In der Biochemie wird der Begriff Pyrophosphat (PPi) verwendet, um sich auf chemische Verbindungen zu beziehen, die die Ester, Salze und Anionen von Pyrophosphorsäure umfassen. Letzteres, eine negativ geladene wasserfreie Phosphatsäure, wird beim Erhitzen reaktiv. In Wasser suspendiert löst das Anion der Pyrophosphorsäure jedoch auch leicht die Aufspaltung von Wassermolekülen in Wasserstoff- und Hydroxidionen in einem Prozess namens Pyrophosphorolyse aus, der anorganisches Phosphat liefert. Konkret geht es dabei um die Umwandlung von zellulärem Adenosintriphosphat (ATP) in Adenosinmonophosphat (AMP).
Schwankungen der Energiebelastung bei Phosphorylierungsreaktionen mit Proteinen und anderen organischen Molekülen erzeugen unterschiedliche Formen von Pyrophosphat. Das Endergebnis enthält jedoch immer eines dieser Ionen. Farnesylpyrophosphat wird beispielsweise durch die Synthese von Kohlenwasserstoffen, den sogenannten Terpenen, gewonnen. Dimethylallylpyrophosphat ist ein Nebenprodukt der Mevalonsäure.
Während diese Verbindungen in praktisch allen lebenden Organismen für die normale Zellfunktion essentiell sind, spielen sie auch in der industriellen Chemie eine wichtige Rolle. Dinatriumpyrophosphat wird beispielsweise bei der Verarbeitung von Leder verwendet, um eine Oxidation zu verhindern, die zu Verfärbungen durch Eisenoxide führen kann. Es wird auch verwendet, um die Fließfähigkeit von Zement und Erdöl zu verbessern, wenn es als Weichmacher zugesetzt wird. Diese Substanz wird auch gesäuerten Backwaren und Fleischkonserven und Meeresfrüchten als Chelatbildner zugesetzt, um den pH-Wert der Konservierungslösung zu regulieren.
Natriumpyrophosphat hat viele Anwendungen in der Lebensmittelindustrie als Chelatbildner und Verdickungsmittel. In Kombination mit Maisstärke ist es ein Hauptbestandteil von Bakewell Baking Powder, das während des Zweiten Weltkriegs bekannt wurde, als normales Backpulver knapp wurde. Dieses Pulver wird auch heute noch als glutenfreie Alternative zu Backpulver und Weinstein verkauft. Es ist auch ein häufiger Lebensmittelzusatzstoff, der in Tiefkühlkost, Fertigpudding und einigen Produkten auf Sojabasis vorkommt.
Dieses Pulver ist auch als Dispersionsmittel und Oxidationsschutzmittel nützlich. Tatsächlich wurde es früher häufig in Waschmitteln verwendet, um Flecken zu entfernen und erneute Ablagerungen zu verhindern. Diese Praxis wurde jedoch in den 1970er Jahren aufgrund der negativen Umweltauswirkungen der Freisetzung von Phosphaten in Wasserstraßen weitgehend eingestellt. Es wird jedoch immer noch als Fleckenschutzmittel in kommerzieller Zahnpasta verwendet und hilft zusätzlich bei der Entfernung von Zahnstein und Plaque von den Zähnen.
Calciumpyrophosphat ist auch ein Zusatz zu Zahnseide und Zahnpasta, obwohl diese chemische Verbindung am besten dafür bekannt ist, eine arthritische Erkrankung namens Calciumpyrophosphat-Ablagerungskrankheit (CPDD) aufgrund einer Ansammlung von Dihydratkristallen in der Gelenkflüssigkeit und im Gewebe zu erleichtern, die die Gelenke umgeben. Als Folge kommt es zu einer Entzündung, die Schmerzen und Bewegungseinschränkungen verursacht. Obwohl der genaue Mechanismus dieser Krankheit noch nicht klar ist, wird vermutet, dass er mit erhöhten ATP-Spiegeln zusammenhängt.