対イオンの数はどう決まるか

上級編②でご説明した通り、リン酸はマイナスの電気を帯びるため、プラスの電気を持つイオン（対イオン）と必ずペアになります。APSはナトリウムイオン（Na⁺）、APMはマグネシウムイオン（Mg²⁺）が対イオンでした。ここでは話を単純にするため「対イオンは1つ」という前提で説明していましたが、実際のところ、マイナスの電気を帯びる場所がいくつあるかによって、必要な対イオンの数は変わります。

APSのリン酸の部分は、正確には「リン酸モノエステル」という形（-O-PO(OH)₂）をしており、水酸基（OH）を2つ持っています。APSのようにpH9〜10という強いアルカリ性の環境では、この2つの水酸基はどちらも水素を手放してイオン化します。マイナスの電気が2か所生まれるため、それを中和するナトリウムも2つ必要になります。

上級編④でご説明した通り、C2・C3のエンジオール構造のうち、C3の水酸基は「ビニローグ酸」としての性質を持ち、カルボン酸並みに酸性度が高い（pKaはおよそ4.2）という特徴があります。APSはC2だけをリン酸でふさいでいるため、C3の水酸基はそのまま残っています。

APSの溶液はpH9〜10という強いアルカリ性です。C3のpKaが4.2ということは、このpH帯では、C3の水酸基もほぼ完全にイオン化しているということになります。つまり、リン酸の2か所に加えて、C3にももう1か所、マイナスの電気を帯びる場所があり、そこにも3つ目のナトリウムが必要になります。

実際に分子式を確認すると、APSはC6H6Na3O9Pで、ナトリウムが3つ含まれています。この式からモル質量を計算すると322.05となり、APS100%単体の解説で引用しているFUJIFILM Wakoの数値（322.05）とぴったり一致します。

分子式の出典：ChemSpider「Sodium Ascorbyl Phosphate」

APPS（Trisodium Ascorbyl Palmitate Phosphate）の英語名にも、すでに"Trisodium"と書かれています。APPSは、APSの構造（リン酸2つ＋C3のエンジオール1つ＝ナトリウム3つ）に、電気的に中立なパルミチン酸エステルを、C6にもう1本追加しただけの構造です。パルミチン酸エステルは、水酸基のような酸性の場所ではないため、イオン化もせず、ナトリウムの数にも影響しません。だからこそ、APSと同じ3つのナトリウムのまま、"Trisodium"という名前になっています。

APPS100%単体の解説でご紹介した通り、APPSの鎖が切れる経路の1つに、パルミチン酸が先に切れて、残りがAPSになるパターンがあります。この時、ナトリウムはどう考えればよいでしょうか。

答えはシンプルです。もともと3つのナトリウムは、リン酸とC3のエンジオールという、パルミチン酸とは別の場所にくっついています。パルミチン酸エステルが切れて外れても、この3つのナトリウムには何の影響もありません。パルミチン酸が抜けたあとに残る「アスコルビン酸2-リン酸」の部分は、対イオンも含めて、そっくりそのままAPSと同じ状態になっている、ということになります。