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decavanadato de sodio

El decavanadato de sodio describe cualquier miembro de la familia de compuestos inorgánicos con la fórmula Na 6 [V 10 O 28 ] (H 2 O) n . Se trata de sales de sodio del anión decavanadato de color naranja [V 10 O 28 ] 6− . [1] Se han aislado y estudiado muchas otras sales de decavanadato desde 1956, cuando se caracterizó por primera vez. [2]

Preparación

La preparación de decavanadato se logra acidificando una solución acuosa de ortovanadato : [ 1]

10 Na 3 [VO 4 ] + 24 HOAc → Na 6 [V 10 O 28 ] + 12 H 2 O + 24 NaOAc

La formación de decavanadato se optimiza manteniendo un rango de pH de 4 a 7. Los productos secundarios típicos incluyen iones metavanadato, [VO 3 ] − y hexavanadato, [V 6 O 16 ] 2− . [1]

Estructura

El ion decavanadato consta de 10 octaedros VO 6 fusionados y tiene simetría D 2h . [3] [4] [5] La estructura del Na 6 [V 10 O 28 ]·18H 2 O se ha confirmado con cristalografía de rayos X. [6]

Figura 1: estructura del ion decavanadato con átomos de V y O equivalentes indicados

Los aniones decavanadato contienen tres conjuntos de átomos V equivalentes (ver figura 1). [3] Estos incluyen dos octaedros VO 6 centrales (V c ) y cuatro grupos VO 5 tetragonales-piramidales periféricos (V a y V b ). Hay siete grupos únicos de átomos de oxígeno (etiquetados de la A a la G). Dos de estos (A) unen seis centros en V, cuatro (B) unen tres centros en V, catorce de estos (C, D y E) abarcan bordes entre pares de centros en V y ocho (F y G) son periféricos.

El estado de oxidación del vanadio en el decavanadato es +5.

Propiedades ácido-base

Los compuestos acuosos de vanadato (V) sufren diversas reacciones de autocondensación. [7] Dependiendo del pH, los principales aniones vanadato en solución incluyen VO 2 (H 2 O) 4 2+ , VO 4 3− , V 2 O 7 3− , V 3 O 9 3− , V 4 O 12 4− , y V10O286- .​​​ Los aniones a menudo se protonan de forma reversible . [5] El decavanadato se forma según este equilibrio: [2] [7]

H 3 V 10 O 28 3− ⇌ H 2 V 10 O 28 4− + H +
H 2 V 10 O 28 4− ⇌ HV 10 O 28 5− + H +
HV 10 O 28 5− (ac) ⇌ V 10 O 28 6− + H +

La estructura de los distintos estados de protonación del ion decavanadato ha sido examinada mediante espectroscopia de RMN de 51 V. [5] [7] Cada especie da tres señales; con cambios químicos ligeramente variables alrededor de −425, −506 y −523 ppm en relación con el oxitricloruro de vanadio ; lo que sugiere que se produce un rápido intercambio de protones, lo que da como resultado especies igualmente simétricas. [8] Se ha demostrado que las tres protonaciones del decavanadato ocurren en los centros de oxígeno puente, indicados como B y C en la figura 1. [8]

El decavanadato es más estable en la región de pH 4 a 7. [1] [4] [7] Las soluciones de vanadato se vuelven de color naranja brillante a pH 6,5, lo que indica la presencia de decavanadato. Otros vanadatos son incoloros. Por debajo de pH 2,0, el V 2 O 5 marrón precipita como hidrato. [3] [7]

V 10 O 28 6− + 6H + + 12H 2 ⇌ 5V 2 O 5

Usos potenciales

Se ha descubierto que el decavanadato inhibe la fosfoglicerato mutasa , una enzima que cataliza el paso 8 de la glucólisis . Además, se encontró que el decavandato tiene una inhibición modesta de la viabilidad de Leishmania tarentolae , lo que sugiere que el decavandato puede tener un uso potencial como inhibidor tópico de parásitos protozoarios. [9]

Decavanadatos relacionados

Se han caracterizado muchas sales de decavanadato. Las sales de NH 4 + , Ca 2+ , Ba 2+ , Sr 2+ y decavanadato del grupo I se preparan mediante la reacción ácido-base entre V 2 O 5 y el óxido, hidróxido, carbonato o hidrogenocarbonato del ion positivo deseado. . [1]

6 NH 3 + 5 V 2 O 5 + 3 H 2 O ⇌ (NH 4 ) 6 [V 10 O 28 ]

Otros decavanadatos:

