Фосфат трикальция - Tricalcium phosphate

Трикальций фосфат
Ca3 (PO4) 2 из crystallography.jpg
Трикальций фосфат.svg
Имена
Название ИЮПАК
Трикальций бис (фосфат)
Другие имена
Трехосновный фосфат кальция
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.028.946 Отредактируйте это в Викиданных
UNII
  • InChI = 1S / 3Ca.2H3O4P / c ;;; 2 * 1-5 (2,3) 4 / ч ;;; 2 * (H3,1,2,3,4) / q3 * + 2 ;; / p -6 проверитьY
    Ключ: QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H проверитьY
  • InChI = 1S / 3Ca.2H3O4P / c ;;; 2 * 1-5 (2,3) 4 / ч ;;; 2 * (H3,1,2,3,4) / q3 * + 2 ;; / p -6
    Ключ: QORWJWZARLRLPR-CYFPFDDLAC
  • Ключ: QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H
  • [O-] P (= O) ([O -]) [O -]. [O-] P (= O) ([O -]) [O -]. [Ca + 2]. [Ca + 2 ]. [Ca + 2]
Характеристики
Ca 3 (PO 4 ) 2
Молярная масса 310,18
Появление Белый аморфный порошок
Плотность 3,14 г / см 3
Температура плавления 1670 ° С (3040 ° F, 1940 К)
1,2 мг / кг
2,07 × 10 −33
Термохимия
-4126 кДж / моль (α-форма)
Фармакология
A12AA01 ( ВОЗ )
Опасности
NFPA 704 (огненный алмаз)
1
0
0
точка возгорания Не воспламеняется
Родственные соединения
Другие анионы
Пирофосфат кальция
Другие катионы
Тримагнийфосфат
Тринатрийфосфат
трикалийфосфат
Родственные соединения
Монокальцийфосфат
Дикальцийфосфат
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Трикальцийфосфат (иногда сокращенно TCP ) представляет собой кальций соли из фосфорной кислоты с химической формулой Ca 3 (PO 4 ) 2 . Он также известен как трехосновный фосфат кальция и костный фосфат извести ( BPL ). Это белое твердое вещество с низкой растворимостью. Большинство коммерческих образцов «трикальцийфосфата» на самом деле являются гидроксиапатитом .

Он существует в виде трех кристаллических полиморфов α, α 'и β. Состояния α и α 'стабильны при высоких температурах.

Номенклатура

Фосфат кальция относится к многочисленным материалам, состоящим из ионов кальция (Ca 2+ ) вместе с ортофосфатами (PO 4 3- ), метафосфатами или пирофосфатами (P 2 O 7 4- ) и иногда оксидными и гидроксид- ионами. В частности, обычный минерал апатит имеет формулу Ca 5 (PO 4 ) 3 X , где X представляет собой F , Cl , OH или смесь; это гидроксиапатит, если дополнительный ион представляет собой в основном гидроксид. Большая часть «трикальцийфосфата», представленного на рынке, на самом деле представляет собой порошкообразный гидроксиапатит .

Подготовка

Трикальцийфосфат получает обработку коммерчески гидроксиапатят с фосфорной кислотой и гашеной известью .

Его нельзя осаждать непосредственно из водного раствора. Обычно используются реакции двойного разложения с участием растворимого фосфата и солей кальция, например (NH 4 ) 2 HPO 4 + Ca (NO 3 ) 2 . выполняется в условиях тщательно контролируемого pH. Осадок будет либо «аморфным трикальцийфосфатом», ATCP, либо гидроксиапатитом с дефицитом кальция, CDHA, Ca 9 (HPO 4 ) (PO 4 ) 5 (OH) (примечание, CDHA иногда называют апатитовым трифосфатом кальция). Кристаллический трикальцийфосфат можно получить прокаливанием осадка. Обычно образуется β-Ca 3 (PO 4 ) 2 , для получения α-Ca 3 (PO 4 ) 2 требуются более высокие температуры .

