シュウ酸のソースを表示

{{出典の明記|date=2021年5月27日 11:48(UTC)}}
{{Chembox
| ImageFile = Oxalsäure2.svg
| ImageSize = 200px
| ImageFileL1 = Oxalic-acid-3D-balls.png
| ImageSizeL1 = 120px
| ImageFileR1 = Oxalic-acid-3D-vdW.png
| ImageSizeR1 = 120px
| IUPAC名 = エタン二酸, ethanedioic acid（系統名）<br />シュウ酸, oxalic acid（許容慣用名）
| Section1 = {{Chembox Identifiers
| SMILES = OC(=O)C(O)=O
| CASNo = 144-62-7
| CASOther =
| 日化辞番号 = J2.954H
| JGlobalID = 200907079185021489
| RTECS =
| KEGG = C00209
 }}
| Section2 = {{Chembox Properties
| Formula = {{chem|H|2|C|2|O|4}}<br />{{chem|C|2|H|2|O|4}}
| RationalFormula ={{chem|(COOH)|2}}
| MolarMass = 90.03 g mol<sup>-1</sup>（無水和物）<br />126.07 g mol<sup>-1</sup>（二水和物）
| Appearance = 無色結晶
| Density = 1.90 g cm<sup>-3</sup>
| Solubility = 10.2g / 100 cm<sup>3</sup> (20 ℃)
| BoilingPt =
| SublimePt = 157 ℃
| MeltingPt = 189.5 ℃（無水和物）（分解）<br />101.5 ℃（二水和物）
| Viscosity =
| pKa = 1.27, 4.27
 }}
| Section3 = {{Chembox Structure
| MolShape = Planar
| Dipole =
 }}
| Section4 = {{Chembox Thermochemistry
| DeltaHf = -821.7 kJ mol<sup>-1</sup>
| DeltaHc = -251.1 kJ mol<sup>-1</sup>
| Entropy = 115.6 J mol<sup>-1</sup>K<sup>-1</sup>
| HeatCapacity = 117 J mol<sup>-1</sup>K<sup>-1</sup>
 }}
| Section7 = {{Chembox Hazards
| MainHazards =
| NFPA-H = 3
| NFPA-F = 1
| NFPA-R =
| FlashPt = 166 ℃
| ExternalMSDS = [https://www.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=ja&p_card_id=0529&p_version=2 ICSC 0529]<br/>[http://www.jtbaker.com/msds/englishhtml/o6044.htm MSDS]
| RPhrases =
| SPhrases =
 }}
| Section8 = {{Chembox Related
| Function = [[カルボン酸]]
| OtherFunctn = [[ギ酸]]; [[マロン酸]]
| OtherCpds = [[グリオキサール]]; [[グリオキシル酸]]; [[グリコール酸]]; [[グリコールアルデヒド]]; [[エチレングリコール]]
 }}
}}

'''シュウ酸'''（シュウさん、'''蓚酸'''、{{lang-en-short|oxalic acid}}）は、[[構造式]] HOOC&ndash;COOH で表される、もっとも単純な[[ジカルボン酸]]。二つの[[カルボン酸|カルボキシ基]]を背中合わせに結合した分子である。[[IUPAC命名法]]ではエタン二酸(「二」はカタカナの「ニ」ではなく漢数字の「二」) (ethanedioic acid)。[[1776年]]、[[カール・ヴィルヘルム・シェーレ]]が[[カタバミ]] (oxalis) から初めて単離したことから命名された。

植物に多く含まれ、和名の由来になっている。漢字の「蓚」は[[タデ科]]の[[スイバ]]を意味し、また[[中国語]]でも植物由来の「[[:zh:草酸|{{lang|zh|草酸}}]]」と呼ぶ。

[[カルシウムイオン]]と強く結合する性質（劇性）があり、体内に入ると[[アシドーシス]]に傾いた血液中でカルシウムと結合して[[結石]]などを生じる。このため、[[毒物及び劇物取締法]]によって[[劇物]]（[[毒物]]ではない）に指定されている。

