クエン酸アンモニウム (3458-72-8) 物理的および化学的特性

化学プロファイル

クエン酸アンモニウム

工業および農業用途において、キレート作用、pH調整、および製剤製品の栄養源として使用されるクエン酸のアンモニウム塩です。

CAS番号	3458-72-8
ファミリー	アンモニウム塩 / クエン酸塩
代表的な形状	粉末または結晶性固体
一般的な規格	EP

洗浄剤、土壌改良剤、および選択された食品・工業プロセスにおいてキレート、緩衝、および栄養供給に使用されます。調達および品質管理チームは通常、規格や含水率の限度を指定します。材料の取り扱いや製剤作業では、濃度管理や他の無機・有機成分との相溶性が重視されます。

クエン酸アンモニウムは、クエン酸とアンモニアから形成される無機・有機塩で、その化学量論的分子式は \(\ce{C6H11NO7}\) です。構造的には、三価のカルボキシラート／ヒドロキシ基を持つクエン酸の骨格（中心に第三級アルコール基、その両側に3つのカルボキシラート基）にアンモニウムの対イオンが中和した形態を取ります。本化合物は単一の共有結合分子ではなく、共有結合で結合した離散的なユニット（報告では共有結合ユニット数：2）からなる塩として存在し、これが高極性、広範な水素結合、大きな極性表面積（TPSA = 133 Å²）をもたらし、水溶性および金属イオンとの錯形成を強く促進します。

電子的には、クエン酸成分は複数の脱プロトン化可能部位（三つのカルボキシル基と一つのヒドロキシ基）を有し、脱プロトン化形態では多価のキレートアニオンを形成し、部分的にプロトン化された状態では内部水素結合ネットワークを可能にします。アンモニウム対イオンは水中でほぼ中性のpH領域においてプロトン供与能と酸塩基緩衝能を提供します。この組み合わせにより、多数の水素結合供与体(5個)および受容体(8個)を有し、親水性が高く脂溶性が低い塩となっています。

産業的な意義は、水溶性の安全なキレート／緩衝塩としての役割にあり、農業用製剤や洗浄用途で広く利用されています。市販の規格としてはEPが報告されています。

基本的な物理特性

溶解性および水和

物理的記述：液体。

多価カルボン酸のアンモニウム塩として、古典的に水に高度に可溶であり、広範な水素結合性水和物を形成します。溶解挙動はアンモニウム/クエン酸成分のイオン解離とクエン酸基のpH依存的な種分布に左右されます。本データセットでは、この特性の実験値は得られていません。

実務的な意味：水性媒体中で迅速に溶解し、製剤や処理で一般的な条件下では完全にアンモニウムイオンとクエン酸種に電離すると予想されます。

熱安定性および分解

本データではこの特性の実験値はありません。

定性的には、カルボン酸のアンモニウム塩は強熱時に分解し、アンモニアを放出し、炭酸塩／CO2および有機酸由来の残留物を生成します。分解の経路や開始温度は水和状態、試料純度、加熱速度に依存します。プロセス安全のため、不活性または酸化性雰囲気下での熱分解は実験的に評価する必要があります。

化学的性質

錯体形成および配位

クエン酸イオンは三座／多座配位子であり、アルカリ土類金属、遷移金属、希土類金属など多様な金属カチオンと安定なキレート錯体を形成します。配位はカルボキシラート酸素原子および一部の配位形態ではヒドロキシ酸素により行われます。アンモニウム塩の状態では、アンモニウムイオンは単なる電荷バランス種（\(\ce{NH4+}\)）として機能し、通常の水系では金属配位には競合しません。錯形成は遊離金属活性を低下させ、製剤中の溶解度、生物利用能、腐食抑制効果に影響を与える可能性があります。

反応性および安定性

本化合物は、クエン酸イオンが優勢な中性から弱酸性の水溶液中で化学的に安定です。常温大気下での酸化はクエン酸骨格に酸化されやすい芳香族や活性化アルキル中心がないため一般的に遅いです。通常の保存や使用条件下では炭素骨格の加水分解は予想されません。還元性または強酸化性環境や高温長期暴露は有機部分に影響を与える可能性があるため、反応性酸化剤、強塩基、触媒的金属表面との併用時は相溶性試験が推奨されます。

