Vanadat

U hemiji, vanadat je jedinjenje koje sadrži oksoanjon vanadijuma generalno u svom najvišem oksidativnom stanju od +5. Najjednostavniji vanadatni jon je tetraedralni, ortovanadat, VO3−
4 anjon, koji je prisutan u e.g. natrijum ortovanadatu i rastvorima V₂O₅ u jakoj bazi (pH > 13^[1]). Konvencionalno ovoj jon je predstavljan sa jednom dvostrukom vezom, međutim to je rezonantna form pošto je jon regularni tetraedron sa četiri ekvivalentna atoma kiseonika.

Osim toga postoji opseg polioksovanadatnih jona koji obuhvataju diskretne jone i "infinitne" polimerne jone.^[2] Takođe postoje vanadati, kao što je rodijum vanadat, RhVO₄, koji imaju statističku rutilnu strukturu gde Rh³⁺ i V⁵⁺ joni randomno zauzimaju Ti⁴⁺ pozicije u rutilnoj rešetci,^[3] koja nije rešetka katijona i balansirajućih vanadatnih anjona, nego mešoviti oksid.

U hemijskoj nomenklaturi kad vanadat formira deo imena, to označava da jedinjenje sadrži anjon sa centralnim atomom vanadijuma, e.g. amonijum heksafluorovanadat je trivijalno ime za jedinjenje (NH₄)₃VF₆ Sa IUPAC imenom amonijum heksafluoridovanadat(III).

Primeri vanadatnih jona

Primeri jona su:

VO3−
4 "ortovanadat", tetraedralan.^[2]
V
2O4−
7 "pirovanadat", VO₄ tetraedri sa zajedničkim uglovima, slično dihromatnom jonu^[2]
V
3O3−
9, cikličan sa VO₄ tetraedrima sa zajedničkim uglovima^[4]
V
4O4−
12, cikličan sa VO₄ tetraedrima sa zajedničkim uglovima^[5]
V
5O3−
14, VO₄ tetraedri sa zajedničkim uglovima^[6]
V
10O6−
28 "dekavanadat", VO₆ oktaedar sa zajedničkim ugolvima i ivicama^[2]
V
12O4−
32^[2]
V
13O3−
34, spojeni VO₆ oktaedar^[7]
V
18O12−
42^[8]

Primeri polimernih “infinitnih” jona su

[VO₃]n−
n u npr. NaVO₃, natrijum metavanadatu^[2]
[V₃O₈]n−
n u CaV₆O₁₆^[9]


metavanadatni lanci	V₅O₁₄	dekavanadatni jon

U ovim jonima vanadijum ispoljava tetraedralnu, kvadratno piramidalnu i oktahedralnu koordinaciju. U tom pogledu vanadijum je sličan sa volframatom i molibdatom, dok hrom ima ograničeniji opseg jona.

Vodeni rastvori

Rastvaranjem vanadijum pentoksida u jako baznom vodenom rastvoru se formira bezbojni VO3−
4 jon. Zakišeljavanjem ovaj rastvor postepeno postaje tamniji uz promenu boje do naradžaste i crvene oko pH 7. Smeđi hidratisani V₂O₅ precipitira oko pH 2, ponovnim rastvaranjem se formira svetlo žuti rastvor koji sadrži [VO₂(H₂O)₄]⁺ jon. Broj i identitet oksianjona koji postoje između pH 13 i 2 zavisi od pH kao i koncentracije. Na primer, protonacija vanadata inicira seriju kondenzacija, čime se formiraju polioksovanadatni joni:^[2]

pH 9–12; HVO2−
4, V
2O4−
7
pH 4–9; H
2VO−
4, V
4O4−
12, HV
10O5−
28
pH 2–4; H₃VO₄, H
2V
10O4−
28

Farmakološka svojstva

Vanadat je potentan inhibitor ATPaza ćelijske membrane, kao što je Na⁺/K⁺-ATPaza i Ca²⁺-ATPaza (PMCA). Međutim, on ne inhibira druge ATPaze, kao što su SERCA (Ca²⁺-ATPaza sarko/endoplasmičnog retikuluma), aktomiozinska ATPaza i mitohondrijska ATPaza.^[10]^[11]^[12]