[[還元]]性があるため、[[滴定]]によく使われる。また、[[染料]]原料や[[漂白剤]]としても用いられる。

== 製法 ==
工業的には、木片をアルカリ処理したのち、[[抽出]]することで得られる。実験的には、[[ギ酸ナトリウム]]を加熱分解して生成する[[シュウ酸ナトリウム]]を、[[水酸化カルシウム]]によって[[シュウ酸カルシウム]]として単離し、これを[[硫酸]]で分解することで得られる。
:<chem>2 HCOONa ->[\Delta] (COO)2Na2 + H2</chem>
:<chem>(COO)2Na2 + Ca(OH)2 -> (COO)2Ca + 2 NaOH</chem>
:<chem>(COO)2Ca + H2SO4 -> (COOH)2 + CaSO4</chem>

[[エチレングリコール]]および[[グリオキサール]]を[[二クロム酸カリウム]]などで[[酸化]]しても生成する。それに関連してこれらの化合物は体中で代謝によりシュウ酸を生成する。

== 化学的性質 ==
無水物は常温常圧で無色の固体で、189.5 ℃ で分解し、[[ギ酸]]、[[二酸化炭素]]<ref>{{PDFLink|1=https://web.archive.org/web/20160304110641/http://www.ed.kanazawa-u.ac.jp/~kashida/PDF/chemIb/chap7/chemt706.pdf|2=[[金沢大学]](P.186)|accessdate=~~~~~}}</ref><ref name=":0">{{Cite journal|和書 |author=佐々木栄一 |title=シュウ酸の硫酸による分解 |url=https://doi.org/10.1246/nikkashi1898.72.4_847 |journal=工業化学雑誌 |issn=0023-2734 |publisher=日本化学会 |year=1969 |volume=72 |issue=4 |pages=847-849 |naid=130004097422 |doi=10.1246/nikkashi1898.72.4_847|accessdate=2020-08-18}}</ref><ref>{{Cite book|title=日本大百科全書(ニッポニカ)|year=2014|publisher=小学館}}</ref>を生じる。
: <chem>(COOH)2 -> HCOOH + CO2</chem>

[[硫酸]]を混合するなど条件を工夫すると先程の二酸化炭素に加え、生じたギ酸が分解され水及び[[一酸化炭素]]<ref name=":0" /><ref>{{Cite book|title=化学事典|year=2010|publisher=旺文社}}</ref>を放出する。
: <chem>(COOH)2 -> H2O + CO + CO2</chem>

吸湿性を持ち、湿気を含んだ空気中に放置すると二水和物となる。[[水溶液]]からも二水和物が[[析出]]し、二水和物を[[五酸化二リン]]を入れた[[デシケーター]]中に入れるか、100 ℃ に加熱することにより[[結晶水]]を失い無水物となる。

=== 酸としての性質 ===
[[カルボキシ基]]を持つため水溶液中では[[電離]]して[[二塩基酸|2価の酸]]として作用を示す。[[弱酸]]として分類されることが多いが、[[リン酸]]などよりも強く[[酸解離定数]]は[[スクアリン酸]]に近い。第一段階の電離度は 0.1 [[濃度#物質量/体積（モル濃度）|mol dm<sup>-3</sup>]] の水溶液では 0.6 程度とかなり大きい。
: <chem>{H2C2O4(aq)} + H2O(l) <=> {H3O^+(aq)} + {HC2O4^-}(aq)</chem>, &nbsp;&nbsp;&nbsp; <math>\mbox{p}K_{a1} = 1.27 \,</math>

: <chem>{HC2O4^-(aq)} + H2O(l) <=> {H3O^+(aq)} + C2O4^{2-}(aq)</chem>, &nbsp;&nbsp;&nbsp; <math>\mbox{p}K_{a2} = 4.27 \,</math>
純粋なものが得やすく秤量しやすい固体であるため、[[分析化学]]においてシュウ酸は[[中和滴定]]の一次標準物質として用いられる。

