Phosphate d'aluminium

	Phosphate d'aluminium
	Phosphate d'aluminium en tube (en haut); Structure (en bas)
Identification
Synonymes	Phosphate d'aluminium; Monophosphate d'aluminium; Sel (1:1) d'acide phosphorique et d'aluminium
No CAS	7784-30-7; 22784-12-9 (trihydrate)
No ECHA	100.029.142
No CE	232-056-9
No RTECS	TB6450000
Code ATC	A02AB03
DrugBank	DB14517
PubChem	64655
SMILES
InChI
Apparence	Poudre cristalline blanche
Propriétés chimiques
Formule	AlPO4
Masse molaire	121,952 9 ± 0,001 2 g/mol ; Al 22,12 %, O 52,48 %, P 25,4 %,
Propriétés physiques
T° fusion	1800°C
T° ébullition	Se décompose
Solubilité	1,89.10-9 g/100 ml dans l'eau; Très légèrement soluble dans HCl et HNO3
Paramètre de solubilité δ	9,84.10-21
Masse volumique	2,566 g/cm3
Propriétés optiques
Indice de réfraction	1,546
Précautions
SGH
	; AttentionH314, H315, H319, H332, H335, P260, P261, P264, P271, P280, P310, P312, P321, P362, P363, P301+P330+P331, P302+P352, P303+P361+P353, P304+P312, P304+P340, P332+P313, P337+P313, P405, P403+P233 et P501
NFPA 704
	0 2 0
Transport
	-
	1760
Écotoxicologie
DL50	4640 mg/kg (rat, oral) ; > 4640 mg/kg (lapin, peau)
	Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
	modifier

Le phosphate d'aluminium est un composé du phosphore, de l'oxygène et de l'aluminium, de formule AlPO₄. Dans la nature, il se présente sous la forme du minéral berlinite^[4]. On en connaît de nombreuses formes synthétiques, qui ont des structures similaires aux zéolithes et dont certaines sont utilisées comme catalyseurs, échangeurs d'ions ou tamis moléculaires^[5].

Propriétés

AlPO₄ est isoélectronique du dioxyde de silicium SiO₂ (ou Si₂O₄). La berlinite ressemble au quartz et a une structure similaire, le silicium étant remplacé alternativement par l'aluminium et le phosphore (tétraèdres AlO₄ et PO₄). Comme le quartz, AlPO₄ cristallin (berlinite) est chiral^[6] et piézoélectrique^[7], et se convertit à haute température en des polymorphes isostructuraux de la tridymite et de la cristobalite.

Usages

Tamis moléculaires

Il existe de nombreux tamis moléculaires de phosphate d'aluminium, généralement appelés « ALPO ». Les premiers ont été signalés en 1982^[8]. Ils partagent tous la même composition chimique AlPO₄ et ont des structures avec des cavités microporeuses. La structure est constituée d'une alternance de tétraèdres AlO₄ et PO₄^[9]. La berlinite cristalline plus dense, sans cavité, possède les mêmes tétraèdres alternés AlO₄ et PO₄. Les structures du phosphate d'aluminium varient l'une de l'autre dans l'orientation des tétraèdres AlO₄ et des tétraèdres PO₄ pour former des cavités de tailles différentes, et à cet égard elles sont similaires aux zéolithes de silicates d'aluminium, qui diffèrent par le fait d'avoir une structure chargée électriquement. Une préparation typique de phosphate d'aluminium implique la réaction hydrothermale d'acide phosphorique et d'aluminium sous forme d'hydroxyde, un sel d'aluminium tel que le nitrate d'aluminium ou un alcoolate à pH contrôlé en présence d'amines organiques^[10]. Ces molécules organiques agissent comme des modèles (maintenant appelés agents de direction de structure) pour diriger la croissance de la structure poreuse^[11].

