<p><b>焦磷酸鹽</b>（英語：<span lang="en">Pyrophosphate</span>）是焦磷酸的鹽。焦磷酸鹽又稱<b>二磷酸鹽</b>或<b>雙磷酸鹽</b>（英語：<span lang="en">Diphosphate</span>）。在食品添加劑中，焦磷酸鹽的代號是E450。除了正鹽以外，也有一些焦磷酸的酸式鹽存在，比如Na<sub>2</sub>H<sub>2</sub>P<sub>2</sub>O<sub>7</sub>。
</p>


<h2><span id=".E5.8E.86.E5.8F.B2"></span><span id="历史">歷史</span></h2>
<p>在<span data-orig-title="多磷酸盐" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="polyphosphate"><span>多磷酸鹽</span></span>系列中，焦磷酸鹽是第一個被發現的。
</p><p>焦磷酸四乙酯的合成是由菲利普·克萊蒙在1854年法國科學院的一次會議中首次報告的，它是最早被合成的含有磷的乙醯膽鹼酯酶抑制劑。
</p>
<h2><span id=".E7.89.A9.E7.90.86.E6.80.A7.E8.B4.A8"></span><span id="物理性质">物理性質</span></h2>
<p>焦磷酸鹽中都含有P<sub>2</sub>O<sub>7</sub><sup>4-</sup>離子，而各種鹽中P-O-P鍵的鍵角也各不相同，分布在120°至180°之間。P-O-P鍵的鍵長也比離子末端的P-O鍵要長。下面列出部分數據：
</p>
<ul><li>β-Mg<sub>2</sub>P<sub>2</sub>O<sub>7</sub>中P-O-P鍵鍵角為180°，鍵長為156pm，末端P-O鍵鍵長未知；</li>
<li>α-Mg<sub>2</sub>P<sub>2</sub>O<sub>7</sub>中P-O-P鍵鍵角為144°，鍵長為157pm，末端P-O鍵鍵長為151pm；</li>
<li>Na<sub>4</sub>P<sub>2</sub>O<sub>7</sub>中P-O-P鍵鍵角為127°，鍵長為163.6pm，末端P-O鍵鍵長為151.3pm；</li>
<li>KAlP<sub>2</sub>O<sub>7</sub>中P-O-P鍵鍵角為125°，鍵長為160.7pm，末端P-O鍵鍵長為150.9pm。</li></ul><h2><span id=".E5.8C.96.E5.AD.A6.E6.80.A7.E8.B4.A8"></span><span id="化学性质">化學性質</span></h2>
<p>通常情況下，焦磷酸鹽在磷的含氧酸形成的鹽中有著最大的溶解度；另外，它還是一種良好的絡合劑（比如與鈣離子或許多過渡金屬離子配位）：
</p>
<dl><dd>Cu<sub>2</sub>P<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + P<sub>2</sub>O<sub>7</sub><sup>4-</sup> = 2[CuP<sub>2</sub>O<sub>7</sub>]<sup>2-</sup>；</dd>
<dd>Mn<sub>2</sub>P<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + P<sub>2</sub>O<sub>7</sub><sup>4-</sup> = [Cu<sub>2</sub>(P<sub>2</sub>O<sub>7</sub>)<sub>2</sub>]<sup>4-</sup>。可以看出焦磷酸根過量時，難溶的焦磷酸鹽又轉化為配離子溶解。這些反應在化學工業上有許多用途，如可以用作無氰電鍍。</dd></dl><h3><span id=".E5.88.B6.E5.A4.87"></span><span id="制备">製備</span></h3>
<p>焦磷酸鹽最初是通過加熱磷酸鹽得到的（英文中的詞頭pyro來自於希臘語中的「火」）。將磷酸一氫鹽加熱至603-613K開始聚合，至773K可以製得焦磷酸鹽：
</p>
<dl><dd>2Na<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub> = Na<sub>4</sub>P<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + H<sub>2</sub>O</dd></dl><p>但此反應不能在玻璃容器中進行，因為焦磷酸鈉能夠腐蝕二氧化矽。
</p><p>含銨的磷酸鹽加熱也可製得一些二價金屬的焦磷酸鹽：
</p>
<dl><dd>2NH<sub>4</sub>NiPO<sub>4</sub>·6H<sub>2</sub>O = Ni<sub>2</sub>P<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + 2NH<sub>3</sub> + 13H<sub>2</sub>O</dd></dl><h2><span id=".E5.B7.A5.E4.B8.9A.E7.94.A8.E9.80.94"></span><span id="工业用途">工業用途</span></h2>
<p>焦磷酸鹽在工業上常被用作食品添加劑。實驗表明焦磷酸鹽能夠對肉類食物的肌肉蛋白起到保水作用，其原理是焦磷酸鹽增大了蛋白質的離子強度，使得其離子排斥作用增強，蛋白之間空間增加。焦磷酸鹽還能明顯地改善豬肉丸的破裂特性、硬度等特點，並減小其蒸煮損失。焦磷酸二氫二鈉可以用作食品改良劑。
</p>
<h2><span id=".E7.94.9F.E7.89.A9.E5.8C.96.E5.AD.A6.E7.94.A8.E9.80.94"></span><span id="生物化学用途">生物化學用途</span></h2>