Альтернатива влажной процедуре предполагает нагревание смеси пирофосфата кальция и карбоната кальция:

CaCO 3 + Ca 2 P 2 O 7 → Ca 3 (PO 4 ) 2 + CO 2

Структура полиморфов β-, α- и α'- Ca 3 (PO 4 ) 2

Фосфат трикальция имеет три признанных полиморфа, ромбоэдрическую β-форму (показанную выше) и две высокотемпературные формы, моноклинную α- и гексагональную α'-. β-трикальцийфосфат имеет кристаллографическую плотность 3.066 г см -3 , а формы при высокой температуре, менее плотные, α-трикальцийфосфат имеет плотность 2.866 г см -3 и α'-трикальцийфосфат имеет плотность 2.702 г см - 3 Все формы имеют сложную структуру, состоящую из тетраэдрических фосфатных центров, связанных через кислород с ионами кальция. Каждая высокотемпературная форма имеет два типа колонок: одна содержит только ионы кальция, а другая - кальций и фосфат.

Между бета- и альфа-формами есть различия в химических и биологических свойствах, альфа-форма более растворима и биоразлагаема. Обе формы коммерчески доступны и присутствуют в составах, используемых в медицине и стоматологии.

Вхождение

Фосфат кальция - один из основных продуктов сгорания костей (см. Костная зола ). Фосфат кальция также обычно получают из неорганических источников, таких как минеральные породы. Фосфат трикальция встречается в природе в нескольких формах, в том числе:

  • как камень в Марокко , Израиле , Филиппинах , Египте и на Коле ( Россия ) и в меньших количествах в некоторых других странах. Естественная форма не является полностью чистой, и есть некоторые другие компоненты, такие как песок и известь, которые могут изменить состав. Что касается P 2 O 5 , большинство кальций-фосфатных пород содержат от 30% до 40% P 2 O 5 по весу.
  • в скелетах и ​​зубах позвоночных животных
  • в молоке .

Двухфазный трикальцийфосфат, BCP

Двухфазный трикальцийфосфат, BCP, первоначально описывался как трикальцийфосфат, но методы рентгеновской дифракции показали, что этот материал представляет собой однородную смесь двух фаз, гидроксиапатита (HA) и β-трикальцийфосфата. Это керамика. Подготовка включает спекание, вызывающее необратимое разложение апатитов с дефицитом кальция, также называемых нестехиометрическими апатитами или основным фосфатом кальция, например:

Ca 10 − δ (PO 4 ) 6 − δ (HPO 4 ) δ (OH) 2 − δ → (1-δ) Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 + 3δCa 3 (PO 4 ) 2

β-TCP может содержать примеси, например пирофосфат кальция, CaP 2 O 7 и апатит. β-TCP является биорезорбируемым. Биоразложение BCP включает более быстрое растворение фазы β-TCP с последующим удалением кристаллов HA. β-TCP не растворяется в жидкостях организма при физиологических уровнях pH, для растворения требуется активность клеток, производящая кислый pH.

Использует

Пищевая добавка

Фосфат трикальция используется в порошкообразных специях в качестве антислеживающего агента , например, для предотвращения слеживания поваренной соли. Фосфаты кальция были назначены европейской пищевой добавки номер E341 .

Товары для здоровья и красоты

Он также содержится в детской присыпке , антацидах и зубной пасте .

Биомедицинские

Он также используется в качестве пищевой добавки и естественным образом содержится в коровьем молоке , хотя наиболее распространенными и экономичными формами добавок являются карбонат кальция (который следует принимать с пищей) и цитрат кальция (который можно принимать без еды). Существуют некоторые споры о разной биодоступности различных солей кальция.

Его можно использовать в качестве замены ткани для восстановления костных дефектов, когда аутогенный костный трансплантат невозможен или невозможен. Он может быть использован отдельно или в сочетании с биоразлагаемым , резорбируемым полимером , такие как полигликолевая кислота . Его также можно комбинировать с аутологичными материалами для костного трансплантата.

Пористые каркасы из бета-трикальцийфосфата используются в качестве систем-носителей лекарств для локальной доставки лекарств в кости.

Естественное явление

Туит , природный аналог трикальцийортофосфата (V), является редким компонентом некоторых метеоритов. Его образование связано с ударным метаморфизмом.

использованная литература