水溶液中における酸解離に対する[[熱力学]]的諸量は以下の通りである<ref name=tanaka>田中元治 『基礎化学選書8 酸と塩基』 裳華房、1971年</ref>。
{| class="wikitable" style="text-align: center; white-space:nowrap;"
|-
!
! style="white-space:nowrap"| <math>\mathit{\Delta} H^\circ</math>
! style="white-space:nowrap"| <math>\mathit{\Delta} G^\circ</math>
! style="white-space:nowrap"| <math>\mathit{\Delta} S^\circ</math>
! style="white-space:nowrap"| <math>\mathit{\Delta} Cp^\circ</math>
|-
! style="white-space:nowrap"| 第一解離
| style="white-space:nowrap; background-color:#ffffff"| -4.27 kJ mol<sup>-1</sup>
| style="white-space:nowrap; background-color:#ffffff"| 7.24 kJ mol<sup>-1</sup>
| style="white-space:nowrap; background-color:#ffffff"| -38.5 J mol<sup>-1</sup>K<sup>-1</sup>
| style="white-space:nowrap; background-color:#ffffff"| -
|-
! style="white-space:nowrap"| 第二解離
| style="white-space:nowrap; background-color:#ffffff"| -6.57 kJ<sup>-1</sup>mol<sup>-1</sup>
| style="white-space:nowrap; background-color:#ffffff"| 24.35 kJ mol<sup>-1</sup>
| style="white-space:nowrap; background-color:#ffffff"| -103.8 J mol<sup>-1</sup>K<sup>-1</sup>
| style="white-space:nowrap; background-color:#ffffff"| -238 J mol<sup>-1</sup>K<sup>-1</sup>
|-
|}

=== 還元剤としての性質 ===
シュウ酸は[[還元剤]]としてはたらき、分析化学において酸化還元滴定における一次標準物質としても用いられる。その[[標準酸化還元電位]]は以下の通りである。
:<chem>2CO2(g) + 2H^+(aq) + 2e^- = H2C2O4(aq)</chem>, &nbsp;&nbsp;&nbsp; <math>E^\circ = -0.475 \mbox{V}</math>

酸性水溶液中における[[過マンガン酸カリウム]]との反応は以下のようになる。
:<chem>{5H2C2O4} + {2MnO4^-} + 6H^+ -> {10CO2} + {2Mn^{2+}} + 8H2O</chem>

== シュウ酸イオン ==
[[ファイル:Structure of oxalate.svg|right|120px|シュウ酸イオン]]
シュウ酸の第一段階解離により生成する'''シュウ酸水素イオン''' (hydrogenoxalate, {{chem|HC|2|O|4|-}}、{{chem|H(COO)|2|-}}) は1価の[[陰イオン]]であり、第二段階解離により生成する'''シュウ酸イオン''' (oxalate, {{chem|C|2|O|4|2-}}、{{chem|(COO)|2|2-}}) は2価の陰イオンである。シュウ酸イオンは平面型で[[炭素]]-炭素間は[[単結合]]、炭素-[[酸素]]間は[[共鳴]]し単結合および[[二重結合]]の中間的な性格を持つ。

== シュウ酸塩 ==
シュウ酸イオンを含む[[イオン結晶]]である正塩、'''[[シュウ酸塩]]''' ([[w:oxalate|oxalate]]) と、シュウ酸水素イオンを含む[[酸性塩]]である'''[[シュウ酸水素塩]]''' ([[w:hydrogenoxalate|hydrogenoxalate]]) が存在する。正塩は[[アルカリ金属]]塩および[[アンモニウム]]塩、[[アルミニウム]]塩および[[鉄]](III)塩は水に可溶性であるが、[[アルカリ土類金属]]塩を始めとする多くのものが難溶性である。鉄(III)塩の水溶液は徐々に分解しシュウ酸鉄(II) FeC<sub>2</sub>O<sub>4</sub> を析出し、[[銀]]塩は加熱により爆発的に分解する。
* [[シュウ酸アンモニウム]] (<chem>(NH4)2C2O4</chem>)
* [[シュウ酸ナトリウム]] (<chem>Na2C2O4</chem>)
* [[シュウ酸カルシウム]] (<chem>CaC2O4</chem>)
* [[シュウ酸鉄]] (<chem>FeC2O4</chem>, <chem>Fe2(C2O4)3</chem>)

