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Fosfato dicálcico

El fosfato dicálcico es el fosfato de calcio con la fórmula CaHPO 4 y su dihidrato. El prefijo "di" en el nombre común surge porque la formación del anión HPO 4 2– implica la eliminación de dos protones del ácido fosfórico , H 3 PO 4 . También se le conoce como fosfato de calcio dibásico o fosfato monohidrógeno de calcio . El fosfato dicálcico se utiliza como aditivo alimentario , se encuentra en algunas pastas de dientes como agente de pulido y es un biomaterial . [1] [2]

Preparación

El fosfato de calcio dibásico se produce por neutralización del hidróxido de calcio con ácido fosfórico , que precipita el dihidrato en forma sólida. A 60 °C se precipita la forma anhidra: [3]

H 3 PO 4 + Ca(OH) 2 → CaHPO 4 +2H 2 O

Para evitar la degradación que formaría hidroxiapatita , se añade pirofosfato de sodio o fosfato de trimagnesio octahidratado cuando, por ejemplo, se va a utilizar fosfato de calcio dibásico dihidratado como agente de pulido en la pasta de dientes. [1]

En un proceso continuo, el CaCl2 se puede tratar con (NH4 ) 2HPO4 para formar el dihidrato:

CaCl 2 + (NH 4 ) 2 HPO 4 → CaHPO 4 •2H 2 O + 2NH 4 Cl

Luego se calienta una suspensión del dihidrato a alrededor de 65–70 °C para formar CaHPO4 anhidro como un precipitado cristalino, típicamente como cristales diamantoides planos, que son adecuados para un procesamiento posterior. [ cita requerida ]

El fosfato de calcio dibásico dihidratado se forma en los cementos de fosfato de calcio "brushita" (CPC), que tienen aplicaciones médicas. Un ejemplo de la reacción de fraguado general en la formación de los cementos de fosfato de calcio "β-TCP/MCPM" (β- fosfato tricálcico / fosfato monocálcico ) es: [4]

Ca 3 (PO 4 ) 2 + Ca(H 2 PO 4 ) 2 •H 2 O + 7 H 2 O → 4 CaHPO 4 •2H 2 O
Parte de la red de fosfato dicálcico dihidrato, resaltando el centro Ca 2+ de 8 coordenadas y la ubicación de los protones en tres ligandos (verde = calcio, rojo = oxígeno, naranja = fósforo, blanco = hidrógeno)

Estructura

Se conocen tres formas de fosfato dicálcico:

La estructura de las formas anhidra y dihidratada se determinó mediante cristalografía de rayos X y la estructura del monohidrato se determinó mediante cristalografía electrónica . El dihidrato [5] (mostrado en la tabla anterior) así como el monohidrato [6] adoptan estructuras en capas.

Usos y ocurrencia

El fosfato de calcio dibásico se utiliza principalmente como suplemento dietético en cereales de desayuno preparados, golosinas para perros, harina enriquecida y productos de fideos. También se utiliza como agente de formación de comprimidos en algunas preparaciones farmacéuticas, incluidos algunos productos destinados a eliminar el olor corporal . El fosfato de calcio dibásico también se encuentra en algunos suplementos dietéticos de calcio (por ejemplo, Bonexcin). Se utiliza en piensos para aves de corral. También se utiliza en algunas pastas de dientes como agente de control del sarro . [7]

Calentando el fosfato dicálcico se obtiene difosfato dicálcico , un agente de pulido útil:

2 CaHPO4 → Ca2P2O7 + H2O​​​​​

En forma dihidrato (brushita) se encuentra en algunos cálculos renales y en cálculos dentales . [8] [3]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Corbridge, DEC (1995). "Fosfatos". Fósforo: un resumen de su química, bioquímica y usos . Estudios de química inorgánica. Vol. 20. págs. 169–305. doi :10.1016/B978-0-444-89307-9.50008-8. ISBN 9780444893079.
  2. ^ Salinas, Antonio J.; Vallet-Regí, María (2013). "Cerámicas bioactivas: de los injertos óseos a la ingeniería de tejidos". RSC Advances . 3 (28): 11116. Bibcode :2013RSCAd...311116S. doi :10.1039/C3RA00166K.
  3. ^ ab Rey, C.; Combes, C.; Drouet, C.; Grossin, D. (2011). "Cerámica bioactiva: química física". Comprehensive Biomaterials . págs. 187–221. doi :10.1016/B978-0-08-055294-1.00178-1. ISBN 9780080552941.
  4. ^ Tamimi, Faleh; Jeque, Zeeshan; Barralet, Jake (2012). "Cementos de fosfato dicálcico: Brushita y monetita". Acta Biomaterialia . 8 (2): 474–487. doi :10.1016/j.actbio.2011.08.005. PMID  21856456.
  5. ^ Curry, NA; Jones, DW (1971). "Estructura cristalina de la brushita, ortofosfato de calcio dihidratado: una investigación de difracción de neutrones". Journal of the Chemical Society A: Inorganic, Physical, Theoretical : 3725. doi :10.1039/J19710003725.
  6. ^ Lu, Bing-Qiang; Willhammar, Tom; Sun, Ben-Ben; Hedin, Niklas; Gale, Julian D.; Gebauer, Denis (24 de marzo de 2020). "Introducción de la fase cristalina del fosfato dicálcico monohidrato". Nature Communications . 11 (1): 1546. Bibcode :2020NatCo..11.1546L. doi :10.1038/s41467-020-15333-6. ISSN  2041-1723. PMC 7093545 . PMID  32210234. 
  7. ^ Schrödter, Klaus; Bettermann, Gerhard; Staffel, Thomas; Wahl, Friedrich; Klein, Thomas; Hofmann, Thomas (2008). "Ácido fosfórico y fosfatos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi :10.1002/14356007.a19_465.pub3. ISBN 978-3527306732.S2CID 94458523  .
  8. ^ Pak, Charles YC; Poindexter, John R.; Adams-Huet, Beverley; Pearle, Margaret S. (2003). "Valor predictivo de la composición de los cálculos renales en la detección de anomalías metabólicas". The American Journal of Medicine . 115 (1): 26–32. doi :10.1016/S0002-9343(03)00201-8. PMID  12867231.