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<title>Polyphosphate</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Polyphosphate</span></h1>

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</div>

<p><b>Polyphosphate</b> sind <a href="Kondensationsreaktion" title="Kondensationsreaktion">Kondensationsprodukte</a> von Salzen der ortho-<a href="Phosphors%C3%A4ure" title="Phosphorsäure">Phosphorsäure</a> (H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>) mit der allgemeinen <a href="Summenformel" title="Summenformel">Summenformel</a> M′<sub>n+2</sub>P<sub>n</sub>O<sub>3n+1</sub> und der Struktur

</p>

<p>(M′ = einwertiges Metall).

</p><p>Zu den Polyphosphaten werden sehr häufig auch die kurzkettigen (also eigentlich <i>oligo-</i>) Phosphate gezählt. Cyclische <a href="Polymer" title="Polymer">Polymere</a> werden als <a href="Metaphosphate" title="Metaphosphate">Metaphosphate</a> bezeichnet. Der <a href="Polymerisationsgrad" title="Polymerisationsgrad">Polymerisationsgrad</a> kann mehrere Tausend betragen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Beispiele">Beispiele</h2></div>

<p>mit n = 3: <a href="Adenosintriphosphat" title="Adenosintriphosphat">Adenosintriphosphat</a> (ATP), <a href="Pentanatriumtriphosphat" title="Pentanatriumtriphosphat">Pentanatriumtriphosphat</a> Na<sub>5</sub>P<sub>3</sub>O<sub>10</sub>

</p><p>mit n = 15 bis 20: (NaPO<sub>3</sub>)<sub>n</sub>; trägt häufig den sachlich falschen Namen <i><a href="Natriumhexametaphosphat" title="Natriumhexametaphosphat">Natriumhexametaphosphat</a></i>.

</p><p>mit n = Hunderte bis Tausende: Volutin (stabilisiert mit Ca<sup>2+</sup>, Mg<sup>2+</sup>) in <a href="Prokaryoten" title="Prokaryoten">Prokaryoten</a>, sowie in Acidocalcisomen in <a href="Einzeller" title="Einzeller">Einzeller</a>-<a href="Eukaryoten" title="Eukaryoten">Eukaryoten</a>.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Beispiele für hochmolekulare unverzweigte Polyphosphate der allgemeinen Formel Na<sub>2</sub>H<sub>2</sub>P<sub>n</sub>O<sub>3n+1</sub> sind das <b>Grahamsche Salz</b>, das <b>Madrellsche Salz</b> und das <b>Kurrolsche Salz</b>. Das Grahamsche Salz wird beim Erhitzen von <a href="Natriumdihydrogenphosphat" title="Natriumdihydrogenphosphat">Natriumdihydrogenphosphat</a> auf eine Temperatur über 600 °C und anschließendem Abschrecken der Schmelze als klar durchsichtige, hygroskopische, glasige Masse gebildet. Bei 580 °C geht es in das Kurrolsche Salz über. Dieses entsteht auch, wenn man Natriumdihydrogenphosphat auf über 600 °C erhitzt und die Schmelze anschließend langsam abkühlen lässt. Beim Erhitzen von Natriumdihydrogenphosphat auf 250 °C oder durch Tempern von Kurrolschem Salz bei 380 °C erhält man das Madrellsche Salz als kristallines lineares Polyphosphat.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Die Struktur des Maddrellschen Salzes besteht aus linear schraubenförmig angeordneten PO<sub>4</sub> Tetraedern.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Der Name des Maddrellschen Salzes leitet sich von Robert Maddrell, der langkettige Polyphosphate 1886 beschrieben hat, ab.<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Verwendung">Verwendung</h2></div>

<p>(NaPO<sub>3</sub>)<sub>15–20</sub> war ehemals Hauptbestandteil (neben Metaphospaten) von <i>Calgon</i>, einem Produkt zur <a href="Wasserenth%C3%A4rtung" title="Wasserenthärtung">Wasserenthärtung</a> für Haushaltsgeräte. Diese Chemikalie wird auch als <b>Hexametaphosphat</b> bezeichnet. Die Silbe "Hexa" lässt sechs Untereinheiten vermuten, was sich jedoch weder in der Summenformel noch in der Struktur des Moleküls wiederfindet.

</p><p>Polyphosphate werden in der Lebensmitteltechnik als <a href="Komplexbildner" title="Komplexbildner">Komplexbildner</a>, <a href="Puffer_(Chemie)" title="Puffer (Chemie)">Säurepuffer</a>, <a href="Schmelzsalz" title="Schmelzsalz">Schmelzsalze</a>, <a href="Festigungsmittel" title="Festigungsmittel">Festigungsmittel</a> und <a href="Stabilisator_(Lebensmittelzusatzstoff)" title="Stabilisator (Lebensmittelzusatzstoff)">Stabilisatoren</a> eingesetzt.

