Малеиновая кислота или цис -бутендиовая кислота — это органическое соединение , представляющее собой дикарбоновую кислоту , молекулу с двумя карбоксильными группами. Ее химическая формула — HO 2 CCH=CHCO 2 H. Малеиновая кислота — это цис -изомер бутендиовой кислоты, тогда как фумаровая кислота — это транс -изомер. Малеиновая кислота в основном используется в качестве предшественника фумаровой кислоты и относительно ее родительского малеинового ангидрида , который имеет множество применений. [4]
Малеиновая кислота имеет теплоту сгорания -1355 кДж/моль. [5] На 22,7 кДж/моль выше, чем у фумаровой кислоты. Малеиновая кислота более растворима в воде, чем фумаровая кислота . Температура плавления малеиновой кислоты (135 °C) также намного ниже, чем у фумаровой кислоты (287 °C). Как подтверждает рентгеновская кристаллография , малеиновая кислота является плоской. Наблюдаются две нормальные водородные связи , одна внутримолекулярная и одна межмолекулярная. Кристаллографический анализ показывает, что внутримолекулярная водородная связь мало затронута в монокалиевой соли. [6]
В промышленности малеиновую кислоту получают путем гидролиза малеинового ангидрида , который получают путем окисления бензола или бутана . [4]
Малеиновая кислота является промышленным сырьем для производства глиоксиловой кислоты методом озонолиза . [7]
Малеиновую кислоту можно использовать для образования солей присоединения кислот с лекарственными средствами, чтобы сделать их более стабильными, например, малеат индакатерола.
Малеиновая кислота также используется в качестве усилителя адгезии для различных поверхностей, таких как нейлон и оцинкованные металлы, например, оцинкованная сталь, в клеях на основе метилметакрилата.
Основное промышленное применение малеиновой кислоты — ее превращение в фумаровую кислоту . Это превращение, изомеризация , катализируется различными реагентами, такими как минеральные кислоты и тиомочевина . Опять же, большая разница в растворимости в воде делает очистку фумаровой кислоты легкой.
Изомеризация является популярной темой в школах. Малеиновая кислота и фумаровая кислота не взаимопревращаются спонтанно, поскольку вращение вокруг двойной связи углерод-углерод энергетически невыгодно. Однако превращение цис- изомера в транс- изомер возможно путем фотолиза в присутствии небольшого количества брома . [8] Свет преобразует элементарный бром в радикал брома , который атакует алкен в реакции радикального присоединения к радикалу бром-алкана; и теперь возможно вращение одинарной связи. Радикалы брома рекомбинируют, и образуется фумаровая кислота. В другом методе (используемом в качестве демонстрации в классе) малеиновая кислота превращается в фумаровую кислоту посредством процесса нагревания малеиновой кислоты в растворе соляной кислоты . Обратимое присоединение (H + ) приводит к свободному вращению вокруг центральной связи CC и образованию более стабильной и менее растворимой фумаровой кислоты.
Некоторые бактерии вырабатывают фермент малеатизомеразу , который используется бактериями в метаболизме никотината . Этот фермент катализирует изомеризацию между фумаратом и малеатом.
Хотя это и не практикуется в коммерческих целях, малеиновую кислоту можно преобразовать в малеиновый ангидрид путем дегидратации , в яблочную кислоту путем гидратации и в янтарную кислоту путем гидрирования ( этанол / палладий на углероде ). [9] Она реагирует с тионилхлоридом или пентахлоридом фосфора, образуя хлорид малеиновой кислоты (невозможно выделить монохлорид). Малеиновая кислота, будучи электрофильной, участвует в качестве диенофила во многих реакциях Дильса-Альдера .
Ион малеата — это ионизированная форма малеиновой кислоты. Ион малеата используется в биохимии как ингибитор реакций трансаминазы . Эфиры малеиновой кислоты также называются малеатами, например, диметилмалеат .
Многие препараты, содержащие амины , выпускаются в виде солей малеиновой кислоты , например , карфеназин , хлорфенирамин , пириламин , метилэргоновин и тиэтилперазин . [10]
