リンモリブデン酸とは
リンモリブデン酸 (phosphomolybdic acid, PMA) とは、リン、モリブデンおよび酸素原子で構成されるヘテロポリ酸の総称です。
化学式はH3[PMo12O40]で表されます。ホスホ十二モリブデン酸三水素が代表的な化合物です。別名、モリブドリン酸とも呼ばれます。
リンモリブデン酸は、オキソ酸基のまわりに他のイソポリ酸が縮合した構造をしています。リンモリブデン酸は、水やエタノールに可溶な性質を持つ黄色の結晶です。また、酸性環境下で安定することも特徴として挙げられます。
リンモリブデン酸は、労働安全衛生法にて、「名称等を表示すべき危険物及び有害物」「名称等を通知すべき危険物及び有害物」、化学物質排出把握管理促進法にて「第1種指定化学物質」にそれぞれ指定されており、取り扱いには注意が必要です。
リンモリブデン酸の使用用途
リンモリブデン酸は、そのユニークな性質からさまざまな分野で使用されています。
1. 有機化学分野
有機化学分野では、エステル化反応や水和反応、酸化反応など、さまざまな有機反応の触媒として使用されます。また、薄層クロマトグラフィー (TLC) の染色剤として、有機化合物の検出に使用されます。
2. 分析化学分野
分析化学分野では、アルカロイドと反応して沈殿を生じるため、検出試薬として用いられます。通常、リンモリブデン酸の1 %のエタノール溶液として用いられ、ゾンネンシャイン試薬と呼ばれます。
さらに、リンモリブデン酸は、アンモニア・アミン・タンパク質類と沈殿をつくるといった性質をもつため、これらの検出試薬として有用です。また、リンタングステン酸と共に酸性溶液に溶解することで、フェノール試薬として用いられます。
この試薬はタンパク質を定量するLowry法で用いられており、アルカリ性で、タンパク質中のチロシン・トリプトファン・システインと反応して青色に変化します。
リンモリブデン酸の性質
リンモリブデン酸は黄色の結晶で、水や極性有機溶媒によく溶けます。化学式はH3[PMo12O40]で表され、分子量は1825.25です。
リンモリブデン酸はpKaが約1の強酸であり、また、強力な酸化剤でもあります。共役不飽和化合物によって還元され、青色のモリブデンブルーが生成します。
この反応を利用して、リンモリブデン酸は薄層クロマトグラフィー (TLC) の染色剤として使用され、フェノール、炭化水素、アルカロイド、ステロイドなどを検出することが可能です。このとき、反応相手となる分子の二重結合の数が多いほど、色が濃くなることが知られています。
リンモリブデン酸の構造
ホスホモリブデン酸は、中央のモリブデン原子を12個の酸素原子で取り囲んだポリオキソメタレート化合物です。このとき、モリブデン原子は4つの酸素原子と配位し、残りの酸素原子はケギン構造を形成しています。
リンモリブデン酸のその他情報
リンモリブデン酸の製造方法
リンモリブデン酸は、複数の方法で製造されています。その中でも一般的な方法は、酸化 モリブデン (Ⅳ) とリン酸を用いる反応です。
酸化モリブデン (Ⅳ) とリン酸を水溶液中で反応させると、リンモリブデン酸が生成します。このとき、トリブチルアミンなどのドナー性分子を添加すると、副生生物を抑制し、収率を高めることができます。抽出精製に用いられる溶媒は、ジエチルエーテルが一般的です。
かつては、モリブデン酸ナトリウムとリン酸を水溶液中で酸性化し、エーテル抽出によって得る方法が長く利用されていました。しかし、この方法ではナトリウムの除去が必要になります。煩雑な操作が伴うため、現在では一般的ではありません。
参考文献
https://anzeninfo.mhlw.go.jp/anzen/gmsds/12026-57-2.html