</p><p>Natrium-, Kalium-, Natriumcalcium- und Calcium-Polyphosphat sind in der <a href="Europ%C3%A4ische_Union" title="Europäische Union">EU</a> als <a href="Lebensmittelzusatzstoff" title="Lebensmittelzusatzstoff">Lebensmittelzusatzstoff</a> der Nummer <i>E 452</i> für bestimmte Lebensmittel mit jeweils unterschiedlichen Höchstmengenbeschränkungen zugelassen. Nach der <a href="Zusatzstoff-Zulassungsverordnung" title="Zusatzstoff-Zulassungsverordnung">Zusatzstoff-Zulassungsverordnung</a> sind dies – für die meisten zugelassenen Phosphate weitgehend einheitliche – einzelne Festlegungen für eine breite Palette mit zahlreichen unterschiedlichen Lebensmittelsorten. Die zugelassenen Höchstmengen variieren von 0,5 über meist um 5 bis hin zu 50 Gramm pro Kilogramm (in Getränkeweißer für Automaten) oder auch dem Fehlen einer festen Beschränkung (<a href="Quantum_satis" title="Quantum satis">quantum satis</a> – nach Bedarf, bei Nahrungsergänzungsmitteln). <a href="Phosphate" title="Phosphate">Phosphate</a> stehen im Verdacht <a href="Hyperaktivit%C3%A4t" title="Hyperaktivität">Hyperaktivität</a>, <a href="Allergie" title="Allergie">allergische</a> Reaktionen und <a href="Osteoporose" title="Osteoporose">Osteoporose</a> auszulösen.

Es wurde eine <a href="Erlaubte_Tagesdosis" title="Erlaubte Tagesdosis">erlaubte Tagesdosis</a> von 70 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht für die Gesamtmenge aufgenommener Phosphorsäure und Phosphate insgesamt festgelegt.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Biologische_Funktionen">Biologische Funktionen</h2></div>

<p>Alle <a href="Eucyte" title="Eucyte">eukaryotischen</a> und <a href="Protocyte" title="Protocyte">prokaryotischen</a> <a href="Zelle_(Biologie)" title="Zelle (Biologie)">Zellen</a> enthalten Polyphosphate. Bei <a href="Bakterien" title="Bakterien">Bakterien</a> und <a href="Hefen" title="Hefen">Hefen</a> dienen die Polymere der Energiespeicherung und sind in Acidocalcisomen gespeichert. <a href="Thrombozyt" title="Thrombozyt">Thrombozyten</a> enthalten homologe Polyphosphat-speichernde Strukturen sogenannte dichte <a href="Granula" title="Granula">Granula</a> (dense granules), die Polyphosphate-reich sind. Die Aktivierung von Thrombozyten führt zur Sekretion der Polymere, die dann über eine Aktivierung des Blutgerinnungsfaktors XII (<a href="Hageman-Faktor" title="Hageman-Faktor">Hageman-Faktor</a>, FXII) die Bildung von <a href="Fibrin" title="Fibrin">Fibrin</a> und die Freisetzung des Entzündungsmediators <a href="Bradykinin" title="Bradykinin">Bradykinin</a> starten und so prokoagulant und proinflammatorisch wirken.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Eigenschaften">Eigenschaften</h2></div>

<p>Polyphosphatmoleküle sind labil. Eine <a href="Hydrolyse" title="Hydrolyse">Hydrolyse</a> wird durch Temperaturerhöhungen (auf 60–70 °C), eine Absenkung des <a href="PH-Wert" title="PH-Wert">pH-Wertes</a> (auf pH 3,5–4), Anwesenheit von <a href="Kationen" class="mw-redirect" title="Kationen">Kationen</a> beziehungsweise durch Heraufsetzung der <a href="Ionenst%C3%A4rke" title="Ionenstärke">Ionenstärke</a> des Mediums, in dem sie sich befinden, gefördert.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>Müller et al., <i>Platelet Polyphosphates Are Proinflammatory and Procoagulant Mediators In Vivo</i>, Cell 139(6):1143–56; <a href="https://doi.org/10.1016/j.cell.2009.11.001" class="extiw external" title="doi:10.1016/j.cell.2009.11.001">doi:10.1016/j.cell.2009.11.001</a>.</li>

<li>N. J. Mutch: <i>Polyphosphate as a haemostatic modulator.</i> In: <i>Biochemical Society transactions.</i> Band 44, Nummer 1, Februar 2016, S. 18–24, <a href="https://doi.org/10.1042/BST20150207" class="extiw external" title="doi:10.1042/BST20150207">doi:10.1042/BST20150207</a>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26862183?dopt=Abstract">PMID 26862183</a>.</li>

