雜多酸

雜多酸（英語：Heteropolymetalate）是一種有特定金屬及非金屬組成的含氧酸，如磷鉬酸。雜多酸是由多酸再加上其它含氧酸多面體，形成的複雜結構。雜多酸常在化學反應中作為可重複使用的酸觸媒。

雜多酸必須要有如鎢、鉬、釩等金屬元素，即增補原子（addenda atom），還要為含氧酸，同時需要有週期表中p區元素的化學元素，例如矽、磷或是砷，即雜原子（hetero atom），最後還要有酸性的氫離子。

增補的金屬原子和氧原子鍵結，成為簇合物，而雜原子也和氧原子鍵結。雜多酸形成的鹽類稱為雜多酸鹽。

分類及結構

由於可能有不同的增補原子和雜原子結合，因此有許多不同的雜多酸。知名度較高的二種分別是Keggin結構H_nXM₁₂O₄₀及Dawson結構H_nX₂M₁₈O₆₂。

Keggin結構，XM12O40n−	Dawson結構，X2M18O62n−

以下是一些雜多酸的例子：

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

催化劑的應用

雜多酸常作為勻相催化及多相催化的催化劑^[1]。尤其是Keggin結構（英語：Keggin structure）的雜多酸，有良好的熱穩定性，且是強酸及強氧化劑。以下是一些催化劑的例子^[2]：

• 勻相酸催化劑
  • 丙烯加成為2-丙醇，催化劑為H₃PMo₁₂O₄₀及H₃PW₁₂O₄₀。
  • 普林斯反應的催化劑為H₃PW₁₂O₄₀。
  • 四氫呋喃的聚合，催化劑為H₃PW₁₂O₄₀。
• 多勻相酸催化劑
  • 2-丙醇脫水為丙烯及甲醇的脫水反應，催化劑為H₃PW₁₂O₄₀。
  • 由己烷製備2-甲基戊烷，催化劑為二氧化矽中的H₃PW₁₂O₄₀。
• 勻相氧化
  • 環己烯被過氧化氫氧化，形成己二酸，催化劑為有多種增補原子的H₃PMo₆V₆O₄₀。
  • 酮類被氧氧化，形成羧酸及醛類，催化劑為有多種增補原子的H₅PMo₁₀V₂O₄₀。

雜多酸常用在化學分析及生物組織學研究中，也是許多化學試劑的成份，像Folin-Ciocalteu試劑（英語：Folin-Ciocalteu reagent）、Lowry蛋白質檢測（英語：Lowry protein assay）中用的folins苯酚試劑，以及EPTA（磷鎢酸的乙醇溶液）。

相關條目

• 矽鎢酸
• 矽鉬酸（Silicomolybdic acid）
• 磷鎢酸
• 磷鉬酸

參考資料

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