<p>焦磷酸鹽在生物化學中有非常重要的地位。細胞中的ATP水解為AMP時生成了P<sub>2</sub>O<sub>7</sub><sup>4-</sup>離子（簡寫為PP<sub>i</sub>）：
</p>
<dl><dd>ATP → AMP + PP<sub>i</sub></dd></dl><p>例如，當聚合酶正在把核苷酸聚合成DNA或是RNA鏈時，就會生成焦磷酸根離子（PP<sub>i</sub>）。焦磷酸解是指DNA聚合反應的逆反應，即焦磷酸根與dNMP反應，把寡核苷酸轉化為對應的三磷酸（從DNA中釋放dNTP，從RNA中釋放NTP）。
</p><p>P<sub>2</sub>O<sub>7</sub><sup>4-</sup>離子在水溶液中不穩定，會水解為磷酸一氫根：
</p>
<dl><dd>P<sub>2</sub>O<sub>7</sub><sup>4-</sup> + H<sub>2</sub>O → 2 HPO<sub>4</sub><sup>2-</sup></dd></dl><p>或簡記為：
</p>
<dl><dd>PP<sub>i</sub> + H<sub>2</sub>O → 2 P<sub>i</sub></dd></dl><p>沒有酶催化時，除非在高濃度酸性介質中，否則含有多磷酸結構的物質，例如焦磷酸、三磷酸、ADP和ATP的水解一般進行得非常緩慢。
</p><p>將ATP水解為沒有生物活性的AMP和PP<sub>i</sub>的反應是不可逆的，這個反應體現了這類生物化學水解的不可逆性。
</p><p>在關節液、血漿以及尿液中有許多PP<sub>i</sub>來防止鈣化，且在細胞外液（ECF）中能夠抑制羥基磷灰石的形成。細胞會引導其內部的PP<sub>i</sub>進入細胞外液。
</p><p><span data-orig-title="ANKH" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="ANKH"><span>ANKH</span></span>是一個無酶催化的生物質膜，能夠保持細胞外PP<sub>i</sub>的濃度。這項功能若有缺陷，會導致PP<sub>i</sub>的細胞外濃度過低以及細胞內濃度過高。<span data-orig-title="核苷酸内焦磷酸酶/磷酸二酯酶1抗体" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="Ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase 1"><span>核苷酸內焦磷酸酶/磷酸二酯酶1抗體</span></span>（ENPP1）也能提高細胞外PP<sub>i</sub>濃度。
</p><p>從<span data-orig-title="高能磷酸盐" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="High-energy phosphate"><span>高能磷酸鹽</span></span>的角度來看，ATP水解成為AMP和PP<sub>i</sub>需要斷裂兩根高能磷酸鍵，同理將AMP重組為ATP需要兩個磷酸化反應：
</p>
<dl><dd>AMP + ATP → 2 ADP</dd>
<dd>2 ADP + 2 P<sub>i</sub> → 2 ATP</dd></dl><h2><span id=".E5.8F.82.E8.A7.81"></span><span id="参见">參見</span></h2>