Usage médical

Le phosphate d'aluminium (forme particulaire) est utilisé comme adjuvant immunologique dans certains vaccins (vaccins contenant des antigènes purifiés)^[12]. Avec l'hydroxyde d'aluminium, le phosphate d'aluminium est l'un des adjuvants immunologiques les plus courants (agents améliorant l'efficacité) dans les vaccinations. L'utilisation d'adjuvants d'aluminium est répandue en raison de leur prix bon marché, de leur longue histoire d'utilisation et de leur efficacité avec la plupart des antigènes. On ne sait pas encore comment ces sels fonctionnent comme adjuvants^[13]. Bien qu'utilisées abondamment, les études de sécurité sont rares et incomplètes^[14].

Autres

Semblable à l'hydroxyde d'aluminium, l'AlPO₄ est utilisé comme antiacide. Il neutralise l'acide gastrique (HCl) en formant de l'AlCl₃ avec lui. Jusqu'à 20% de l'aluminium des sels antiacides ingérés peuvent être absorbés par le tractus gastro-intestinal - malgré certaines inquiétudes non vérifiées concernant les effets neurologiques de l'aluminium^[15], le phosphate d'aluminium et les sels d'hydroxyde sont considérés comme antiacides sûrs quand utilisés normalement, même pendant la grossesse et l'allaitement.

Les colorants blancs pour pigments, inhibiteurs de corrosion, ciments et ciments dentaires sont des utilisations supplémentaires de l'AlPO₄ en combinaison avec ou sans autres composés. Les composés apparentés ont également des utilisations similaires. Par exemple, l'Al(H₂PO₄)₃ est utilisé dans les ciments dentaires, les revêtements métalliques, les compositions de glaçure et les liants réfractaires, et l'Al(H₂PO₄)(HPO₄) est utilisé comme ciment, liants et adhésif réfractaire^[16].

Hydrates

Le dihydrate AlPO₄ · 2 H₂O existe dans la nature, sous la forme des minéraux variscite et méta-variscite^[17]. Sa structure est un assemblage d'unités tétraédriques et octaédriques d'anions phosphate, de cations aluminium et d'eau (PO₄³⁻ est tétracoordonné, et Al³⁺ hexacoordonné).

On connaît un autre hydrate, mais synthétique, AlPO₄ · $3 / 2$ H₂O^[18].

Adjuvants à base d'aluminium et réglementation REACH

La réglementation REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) de l'Union européenne, entrée en vigueur en 2007, a pour objectif de protéger la santé humaine et l'environnement contre les risques liés aux produits chimiques. Dans ce cadre, les substances chimiques, y compris les adjuvants à base d'aluminium, doivent être évaluées en termes de sécurité et d'impact environnemental. REACH impose aux fabricants et importateurs, dès lors qu'ils produisent ou importent une substance en quantité égale ou supérieure à 1 tonne par an, de soumettre des informations détaillées sur les propriétés des substances qu'ils produisent ou commercialisent, ainsi que sur leurs effets potentiels^[19].