<li>P. R. Angelova, A. Y. Baev, A. V. Berezhnov, A. Y. Abramov: <i>Role of inorganic polyphosphate in mammalian cells: from signal transduction and mitochondrial metabolism to cell death.</i> In: <i>Biochemical Society transactions.</i> Band 44, Nummer 1, Februar 2016, S. 40–45, <a href="https://doi.org/10.1042/BST20150223" class="extiw external" title="doi:10.1042/BST20150223">doi:10.1042/BST20150223</a>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26862186?dopt=Abstract">PMID 26862186</a>.</li>

<li>N. Lander, C. Cordeiro, G. Huang, R. Docampo: <i>Polyphosphate and acidocalcisomes.</i> In: <i>Biochemical Society transactions.</i> Band 44, Nummer 1, Februar 2016, S. 1–6, <a href="https://doi.org/10.1042/BST20150193" class="extiw external" title="doi:10.1042/BST20150193">doi:10.1042/BST20150193</a>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26862180?dopt=Abstract">PMID 26862180</a>.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">Joseph W. Lengeler, G. Drews, Hans Günter Schlegel: <cite style="font-style:italic">Biology of the prokaryotes</cite>. Thieme, Stuttgart 1999, ISBN 3-13-108411-1, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>156</span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Polyphosphate&rft.au=Joseph+W.+Lengeler%2C+G.+Drews%2C+Hans+G%C3%BCnter+Schlegel&rft.btitle=Biology+of+the+prokaryotes&rft.date=1999&rft.genre=book&rft.isbn=3131084111&rft.pages=156&rft.place=Stuttgart&rft.pub=Thieme" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">Docampo R, Ulrich P, Moreno SN: <cite style="font-style:italic">Evolution of acidocalcisomes and their role in polyphosphate storage and osmoregulation in eukaryotic microbes</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Philosophical Transactions of the Royal Society London, B, Biological Sciences</cite>. 365. Jahrgang, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>1541</span>, März 2010, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>775–84</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1098/rstb.2009.0179">10.1098/rstb.2009.0179</a></span>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20124344?dopt=Abstract">PMID 20124344</a>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Polyphosphate&rft.atitle=Evolution+of+acidocalcisomes+and+their+role+in+polyphosphate+storage+and+osmoregulation+in+eukaryotic+microbes&rft.au=Docampo+R%2C+Ulrich+P%2C+Moreno+SN&rft.date=2010-03&rft.doi=10.1098%2Frstb.2009.0179&rft.genre=journal&rft.issue=1541&rft.jtitle=Philosophical+Transactions+of+the+Royal+Society+London%2C+B%2C+Biological+Sciences&rft.pages=775-84&rft.pmid=20124344&rft.volume=365.+Jahrgang" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text"><a href="Nils_Wiberg" title="Nils Wiberg">Nils Wiberg</a>: <cite style="font-style:italic"><a href="Holleman-Wiberg_Lehrbuch_der_Anorganischen_Chemie" title="Holleman-Wiberg Lehrbuch der Anorganischen Chemie">Holleman-Wiberg Lehrbuch der Anorganischen Chemie</a></cite>. 102. Auflage. <a href="Walter_de_Gruyter_(Verlag)" title="Walter de Gruyter (Verlag)">Walter de Gruyter & Co</a>, Berlin, New York 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>807</span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Polyphosphate&rft.au=Nils+Wiberg&rft.btitle=Holleman-Wiberg+Lehrbuch+der+Anorganischen+Chemie&rft.date=2007&rft.edition=102&rft.genre=book&rft.isbn=9783110177701&rft.pages=807&rft.place=Berlin%2C+New+York&rft.pub=Walter+de+Gruyter+%26+Co" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">Acta Crist. (1963). 16, 428 Zur Struktur des Maddrellschen Salzes von K.H. Jost Institut für anorganische Chemie des Instituts der Wissenschaften, Berlin, Adlershof, Deutschland, abgerufen <a rel="nofollow" class="external free" href="https://scripts.iucr.org/cgi-bin/paper?S0365110X63001109">https://scripts.iucr.org/cgi-bin/paper?S0365110X63001109</a> Aufruf 2021-01-14</span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text">Memoirs and Proceedings of the Chemical Society of London for 1845–1848 by Chemical Society (Great Britain) S. 273–280 Artikel Dec. 7 1886 CLXXX Metaphosphates by Robert Maddrell Esq. Abgerufen über <a rel="nofollow" class="external free" href="https://play.google.com/books/reader?id=yrFJAQAAMAAJ&hl=de&pg=GBS.PA7">https://play.google.com/books/reader?id=yrFJAQAAMAAJ&hl=de&pg=GBS.PA7</a></span>

</li>

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