<h2><span id=".E5.8F.82.E8.80.83.E6.96.87.E7.8C.AE"></span><span id="参考文献">參考文獻</span></h2>

<h2><span id=".E6.8B.93.E5.B1.95.E9.98.85.E8.AF.BB"></span><span id="拓展阅读">拓展閱讀</span></h2>
<ul><li><cite class="citation journal">Schröder HC, Kurz L, Muller WEG, Lorenz B. Polyphosphate in bone <span>(PDF)</span>. Biochemistry (Moscow). Mar 2000, <b>65</b> (3): 296–303. （原始內容 <span>(PDF)</span>存檔於2011-08-25）.</cite><span title="ctx_ver=Z39.88-2004&amp;rfr_id=info%3Asid%2Fzh.wikipedia.org%3A%E7%84%A6%E7%A3%B7%E9%85%B8%E7%9B%90&amp;rft.atitle=Polyphosphate+in+bone&amp;rft.au=Schr%C3%B6der+HC%2C+Kurz+L%2C+Muller+WEG%2C+Lorenz+B&amp;rft.date=2000-03&amp;rft.genre=article&amp;rft.issue=3&amp;rft.jtitle=Biochemistry+%28Moscow%29.&amp;rft.pages=296-303&amp;rft.volume=65&amp;rft_id=http%3A%2F%2Fprotein.bio.msu.su%2Fbiokhimiya%2Fcontents%2Fv65%2Fpdf%2Fbcm_0296.pdf&amp;rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal"><span> </span></span></li></ul><h2><span id=".E5.A4.96.E9.83.A8.E9.93.BE.E6.8E.A5"></span><span id="外部链接">外部連結</span></h2>
<ul><li>醫學主題詞表（MeSH）：<i>焦磷酸鹽</i></li></ul><!-- 
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**焦磷酸鹽**（英語：Pyrophosphate）是焦磷酸的鹽。焦磷酸鹽又稱**二磷酸鹽**或**雙磷酸鹽**（英語：Diphosphate）。在食品添加劑中，焦磷酸鹽的代號是 E450。除了正鹽以外，也有一些焦磷酸的酸式鹽存在，比如 Na2H2P2O7。

## 歷史

在多磷酸鹽系列中，焦磷酸鹽是第一個被發現的。

焦磷酸四乙酯的合成是由菲利普・克萊蒙在 1854 年法國科學院的一次會議中首次報告的，它是最早被合成的含有磷的乙醯膽鹼酯酶抑制劑。

## 物理性質

焦磷酸鹽中都含有 P2O74-離子，而各種鹽中 P-O-P 鍵的鍵角也各不相同，分布在 120° 至 180° 之間。P-O-P 鍵的鍵長也比離子末端的 P-O 鍵要長。下面列出部分數據：

* β-Mg2P2O7 中 P-O-P 鍵鍵角為 180°，鍵長為 156pm，末端 P-O 鍵鍵長未知；
* α-Mg2P2O7 中 P-O-P 鍵鍵角為 144°，鍵長為 157pm，末端 P-O 鍵鍵長為 151pm；
* Na4P2O7 中 P-O-P 鍵鍵角為 127°，鍵長為 163.6pm，末端 P-O 鍵鍵長為 151.3pm；
* KAlP2O7 中 P-O-P 鍵鍵角為 125°，鍵長為 160.7pm，末端 P-O 鍵鍵長為 150.9pm。

