가수분해되기 때문에, 합성 중 역반응(분해)이 일어나지 않도록 되어 있다.
4. 2. DNA 합성
DNA 합성 시 부산물로 피로인산이 생성되지만, 이 피로인산은 즉시 가수분해되기 때문에 합성 중 역반응(분해)이 일어나지 않도록 되어 있다.[1]5. 안정성
6. 역사
1827년 글래스고의 클라크(Mr. Clarke of Glasgow)는 인산 나트륨 염을 적색 열로 가열한 후 피로인산을 발견하고 피로인산이라는 이름을 붙였다.[7][10] 인산을 적열로 가열하면 피로인산이 생성되고, 이는 뜨거운 물에 의해 쉽게 인산으로 전환되는 것으로 밝혀졌다.[7][10]
참조
[1]
서적
Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed.
Academic Press
[2]
서적
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry
[3]
서적
Phosphoric Acid and its Interactions with Polybenzimidazole-Type Polymers
http://link.springer[...]
Springer International Publishing
2023-02-11
[4]
학술지
Induced fit activity-based sensing: A mechanistic study of pyrophosphate detection with a "flexible" Fe-salen complex
[5]
서적
Studies in inorganic Chemistry vol. 20
Elsevier Science B.V.
1995
[6]
웹사이트
Material Safety Data Sheet: Pyrophosphoric acid MSDS
http://www.sciencela[...]
[7]
서적
A Manual of Chemistry: Containing a Condensed View of the Present State of the Science, with Copious References to More Extensive Treatises, Original Papers, Etc
https://books.google[...]
E.W & C Skinner
2015-01-30
[8]
서적
Studies in inorganic Chemistry vol. 20
Elsevier Science B.V.
1995
[9]
웹사이트
Material Safety Data Sheet: Pyrophosphoric acid MSDS
http://www.sciencela[...]
2016-03-03
[10]
서적
A Manual of Chemistry: Containing a Condensed View of the Present State of the Science, with Copious References to More Extensive Treatises, Original Papers, Etc
https://books.google[...]
E.W & C Skinner
2015-01-30
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com