Notes et références

↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
↑ ^{a et b} (en) John Rumble, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, 18 juin 2018, 4–47 p. (ISBN 978-1138561632)
↑ (en) Pradyot Patnaik, Handbook of Inorganic Chemicals, McGraw-Hill, 2002 (ISBN 0-07-049439-8)
↑ Corbridge (2013), p. 207-208.
↑ Corbridge (2013), p. 310.
↑ (en) Yoshikazu Tanaka, Taro Kojima, Yasutaka Takata et Ashish Chainani, « Determination of structural chirality of berlinite and quartz using resonant x-ray diffraction with circularly polarized x-rays », Physical Review B, vol. 81, n^o 14,‎ 12 avril 2010, p. 144104 (DOI 10.1103/PhysRevB.81.144104, lire en ligne, consulté le 11 avril 2021)
↑ (en) A. I. Motchany et P. P. Chvanski, « Crystal growth of an α-quartz like piezoelectric material, berlinite », Annales de chimie. Science des matériaux, vol. 26, n^o 1,‎ janvier-février 2001, p. 199-208 (présentation en ligne)..
↑ (en) Stephen T. Wilson, Brent M. Lok, Edith M. Flanigen, Celeste A. Messina et Thomas R. Cannan, « Aluminophosphate molecular sieves: a new class of microporous crystalline inorganic solids », Journal of the American Chemical Society, vol. 104, n^o 4,‎ 1982, p. 1146–1147 (présentation en ligne).
↑ (en) Norman Greenwood et Alan Earnshaw, Chemistry of the elements, Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, 2^e éd. (ISBN 978-0-08-037941-8), p. 527.
↑ (en) Santi Kulprathipanja (dir.), Zeolites in Industrial Separation and Catalysis, Weinheim, Wiley, 2010, XXIII-593 p. (ISBN 9783527325054, présentation en ligne).
↑ (en) Wenqin Pang, Jihong Yu et Qisheng Huo, Chemistry of zeolites and related porous materials : synthesis and structure, John Wiley & Sons, 2007 (ISBN 9780470822333), p. 39.
↑ L. Angrand, A. A. Elnar, F.-J. Authier et R. K. Gherardi, « Exposition à l’aluminium vaccinal en France en 2018 », Annales pharmaceutiques françaises, vol. 78, n^o 2,‎ mars 2020, p. 111–128 (DOI 10.1016/j.pharma.2020.01.002, présentation en ligne).
↑ (en) Derek T. O'Hagan (dir.), Vaccine adjuvants : preparation methods and research protocols, Humana Press, 2010 (ISBN 9781617371592, présentation en ligne), p. 65–66, 82.
↑ (en) J.-D. Masson, L. Angrand, G. Badran et R. de Miguel, « Clearance, biodistribution, and neuromodulatory effects of aluminum-based adjuvants. Systematic review and meta-analysis: what do we learn from animal studies? », Critical Reviews in Toxicology, vol. 52, n^o 6,‎ 3 juillet 2022, p. 403–419 (ISSN 1040-8444 et 1547-6898, DOI 10.1080/10408444.2022.2105688, lire en ligne, consulté le 31 août 2023)
↑ (en) Christof Schaefer, Paul W. J. Peters et Richard K. Miller, Drugs during pregnancy and lactation : treatment options and risk assessment, 2015, 3^e éd. (ISBN 9780124080782), p. 94.
↑ Corbridge (2013), p. 1025.
↑ (en) Teresa Roncal-Herrero, Juan Diego Rodriguez-Blanco, Liane G. Benning et Eril H. Oelkers, « Precipitation of Iron and Aluminum Phosphates Directly from Aqueous Solution as a Function of Temperature from 50 to 200 °C », Crystal Growth & Design, vol. 9, n^o 12,‎ octobre 2009, p. 5197–5205 (présentation en ligne).
↑ (en) Felipe Lagno et George P. Demopoulos, « Synthesis of Hydrated Aluminium Phosphate, AlPO₄·1.5H₂O (AlPO4−H3), by Controlled Reactive Crystallization in Sulfate Media », Industrial & Engineering Chemistry Research, vol. 44, n^o 21,‎ octobre 2005, p. 8033–8038 (présentation en ligne).
↑ « Comprendre REACH - ECHA », sur echa.europa.eu (consulté le 11 décembre 2024)

Voir aussi

Articles connexes

Bibliographie

(en) D. E. C. Corbridge, Phosphorus: chemistry, biochemistry and technology, CRC Press, 2013, 6^e éd. (ISBN 9781439840894).

Liens externes

Ressources relatives à la santé :
Notice dans un dictionnaire ou une encyclopédie généraliste :
- Store norske leksikon

Portail de la chimie

[1] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[crc-2] {a et b} (en) John Rumble, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, 18 juin 2018, 4–47 p. (ISBN 978-1138561632)

[3] (en) Pradyot Patnaik, Handbook of Inorganic Chemicals, McGraw-Hill, 2002 (ISBN 0-07-049439-8)

[4] Corbridge (2013), p. 207-208.