(NH 4 ) 6 [V 10 O 28 ]·6H 2 O [2]
K 6 [V 10 O 28 ]·9H 2 O [2]
K 6 [V 10 O 28 ]·10H 2 O [1] [2] [3]
Ca 3 [V 10 O 28 ]·16H 2 O [2] [3]
K 2 Mg 2 [V 10 O 28 ]·16H 2 O [2] [3]
K 2 Zn 2 [V 10 O 28 ]·16H 2 O [1] [2] [3]
Cs 2 Mg 2 [V 10 O 28 ]·16H 2 O [3]
Cs 4 Na 2 [V 10 O 28 ]·10H 2 O [10]
K 4 Na 2 [V 10 O 28 ]·16H 2 O [11]
Sr3 [ V10O28 ] · 22H2O [ 10 ]​
Ba 3 [V 10 O 28 ]·19H 2 O [10]
[(C 6 H 5 ) 4 P]H 3 V 10 O 28 ·4CH 3 CN [8]
Ag6 [V10O28 ] · 4H2O [ 12 ] [ 13 ]

Los decavanadatos naturales incluyen:

Ca 3 V 10 O 28 ·17 H 2 O ( Pascoita )
Ca 2 Mg(V 10 O 28 )·16H 2 O ( Magnesiopascoita )
Na 4 Mg(V 10 O 28 )·24H 2 O ( Huemulita )

Referencias

  1. ^ abcdefg Johnson, G.; Murmann, RK (1979). "Decayanadatos de sodio y amonio (V)". Síntesis inorgánicas . vol. 19. págs. 140-145. doi :10.1002/9780470132500.ch32. ISBN 978-0-471-04542-7.
  2. ^ abcdefgh Rossotti, FJ; Rossotti, H. (1956). "Estudios de equilibrio de polianiones". Acta Chemica Scandinavica . 10 : 957–984. doi : 10.3891/acta.chem.scand.10-0957 .
  3. ^ abcdefgh Evans, HT Jr (1966). "La estructura molecular del ion complejo isopoli, decavanadato". Inorg. química . 5 : 967–977. doi :10.1021/ic50040a004.
  4. ^ ab Kustin, K.; Pessoa, JC; Crans, DC (2007). Vandadio: el metal versátil . Washington, DC: Sociedad Química Estadounidense. ISBN 978-0-8412-7446-4.
  5. ^ abc Rehder, D. (2008). Química bioinorgánica del vanadio . Wiley e hijos. págs. 13–51. ISBN 978-0-470-06509-9.
  6. ^ Durif, Pensilvania; Averbuch-pouchot, MT (1980). "Estructura de un descavanado de hexasódico hidratado". Acta Crystallogr. B . 36 (3): 680–682. Código Bib : 1980AcCrB..36..680D. doi :10.1107/S0567740880004116.
  7. ^ abcde Tracey, AS; Crans, DC (1998). Compuestos de Vanadio . Washington DC: Sociedad Química Estadounidense. ISBN 0-8412-3589-9.
  8. ^ día abc, VW; Klemperer, WG ; Maltbie, DJ (1987). "¿Dónde están los protones en H 3 V 10 O 28 3− ?". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 109 (10): 2991–3002. doi :10.1021/ja00244a022.
  9. ^ Turner, Timoteo; Nguyen, Victoria; McLauchlan, Craig; Dymon, Zaneta; Dorsey, Benjamín; Puta, Jaqueline; Jones, Marjorie (marzo de 2012). "Efectos inhibidores del decavanadato sobre varias enzimas y Leishmania tarentolae in vitro". Revista de bioquímica inorgánica . 108 : 96-104. doi :10.1016/j.jinorgbio.2011.09.009. PMID  22005446 . Consultado el 23 de enero de 2021 .
  10. ^ abc Dametto, CA; de Arauju, AS; de Souza Correa, R.; Guilherme, LR; Massabni, AC (2010). "Síntesis, espectroscopia infrarroja y determinación de la estructura cristalina de un nuevo decavanadato". J Chem Crystallogr . 40 (11): 897–901. doi :10.1007/s10870-010-9759-x. S2CID  97736357.
  11. ^ Matías, PM; Pessoa, JC; Duarte, MT; Madería, C. (2000). "Decavanadato disódico (V) tetrapotásico decahidrato". Acta Crystallogr. C . 57 (3): e75-e76. Código Bib : 2000AcCrC..56E..75M. doi :10.1107/S0108270100001530. PMID  15263200.
  12. ^ Escobar, YO; Barán, EJ (1981). "Die Schwingungsspektren einiger kristalliner Dekavandate". Monatshefte für Chemie . 112 : 43–49. doi :10.1007/BF00906241. S2CID  101366009.
  13. ^ Aureliano, Manuel; Crans, Debbie C. (2009). "Decavanadato (V10O6−28) y oxovanadatos: oxometalatos con muchas actividades biológicas". Revista de bioquímica inorgánica . 103 (4): 536–546. doi :10.1016/j.jinorgbio.2008.11.010. ISSN  0162-0134. PMID  19110314.