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Vanadato

Estructura del anión ortovanadato En química, un vanadato es un complejo de coordinación aniónico de vanadio . A menudo , el término vanadato se refiere a oxoaniones de vanadio,...

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Estructura del anión ortovanadato

En química, un vanadato es un complejo de coordinación aniónico de vanadio . A menudo , el término vanadato se refiere a oxoaniones de vanadio, la mayoría de los cuales existen en su estado de oxidación más alto , +5. Los complejos [ V(CN) 6]3− y [V2Cl9 ] 3− se denominan hexacianovanadato ( III ) y nonaclorodivanadato(III), respectivamente.

Un ion vanadato simple es el anión ortovanadato tetraédrico, VO 3− 4 (también llamado vanadato(V)), que está presente, por ejemplo, en el ortovanadato de sodio y en soluciones de V 2 O 5 en base fuerte ( pH > 13 [ 1 ] ). Convencionalmente, este ion se representa con un único enlace doble, sin embargo, esta es una forma de resonancia, ya que el ion es un tetraedro regular con cuatro átomos de oxígeno equivalentes.  

Además, existe una gama de iones polioxovanadato que incluyen iones discretos e iones poliméricos "infinitos". [ 2 ] También hay vanadatos, como el vanadato de rodio, RhVO 4 , que tiene una estructura de rutilo estadística donde los iones Rh 3+ y V 5+ ocupan aleatoriamente las posiciones de Ti 4+ en la red de rutilo, [ 3 ] que no contienen una red de cationes y aniones vanadato equilibradores sino que son óxidos mixtos .

En la nomenclatura química , cuando vanadato forma parte del nombre, indica que el compuesto contiene un anión con un átomo central de vanadio, por ejemplo, el hexafluorovanadato de amonio es un nombre común para el compuesto [ NH4 ] 3 [ VF6 ] con el nombre IUPAC de hexafluorovanadato(III) de amonio.

Ejemplos de iones oxovanadato

Algunos ejemplos de iones discretos son:

  • VO 3− 4 "ortovanadato", tetraédrico. [ 2 ]
  • V 2 O 4− 7 "pirovanadato", tetraedros VO 4 compartiendo vértices , similar al ion dicromato [ 2 ]
  • V 3 O 3− 9 , cíclico con tetraedros VO 4 compartiendo vértices [ 4 ]
  • V 4 O 4− 12 , cíclico con tetraedros VO 4 compartiendo vértices [ 5 ]
  • V 5 O 3− 14 , tetraedros VO 4 compartidos en los vértices [ 6 ]
  • V 6 O 6− 18 , anillo. [ 7 ]
  • V 10 O 6− 28 " decavanadato ", octaedros VO 6 que comparten aristas y vértices [ 2 ]
  • V 12 O 4− 32
  • V 13 O 3− 34 , octaedros VO 6 fusionados [ 8 ]
  • V 18 O 12− 42 [ 9 ]

Algunos ejemplos de iones "infinitos" poliméricos son:

En estos iones, el vanadio presenta coordinación tetraédrica, piramidal cuadrada y octaédrica. En este sentido, el vanadio muestra similitudes con el tungstato y el molibdato , mientras que el cromo, sin embargo, tiene una gama más limitada de iones.

Soluciones acuosas

La disolución de pentóxido de vanadio en una solución acuosa fuertemente básica produce el ion VO 3− 4 incoloro . Al acidificar, el color de esta solución se oscurece gradualmente pasando por el naranja hasta el rojo alrededor de pH 7. El V 2 O 5 hidratado de color marrón precipita alrededor de pH 2, redisolviéndose para formar una solución de color amarillo claro que contiene el ion [ VO 2 (H 2 O) 4 ] + . El número y la identidad de los oxianiones que existen entre pH 13 y 2 dependen del pH, así como de la concentración. Por ejemplo, la protonación del vanadato inicia una serie de condensaciones para producir iones polioxovanadato: [ 2 ]   

  • pH 9-12 : HVO2-4 , V2O4-7​​​​
  • pH 4–9: H 2 VO − 4 , V 4 O 4 − 12 , HV 10 O 5 − 28
  • pH 2–4: H 3 VO 4 , H 2 V 10 O 4 − 28

Propiedades farmacológicas

El vanadato es un potente inhibidor de ciertas ATPasas de la membrana plasmática , como la Na + /K + -ATPasa y la Ca2 + -ATPasa ( PMCA ). Al actuar como un análogo del estado de transición del fosfato , el vanadato sufre un ataque nucleofílico por parte del agua durante la transferencia de fosforilo, "atrapando" esencialmente las ATPasas de tipo P en su estado E2 fosforilado. [ 11 ] [ 12 ] También inhibe la actividad de la MgATPasa de la actomiosina del músculo esquelético [ 13 ] y la generación de fuerza activada por calcio por la actomiosina en el aparato contráctil del músculo esquelético intacto. [ 14 ] Sin embargo, no inhibe otras ATPasas, como la SERCA ( Ca2 + -ATPasa del retículo sarcoplásmico/ endoplásmico ) o la ATPasa mitocondrial . [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