[5] Corbridge (2013), p. 310.

[6] (en) Yoshikazu Tanaka, Taro Kojima, Yasutaka Takata et Ashish Chainani, « Determination of structural chirality of berlinite and quartz using resonant x-ray diffraction with circularly polarized x-rays », Physical Review B, vol. 81, n^o 14,‎ 12 avril 2010, p. 144104 (DOI 10.1103/PhysRevB.81.144104, lire en ligne, consulté le 11 avril 2021)

[7] (en) A. I. Motchany et P. P. Chvanski, « Crystal growth of an α-quartz like piezoelectric material, berlinite », Annales de chimie. Science des matériaux, vol. 26, n^o 1,‎ janvier-février 2001, p. 199-208 (présentation en ligne)..

[8] (en) Stephen T. Wilson, Brent M. Lok, Edith M. Flanigen, Celeste A. Messina et Thomas R. Cannan, « Aluminophosphate molecular sieves: a new class of microporous crystalline inorganic solids », Journal of the American Chemical Society, vol. 104, n^o 4,‎ 1982, p. 1146–1147 (présentation en ligne).

[9] (en) Norman Greenwood et Alan Earnshaw, Chemistry of the elements, Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, 2^e éd. (ISBN 978-0-08-037941-8), p. 527.

[10] (en) Santi Kulprathipanja (dir.), Zeolites in Industrial Separation and Catalysis, Weinheim, Wiley, 2010, XXIII-593 p. (ISBN 9783527325054, présentation en ligne).

[11] (en) Wenqin Pang, Jihong Yu et Qisheng Huo, Chemistry of zeolites and related porous materials : synthesis and structure, John Wiley & Sons, 2007 (ISBN 9780470822333), p. 39.

[12] L. Angrand, A. A. Elnar, F.-J. Authier et R. K. Gherardi, « Exposition à l’aluminium vaccinal en France en 2018 », Annales pharmaceutiques françaises, vol. 78, n^o 2,‎ mars 2020, p. 111–128 (DOI 10.1016/j.pharma.2020.01.002, présentation en ligne).

[13] (en) Derek T. O'Hagan (dir.), Vaccine adjuvants : preparation methods and research protocols, Humana Press, 2010 (ISBN 9781617371592, présentation en ligne), p. 65–66, 82.

[14] (en) J.-D. Masson, L. Angrand, G. Badran et R. de Miguel, « Clearance, biodistribution, and neuromodulatory effects of aluminum-based adjuvants. Systematic review and meta-analysis: what do we learn from animal studies? », Critical Reviews in Toxicology, vol. 52, n^o 6,‎ 3 juillet 2022, p. 403–419 (ISSN 1040-8444 et 1547-6898, DOI 10.1080/10408444.2022.2105688, lire en ligne, consulté le 31 août 2023)

[15] (en) Christof Schaefer, Paul W. J. Peters et Richard K. Miller, Drugs during pregnancy and lactation : treatment options and risk assessment, 2015, 3^e éd. (ISBN 9780124080782), p. 94.

[16] Corbridge (2013), p. 1025.

[17] (en) Teresa Roncal-Herrero, Juan Diego Rodriguez-Blanco, Liane G. Benning et Eril H. Oelkers, « Precipitation of Iron and Aluminum Phosphates Directly from Aqueous Solution as a Function of Temperature from 50 to 200 °C », Crystal Growth & Design, vol. 9, n^o 12,‎ octobre 2009, p. 5197–5205 (présentation en ligne).

[18] (en) Felipe Lagno et George P. Demopoulos, « Synthesis of Hydrated Aluminium Phosphate, AlPO₄·1.5H₂O (AlPO4−H3), by Controlled Reactive Crystallization in Sulfate Media », Industrial & Engineering Chemistry Research, vol. 44, n^o 21,‎ octobre 2005, p. 8033–8038 (présentation en ligne).

[19] « Comprendre REACH - ECHA », sur echa.europa.eu (consulté le 11 décembre 2024)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]