## 化學性質

通常情況下，焦磷酸鹽在磷的含氧酸形成的鹽中有著最大的溶解度；另外，它還是一種良好的絡合劑（比如與鈣離子或許多過渡金屬離子配位）：

　
: Cu2P2O7 + P2O74- = 2[CuP2O7]2-；

　
: Mn2P2O7 + P2O74- = [Cu2(P2O7)2]4-。可以看出焦磷酸根過量時，難溶的焦磷酸鹽又轉化為配離子溶解。這些反應在化學工業上有許多用途，如可以用作無氰電鍍。

### 製備

焦磷酸鹽最初是通過加熱磷酸鹽得到的（英文中的詞頭 pyro 來自於希臘語中的「火」）。將磷酸一氫鹽加熱至 603-613K 開始聚合，至 773K 可以製得焦磷酸鹽：

　
: 2Na2HPO4 = Na4P2O7 + H2O

但此反應不能在玻璃容器中進行，因為焦磷酸鈉能夠腐蝕二氧化矽。

含銨的磷酸鹽加熱也可製得一些二價金屬的焦磷酸鹽：

　
: 2NH4NiPO4·6H2O = Ni2P2O7 + 2NH3 + 13H2O

## 工業用途

焦磷酸鹽在工業上常被用作食品添加劑。實驗表明焦磷酸鹽能夠對肉類食物的肌肉蛋白起到保水作用，其原理是焦磷酸鹽增大了蛋白質的離子強度，使得其離子排斥作用增強，蛋白之間空間增加。焦磷酸鹽還能明顯地改善豬肉丸的破裂特性、硬度等特點，並減小其蒸煮損失。焦磷酸二氫二鈉可以用作食品改良劑。

## 生物化學用途

焦磷酸鹽在生物化學中有非常重要的地位。細胞中的 ATP 水解為 AMP 時生成了 P2O74-離子（簡寫為 PPi）：

　
: ATP → AMP + PPi

例如，當聚合酶正在把核苷酸聚合成 DNA 或是 RNA 鏈時，就會生成焦磷酸根離子（PPi）。焦磷酸解是指 DNA 聚合反應的逆反應，即焦磷酸根與 dNMP 反應，把寡核苷酸轉化為對應的三磷酸（從 DNA 中釋放 dNTP，從 RNA 中釋放 NTP）。

P2O74-離子在水溶液中不穩定，會水解為磷酸一氫根：

　
: P2O74- + H2O → 2 HPO42-

或簡記為：

　
: PPi + H2O → 2 Pi

沒有酶催化時，除非在高濃度酸性介質中，否則含有多磷酸結構的物質，例如焦磷酸、三磷酸、ADP 和 ATP 的水解一般進行得非常緩慢。

將 ATP 水解為沒有生物活性的 AMP 和 PPi 的反應是不可逆的，這個反應體現了這類生物化學水解的不可逆性。

在關節液、血漿以及尿液中有許多 PPi 來防止鈣化，且在細胞外液（ECF）中能夠抑制羥基磷灰石的形成。細胞會引導其內部的 PPi 進入細胞外液。

ANKH 是一個無酶催化的生物質膜，能夠保持細胞外 PPi 的濃度。這項功能若有缺陷，會導致 PPi 的細胞外濃度過低以及細胞內濃度過高。核苷酸內焦磷酸酶 / 磷酸二酯酶 1 抗體（ENPP1）也能提高細胞外 PPi 濃度。

從高能磷酸鹽的角度來看，ATP 水解成為 AMP 和 PPi 需要斷裂兩根高能磷酸鍵，同理將 AMP 重組為 ATP 需要兩個磷酸化反應：

　
: AMP + ATP → 2 ADP

　
: 2 ADP + 2 Pi → 2 ATP

## 參見

## 參考文獻

## 拓展閱讀

* Schröder HC, Kurz L, Muller WEG, Lorenz B. Polyphosphate in bone (PDF). Biochemistry (Moscow). Mar 2000, **65** (3): 296–303. （原始內容 (PDF) 存檔於 2011-08-25）.

## 外部連結

* 醫學主題詞表（MeSH）：_焦磷酸鹽_
14000-31-8