Referencias

  1. ↑ Cotton, F. Albert ; Wilkinson, Geoffrey ; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999), Química inorgánica avanzada (6.ª  ed.), Nueva York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5
  2. 1 2 3 4 5 6 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN  978-0-08-037941-8.
  3. ↑ Wells AF (1984) Química inorgánica estructural, 5.ª edición, Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
  4. ↑ Hamilton EE; Fanwick PE; Wilker JJ (2002). "El esquivo vanadato (V 3 O 9 ) 3− : Aislamiento, estructura cristalina y comportamiento en solución no acuosa". J. Am. Chem. Soc. 124 (1): 78– 82. doi : 10.1021/ja010820r . PMID 11772064 . Información complementaria .
  5. ↑ G.-Y. Yang, D.-W. Gao, Y. Chen, J.-Q. Xu, Q.-X. Zeng, H.-R. Sol, Z.-W. Pei, Q. Su, Y. Xing, Y.-H. Ling y H.-Q. Jia (1998). "[ Ni ( C10H8N2 ) 3 ] 2 [ V4O12 ] · 11H2O " . Acta Cristalográfica C. 54 (5): 616– 618. Bibcode : 1998AcCrC..54..616Y . doi : 10.1107/S0108270197018751 .{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  6. ↑ VW Day; Walter G. Klemperer ; OM Yaghi (1989). "Un nuevo tipo de estructura en la química de polioxoaniones: síntesis y estructura del VAnión 5 O 3− 14 ". J. Am. Chem. Soc.111(12): 4518.doi:10.1021/ja00194a068.
  7. ↑ Guang-Chuan Ou.; Long Jiang; Xiao-Long Feng; Tong-Bu Lu (2009). "Complejos metálicos macrocíclicos con puentes de polioxoaniones de vanadio: de estructuras unidimensionales a tridimensionales". Dalton Transactions . 1 (1): 71– 76. doi : 10.1039/B810802A . PMID 19081973 . S2CID 35209358 .  
  8. ↑ Hou D.; Hagen KD; Hill CL (1992). "Tridecavanadato, [V 13 O 34 ] 3− , un nuevo isopolivanadato de alto potencial". J. Am. Chem. Soc. 114 (14): 5864. doi : 10.1021/ja00040a061 .
  9. ↑ 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). "Polioxovanadatos: cúmulos de espín de alta nuclearidad con interesantes sistemas huésped-anfitrión y diferentes poblaciones electrónicas. Síntesis, organización de espín, magnetoquímica y estudios espectroscópicos". Inorg. Chem. 36 (23): 5239. doi : 10.1021/ic9703641 .
  10. ↑ Jouanneau, S.; Verbaere, A.; Guyomard, D. (2003). "Sobre un nuevo vanadato de calcio: síntesis, estructura y comportamiento de inserción de Li". Journal of Solid State Chemistry . 172 (1): 116– 122. Bibcode : 2003JSSCh.172..116J . doi : 10.1016/S0022-4596(02)00164-0 .
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  12. ↑ Davies, Douglas R.; Hol, Wim GJ (19 de noviembre de 2004). "El poder del vanadato en las investigaciones cristalográficas de las enzimas de transferencia de fosforilo" . FEBS Letters . 577 (3): 315–321 . doi : 10.1016/j.febslet.2004.10.022 . ISSN 0014-5793 . PMID 15556602 .  
  13. ↑ Goodno, CC; Taylor, EW (1982). "Inhibición de la ATPasa de actomiosina por vanadato" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU . 79 (1): 21– 25. Bibcode : 1982PNAS...79...21G . doi : 10.1073 /pnas.79.1.21 . PMC 345653. PMID 6459580 .  
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  15. ↑ Luo D.; Nakazawa M.; Yoshida Y.; Cai J.; Imai S. (2000). "Efectos de tres inhibidores diferentes de la ATPasa de la bomba de Ca2 + sobre las contracciones evocadas en la aorta de conejo y las actividades de las ATPasas de la bomba de Ca2 + en la aorta porcina". Farmacología general: El sistema vascular . 34 (3): 211– 220. doi : 10.1016/S0306-3623(00)00064-1 . PMID 11120383 . 
  16. ↑ Bowman BJ; Slayman CW (1979). "Los efectos del vanadato sobre la ATPasa de la membrana plasmática de Neurospora crassa" . Journal of Biological Chemistry . 254 (8): 2928– 2934. doi : 10.1016/S0021-9258(17)30163-1 . PMID 155060 . 
  17. ↑ Aureliano, Manuel; Crans, Debbie C. (2009). "Decavanadato ( V10 O 6− 28 ) y oxovanadatos: Oxometalatos con muchas actividades biológicas".Journal of Inorganic Biochemistry.103(4):536–546.doi:10.1016/j.jinorgbio.2008.11.010.ISSN0162-0134.PMID19110314.