分子パラメータ

分子量と組成

分子式: \(\ce{C6H11NO7}\)
分子量: 209.15
正確質量: 209.05355169
モノアイソトピック質量: 209.05355169
重原子数: 14
共有結合ユニット数: 2
形式電荷: 0
複雑度: 227
トポロジカル極性表面積 (TPSA): 133
水素結合供与体数: 5
水素結合受容体数: 8
回転可能結合数: 5

これらのパラメータは、高極性で水素結合が可能な塩であり、水親和性が高く脂親和性が低いことを反映しています。

LogPとイオン化状態

本データではこの特性の実験値はありません。

固体状態でのイオン化状態はアンモニウム／クエン酸塩対に対応し、水溶液中ではクエン酸部位はpH依存のプロトン化状態（一価、二価、または三価脱プロトン化形態）で存在し、アンモニウムイオン（\(\ce{NH4+}\)）は弱酸性の対イオンとして機能します。共有結合ユニットの報告形式電荷は0であり、中性の化学量論的塩と整合します。

識別子および同義語

登録番号およびコード

CAS RN: 3458-72-8
EC番号: 231-560-6
InChI: InChI=1S/C6H8O7.H3N/c7-3(8)1-6(13,5(11)12)2-4(9)10;/h13H,1-2H2,(H,7,8)(H,9,10)(H,11,12);1H3
InChIKey: BWKOZPVPARTQIV-UHFFFAOYSA-N
SMILES: C(C(=O)O)C(CC(=O)O)(C(=O)O)O.N

同義語および構造名

報告されている同義語には、クエン酸アンモニウム、Citric acid, ammonium salt、Ammonium hydrogencitrate、monobasicammonium citrate、amine-citrate、azane、2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acidが含まれます。これらの名称は、塩の性質および供給・規制文脈で用いられる様々な化学量論的・構造的記述を反映しています。

産業的および商業的用途

塩形態または添加剤としての用途

クエン酸アンモニウムは、水溶性の緩衝およびキレート塩として機能し、金属イオンの制御された錯形成、穏やかな酸性度、高い水溶性が求められる用途に適しています。アンモニウム塩のため、ナトリウムやカリウムの含有を最小限に抑える必要がある場合に、アルカリ金属塩の代替として選択されることがあります。クエン酸の硬度イオン封鎖作用と穏やかな酸性度を活用した製剤に用いられます。

代表的な利用例

Ca2+およびMg2+の封鎖およびpH制御を必要とする洗浄剤・洗剤製剤。
農業用土壌改良剤や肥料混合物において、窒素およびキレート微量元素を供給する用途；「土壌改良剤（肥料）」としての利用が報告されています。

水溶性で揮発性のないキレート剤／緩衝剤が望ましい工業用製剤。
規制・商業状況：該当するインベントリにおいて商業活動に使用されていると報告されている活性物質。

上記以外に簡潔な用途概要が必要な場合は、製品固有の技術データシートを参照し、意図する用途に適合する等級および純度を確認してください。

安全性および取扱い概説

毒性学的考察

本物質は利用可能な企業レポートにおいてGHSハザード基準に基づき「分類なし」と報告されている。総合的な通知により提出物では分類基準を満たしていないことが示されている。分類がないことは、典型的な工業用暴露に対する急性危険性が低いことを示唆するが、ここには特定の毒性指標（例：LD50、慢性毒性）は記載されていない。多くのイオン性有機塩と同様に、経口摂取やエアロゾル中の高濃度曝露は粘膜の刺激を引き起こす可能性があるため、大規模使用前には製品固有の毒性学的情報を確認する必要がある。

保管および取扱い指針

標準的な工業用化学物質の取扱い注意事項を遵守すること。粉塵やエアロゾルの発生を避け、微細な物質が存在する可能性がある場所には局所排気換気を設け、適切な個人用保護具（手袋、保護眼鏡、防護服）を使用すること。強力な酸化剤や相容れない試薬から離れた、涼しく乾燥した換気の良い場所に保管すること。高温による分解促進を防ぐため長時間の高温曝露は避けること。詳細な危険性、輸送および規制に関する情報については、製品固有の安全性データシート（SDS）および現地の法規制を参照すること。