== シュウ酸エステル ==
シュウ酸と[[アルコール]]が[[脱水縮合]]した構造を持つ[[エステル]]を'''シュウ酸エステル'''と呼び、{{chem|(COOR)|2}} の構造を持つ。シュウ酸ジメチルは融点 54 ℃ の固体で水に可溶性であるが、シュウ酸ジエチルは融点 -40.6 ℃ の液体で、水に難溶性である。シュウ酸とアルコールの混合物を濃硫酸と加熱することにより合成する。
* [[シュウ酸ジメチル]]
* [[シュウ酸ジエチル]]
* [[シュウ酸ジフェニル]]

== オキサラト錯体 ==
シュウ酸イオンは主に二箇所の酸素原子で金属イオンに[[配位結合]]を形成し、'''オキサラト錯体''' (oxalato) を形成する。[[配位子]]としてのシュウ酸イオン {{chem|C|2|O|4|2-}} は ox と略す。[[コバルト]](III)に配位したものを始めとして多くの[[遷移金属]][[錯体]]が存在する。
* オキサラトテトラアンミンコバルト(III)塩化物 (<chem>[Co(ox)(NH3)4]Cl</chem>)
* トリスオキサラト鉄(III)酸ナトリウム (<chem>Na3[Fe(ox)3]</chem>)
* [[オキサリプラチン]] (<chem>[Pt(ox)(C6H10(NH2)2)]</chem>)

== 植物中のシュウ酸 ==
シュウ酸は、植物に多く含まれる。タデ科（スイバ、[[ギシギシ]]、[[イタドリ]]など）、[[カタバミ科]]、[[アカザ科]]（[[アカザ (植物)|アカザ]]、[[ホウレンソウ]]など）の植物には水溶性シュウ酸塩（シュウ酸水素ナトリウムなど）が含まれ、[[サトイモ科]]（[[サトイモ]]、[[ザゼンソウ]]、[[マムシグサ]]など）の植物には不溶性シュウ酸塩（[[シュウ酸カルシウム]]など）が含まれる。

[[ヤマノイモ科]]の植物の根菜から作る[[とろろ]]が肌に付くと痒みを生じるのは、シュウ酸カルシウムの針状結晶が肌に刺さって刺激を受けるからである<ref>{{Cite journal|和書|author =桑田寛子 |author2 =治部祐里 |author3 =田淵真愉美 |author4 =寺本あい |author5 =渕上倫子 |date =2015-05-24 |title =ダイジョの冷凍耐性および針状結晶に関する研究 |journal =日本家政学会研究発表要旨集 |volume =67回大会 |issue = |page =69 |publisher =日本家政学会 |location =東京都文京区 |doi =10.11428/kasei.67.0_193 |naid=130005484328 |url =https://doi.org/10.11428/kasei.67.0_193 |accessdate =2021-09-07}}</ref>。

