杂多酸

杂多酸（英语：Heteropolymetalate）是一种有特定金属及非金属组成的含氧酸，如磷钼酸。杂多酸是由多酸再加上其它含氧酸多面体，形成的复杂结构。杂多酸常在化学反应中作为可重复使用的酸触媒。

杂多酸必须要有如钨、钼、钒等金属元素，即增补原子（addenda atom），还要为含氧酸，同时需要有周期表中p区元素的化学元素，例如矽、磷或是砷，即杂原子（hetero atom），最后还要有酸性的氢离子。

增补的金属原子和氧原子键结，成为簇合物，而杂原子也和氧原子键结。杂多酸形成的盐类称为杂多酸盐。

分类及结构

由于可能有不同的增补原子和杂原子结合，因此有许多不同的杂多酸。知名度较高的二种分别是Keggin结构H_nXM₁₂O₄₀及Dawson结构H_nX₂M₁₈O₆₂。

Keggin结构，XM12O40n−	Dawson结构，X2M18O62n−

以下是一些杂多酸的例子：

• H₄Xⁿ⁺M₁₂O₄₀，X = Si, Ge; M = Mo, W
• H₃Xⁿ⁺M₁₂O₄₀，X = P, As; M = Mo, W
• H₆X₂M₁₈O₆₂，X=P, As; M = Mo, W

催化剂的应用

杂多酸常作为匀相催化及多相催化的催化剂^[1]。尤其是Keggin结构（英语：Keggin structure）的杂多酸，有良好的热稳定性，且是强酸及强氧化剂。以下是一些催化剂的例子^[2]：

• 匀相酸催化剂
  • 丙烯加成为2-丙醇，催化剂为H₃PMo₁₂O₄₀及H₃PW₁₂O₄₀。
  • 普林斯反应的催化剂为H₃PW₁₂O₄₀。
  • 四氢呋喃的聚合，催化剂为H₃PW₁₂O₄₀。
• 多匀相酸催化剂
  • 2-丙醇脱水为丙烯及甲醇的脱水反应，催化剂为H₃PW₁₂O₄₀。
  • 由己烷制备2-甲基戊烷，催化剂为二氧化矽中的H₃PW₁₂O₄₀。
• 匀相氧化
  • 环己烯被过氧化氢氧化，形成己二酸，催化剂为有多种增补原子的H₃PMo₆V₆O₄₀。
  • 酮类被氧氧化，形成羧酸及醛类，催化剂为有多种增补原子的H₅PMo₁₀V₂O₄₀。

杂多酸常用在化学分析及生物组织学研究中，也是许多化学试剂的成份，像Folin-Ciocalteu试剂（英语：Folin-Ciocalteu reagent）、Lowry蛋白质检测（英语：Lowry protein assay）中用的folins苯酚试剂，以及EPTA（磷钨酸的乙醇溶液）。

相关条目

• 矽钨酸
• 矽钼酸（Silicomolybdic acid）
• 磷钨酸
• 磷钼酸

参考资料

1. Kozhevnikov, I. V. Catalysis by heteropoly acids and multicomponent polyoxometalates in liquid-phase reactions. Chemical Reviews. 1998, 98 (1): 171–198. PMID 11851502. doi:10.1021/cr960400y.
2. "Oxide catalysts in solid state chemistry" T Okuhara, M Misono Encyclopedia of Inorganic Chemistry Editor R Bruce King (1994) John Wiley and Sons ISBN 0-471-93620-0

• Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred, Advanced Inorganic Chemistry 6th, New York: Wiley-Interscience, 1999, ISBN 0-471-19957-5