リンタングステン酸とは
リンタングステン酸 (英: Phosphotungstic acid) とは、タングステンのヘテロポリ酸である無機化合物です。
別名として、ホスホタングステン酸やタングストリン酸 (英: Tungstophosphoric acid) 、12-タングストリン酸 (英: 12-Tungstophosphoric acid) と呼ばれます。略称は、TPAまたはPTAです。
代表的な化合物として、ホスホ十二タングステン酸 (H3PW12O40) が挙げられます。
リンタングステン酸の使用用途
1. 合成反応触媒
リンタングステン酸は、リンモリブデン酸などの他のヘテロポリ酸と同様に、有機合成反応の触媒として利用されています。
400℃まで熱的に安定で、溶液中では均一触媒として、有機物の水和反応やエステル交換、重合反応に用いられます。また、アルミナやシリカなどの基材に担持された不均一系触媒としての使用も可能です。
酸触媒としての使用例を、以下に示します。
- プロペンから2-プロパノールを合成する際の加水分解における均一系触媒反応
- プリンス反応 (英: Prins reaction) における均一系触媒反応
- 2-プロパノールからプロペン、メタノールから炭化水素などの脱水反応における不均一系触媒反応
プリンス反応とは、カルボニル‐エン反応を指します。ルイス酸またはブレンステッド酸存在下、アルデヒドとアリル化合物を混合することで、ホモアリルアルコールを得る反応です。
2. 染色剤
リン酸の比色定量、および透過型電子顕微鏡による細胞のネガ染色にも用いられています。
3. たんぱく質の沈殿剤
リンタングステン酸は、極性タンパク質の沈殿剤として使用されます。グアニジノ基とε-アミノ基、イミダゾール基を持つたんぱく質を選択的に沈殿させることが可能です。
リンタングステン酸の性質
化学式はH3O40PW12で表され、分子量は2880.2です。CAS番号は1343-93-7で登録されています。
24水和物の融点は89°Cで、常温で白色または黄緑色の結晶〜結晶性粉末です。無臭で、100mlの水に200g溶けます。水の他にも、エタノールやジエチルエーテルに可溶です。高濃度の水溶液では、硫酸や過塩素酸よりも高い酸強度を有します。
リンタングステン酸の陰イオンは、12個のタングステン原子と酸素原子によって連結されたカゴからなる完全な四面体対称性の構造を持ちます。その四面体の中心にリン原子が配置されたものが基本構造です。
リンタングステン酸の種類
リンタングステン酸は、通常、水和物として販売されます。水和物の化学式は、H3O40PW12・nH2Oと表され、CAS登録番号は12501-23-4です。主に24水和物として単離されますが、乾燥されて6水和物を形成することもあります。
リンタングステン酸のその他情報
1. リンタングステン酸の製造法
リンタングステン酸は、タングステン酸ナトリウム二水和物 (Na2WO4・2H2O) と、塩酸で酸性化されたリン酸 (H3PO4) との反応によって調製できます。
2. 法規情報
リンタングステン酸は、以下の国内法令に指定されています。
- 労働安全衛生法
名称等を表示すべき危険物及び有害物 (法57条、施行令第18条) 、名称等を通知すべき危険物及び有害物 (法第57条の2、施行令第18条の2別表第9) No. 337 - 危険物船舶運送及び貯蔵規則
腐食性物質 (危規則第3条危険物告示別表第1) - 航空法
腐食性物質 (施行規則第194条危険物告示別表第1)
3. 取り扱い及び保管上の注意
取り扱い時の対策
取り扱う際は、保護手袋と保護衣、保護メガネを着用します。必要に応じて、粉塵マスクや保護面を使用してください。
火災の場合
熱分解で、刺激性で有毒なガスと蒸気を放出するおそれがあります。現場状況と周囲の環境に適した消火方法を取ってください。
保管する場合
リンタングステン酸水和物は、空気中で風解します。ガラス製の容器に密閉し、直射日光を避けて冷蔵庫内 (2～10℃) に保管してください。保管場所は施錠します。
参考文献
https://labchem-wako.fujifilm.com/sds/W01W0116-0243JGHEJP.pdf