Reference

^ Cotton F. Albert; Wilkinson Geoffrey; Murillo Carlos A; Bochmann, Manfred (1999). Advanced Inorganic Chemistry (6th изд.). New York: Wiley-Interscience. ISBN 0-471-19957-5.
^ ^а ^б ^в ^г ^д ^ђ ^е Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (II изд.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419.
^ Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
^ Hamilton E. E.; Fanwick P.E.; Wilker J.J. (2002). „The Elusive Vanadate (V₃O₉)³⁻: Isolation, Crystal Structure, and Nonaqueous Solution Behavior”. J. Am. Chem. Soc. 124 (1): 78. doi:10.1021/ja010820r.
^ G.-Y. Yang; D.-W. Gao; Y. Chen; J.-Q. Xu; Q.-X. Zeng; H.-R. Sun; Z.-W. Pei; Q. Su, Y. Xing; Y.-H. Ling; H.-Q. Jia (1998). „[Ni(C₁₀H₈N₂)₃]2[V₄O₁₂]·11H₂O”. Acta Crystallographica C. 54 (5): 616. doi:10.1107/S0108270197018751.
^ V. W. Day; Walter G. Klemperer; O. M. Yaghi (1989). „A new structure type in polyoxoanion chemistry: synthesis and structure of the V
5O3−
14 anion”. J. Am. Chem. Soc. 111 (12): 4518. doi:10.1021/ja00194a068.
^ Hou D.; Hagen K.D.; Hill C.L. (1992). „Tridecavanadate, [V₁₃O₃₄]³⁻, a new high-potential isopolyvanadate”. J. Am. Chem. Soc. 114 (14): 5864. doi:10.1021/ja00040a061.
^ Müller A.; Sessoli R.; Krickemeyer E.; Bögge H.; Meyer J.; Gatteschi D.; Pardi L.; Westphal J.; Hovemeier K.; Rohlfing R.; Döring J; Hellweg F.; Beugholt C.; Schmidtmann M. (1997). „Polyoxovanadates: High-Nuclearity Spin Clusters with Interesting Host-Guest Systems and Different Electron Populations. Synthesis, Spin Organization, Magnetochemistry, and Spectroscopic Studies”. Inorg. Chem. 36 (23): 5239. doi:10.1021/ic9703641.
^ Jouanneau, S.; Verbaere, A.; Guyomard, D. (2003). „On a new calcium vanadate: synthesis, structure and Li insertion behaviour”. Journal of Solid State Chemistry. 172: 116. Bibcode:2003JSSCh.172..116J. doi:10.1016/S0022-4596(02)00164-0.
^ Luo D.; Nakazawa M.; Yoshida Y.; Cai J.; Imai S. (2000). „Effects of three different Ca2+ pump ATPase inhibitors on evoked contractions in rabbit aorta and activities of Ca2+ pump ATPases in porcine aorta”. General Pharmacology: The Vascular System. 34 (3): 211—220. doi:10.1016/S0306-3623(00)00064-1.
^ Bowman B.J.; Slayman C.W. (1979). „The Effects of Vanadate on the Plasma Membrane ATPase of Neurospora crassa”. Journal of Biological Chemistry. 254 (8): 2928—2934. PMID 155060.
^ Aureliano, Manuel; Crans, Debbie C. (2009). "Decavanadate and oxovanadates: Oxometalates with many biological activities". Journal Inorganic Biochemistry 103: 536–546. doi:10.1016/j.jinorgbio.2008.11010.

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

[Greenwood-2] а ^б ^в ^г ^д ^ђ ^е Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (II изд.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419.

[3] Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6

[4] Hamilton E. E.; Fanwick P.E.; Wilker J.J. (2002). „The Elusive Vanadate (V₃O₉)³⁻: Isolation, Crystal Structure, and Nonaqueous Solution Behavior”. J. Am. Chem. Soc. 124 (1): 78. doi:10.1021/ja010820r.

[5] G.-Y. Yang; D.-W. Gao; Y. Chen; J.-Q. Xu; Q.-X. Zeng; H.-R. Sun; Z.-W. Pei; Q. Su, Y. Xing; Y.-H. Ling; H.-Q. Jia (1998). „[Ni(C₁₀H₈N₂)₃]2[V₄O₁₂]·11H₂O”. Acta Crystallographica C. 54 (5): 616. doi:10.1107/S0108270197018751.

[6] V. W. Day; Walter G. Klemperer; O. M. Yaghi (1989). „A new structure type in polyoxoanion chemistry: synthesis and structure of the V
5O3−
14 anion”. J. Am. Chem. Soc. 111 (12): 4518. doi:10.1021/ja00194a068.

[7] Hou D.; Hagen K.D.; Hill C.L. (1992). „Tridecavanadate, [V₁₃O₃₄]³⁻, a new high-potential isopolyvanadate”. J. Am. Chem. Soc. 114 (14): 5864. doi:10.1021/ja00040a061.

[8] Müller A.; Sessoli R.; Krickemeyer E.; Bögge H.; Meyer J.; Gatteschi D.; Pardi L.; Westphal J.; Hovemeier K.; Rohlfing R.; Döring J; Hellweg F.; Beugholt C.; Schmidtmann M. (1997). „Polyoxovanadates: High-Nuclearity Spin Clusters with Interesting Host-Guest Systems and Different Electron Populations. Synthesis, Spin Organization, Magnetochemistry, and Spectroscopic Studies”. Inorg. Chem. 36 (23): 5239. doi:10.1021/ic9703641.

[9] Jouanneau, S.; Verbaere, A.; Guyomard, D. (2003). „On a new calcium vanadate: synthesis, structure and Li insertion behaviour”. Journal of Solid State Chemistry. 172: 116. Bibcode:2003JSSCh.172..116J. doi:10.1016/S0022-4596(02)00164-0.

[10] Luo D.; Nakazawa M.; Yoshida Y.; Cai J.; Imai S. (2000). „Effects of three different Ca2+ pump ATPase inhibitors on evoked contractions in rabbit aorta and activities of Ca2+ pump ATPases in porcine aorta”. General Pharmacology: The Vascular System. 34 (3): 211—220. doi:10.1016/S0306-3623(00)00064-1.

[11] Bowman B.J.; Slayman C.W. (1979). „The Effects of Vanadate on the Plasma Membrane ATPase of Neurospora crassa”. Journal of Biological Chemistry. 254 (8): 2928—2934. PMID 155060.

[12] Aureliano, Manuel; Crans, Debbie C. (2009). "Decavanadate and oxovanadates: Oxometalates with many biological activities". Journal Inorganic Biochemistry 103: 536–546. doi:10.1016/j.jinorgbio.2008.11010.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]