== 摂取 ==
シュウ酸は一部の野菜に含まれている。100g中の含有量は、[[ホウレンソウ]]で1,339mg、[[ショウガ]]239mg、[[パセリ]]177mg、水煮[[タケノコ]]174mgであった<ref>菊永茂司, 高橋正侑、「[https://doi.org/10.4327/jsnfs.38.123 細管式等速電気泳動法による野菜中のシュウ酸の定量]」『日本栄養・食糧学会誌』1985年 38巻 2号 p.123-128 {{doi|10.4327/jsnfs.38.123}}</ref>。[[ゴマ]]種子（多くは種皮部分にシュウ酸カルシウムとして固定）や[[ココア]]などは比較的シュウ酸が多い（洗いゴマ種子全{{chem|C|2|O|4}}1,750mg・遊離{{chem|C|2|O|4}}350mg、ココア約700mg）<ref>石井 裕子, 滝山 一善、「[https://doi.org/10.11402/cookeryscience1995.33.3_372 ゴマ種子中のカルシウムの分布]」『日本調理科学会誌』2000年 33巻 3号 p.372-376 {{doi|10.11402/cookeryscience1995.33.3_372}}</ref><ref>「日本食品標準成分表2015年版（七訂）」 [https://fooddb.mext.go.jp/details/details.pl?ITEM_NO=16_16048_6&MODE=8 し好飲料類/ココア/ピュアココア - 炭水化物有機酸-可食部100g]</ref>。また、[[茶]]にもシュウ酸が含まれており、乾燥茶葉100g中の含有量は、玉露（上級）1,290mg、煎茶（上級）820mg、番茶740mg、ほうじ茶770mgであった<ref>堀江秀樹、木幡勝則、「[https://doi.org/10.5979/cha.2000.89_23 各種緑茶中のシュウ酸含量とその味への寄与]」『茶業研究報告』2000年 2000巻 89号 p,23-27, {{DOI|10.5979/cha.2000.89_23}}</ref>。一方、[[コーヒー]]のシュウ酸含有量はコーヒー豆100g中10-15mg程度である<ref>中林敏郎、「[https://doi.org/10.3136/nskkk1962.25.14 焙煎によるコーヒーの有機酸とpHの変化]」『日本食品工業学会誌』 1978年 25巻 3号 p.142-146, {{doi|10.3136/nskkk1962.25.142}}</ref>。

過剰なシュウ酸摂取は一部の[[結石]]の原因になるとも考えられている。水溶性のシュウ酸の除去には調理で茹でることで減少させることが可能。また、カルシウムを同時に摂取するとシュウ酸がカルシウムと腸内で結合しシュウ酸塩となり体内に吸収されにくくなる。

血液中ではシュウ酸はカルシウムとシュウ酸塩を形成して生体が利用可能なカルシウムの量を減らすことから、[[クエン酸]]と同じくカルシウムがないと反応が進まない血液の凝集凝固作用を阻害する。

2015年には[[フィリピン]]の[[マニラ]]で[[ミルクティー]]にシュウ酸が盛られ、店主と客一人が死亡する事件が発生した（[[:w:2015 Sampaloc milk tea poisoning|2015 Sampaloc milk tea poisoning]]を参照）。

シュウ酸は少量ではあるが気化、エアロゾル化をする性質があるので、知らないうちに呼吸経由や肌経由で体内にシュウ酸を取り込んでいる場合がある事には注意を要する。

== 分解 ==
[[枯草菌]]、[[エノキタケ]]、[[コウジカビ]]（[[アスペルギルス属]]）、[[シュードモナス属]]、[[アオカビ|ペニシリウム属]]、[[ストレプトコッカス・ミュータンス]]、などは[[シュウ酸デカルボキシラーゼ]]を持ち、シュウ酸を分解して二酸化炭素とギ酸にする事が出来る<ref>[https://patents.google.com/patent/JP2009545622A/ja JP2009545622A - 結晶性シュウ酸デカルボキシラーゼおよび使用方法 - Google Patents]</ref>。

== 脚注 ==
{{Reflist}}

== 参考文献 ==

== 関連項目 ==
* [[エチレングリコール]]
* [[グリコールアルデヒド]]
* [[グリオキサール]]
* [[グリオキシル酸]]
* [[グリコール酸]]

== 外部リンク ==
* [http://www.drugsinfo.jp/2008/01/07-223252 飲食物中のシュウ酸含有量について(2008/01/07)] 医薬品情報21
* [https://kikakurui.com/k8/K8519-2016-01.html しゅう酸二水和物 (試薬) JISK8519:2016]

{{Normdaten}}
{{デフォルトソート:しゆうさん}}
[[Category:ジカルボン酸]]
[[Category:劇物]]
[[Category:還元剤]]
[[Category:キレート剤]]
[[Category:腎毒素]]
[[Category:カール・ヴィルヘルム・シェーレ]]