Maleinska kiselina

Maleinska kiselina ili cis- butendioična kiselina je organski spoj – dikarboksilna kiselina – molekula sa dvije karboksilne grupe. Njena hemijska formula je:

• HO₂CCHCHCO₂H.

Maleinska kiselina
Općenito
Hemijski spoj	Maleinska kiselina
Druga imena	(Z)-butenedioična kiselina, cis-butenedioična kiselina, malenska kiselina, maleinična kiselina, toksilinska kiselina
Molekularna formula	HO2CCHCHCO2H
CAS registarski broj	110-16-7
SMILES	O=C(O)\C=C/C(=O)O
InChI	1/C4H4O4/c5-3(6)1-2-4(7)8/h1-2H,(H,5,6)(H,7,8)/b2-1-
Kratki opis	Bijela čvrsta tvar
Osobine1
Gustoća	1.59 g/cm³
Tačka topljenja	135
Rastvorljivost	478.8 g/L na 20 C
Rizičnost
NFPA 704	0 0 0
1 Gdje god je moguće korištene su SI jedinice. Ako nije drugačije naznačeno, dati podaci vrijede pri standardnim uslovima.

Maleinska kiselina je u čvrstom agregatnom stanju

Maleinska kiselina je cis - izomer butendioične kiseline, dok je fumarna kiselina trans izomer. Uglavnom se koristi kao prethodnica fumarne kiseline, a u odnosu na svoj matični maleinski anhidrid, maleinska kiselina ima nekoliko aplikacija.^[1][2][3][4]

Fizička svojstva

Maleinska kiselina je manje stabilna molekula od fumarne kiseline. Razlika u toploti sagorijevanja je 22,7 kJ • mol^i–1. Toplota sagorevanja je -1355 kJ/mol.^[5] Topljivija je u vodi od fumarne kiseline. Tačke topljenja maleinske kiseline (135 °C) je također znatno manja nego kodfumarne kiseline (287 °C). Oba svojstva maleinske kiseline se mogu objasniti na račun unutar vodikovih povezivanja, koja se odvija u maleinskoj kiselini na račun intermolekularnih interakcija, a što nije moguće u fumarnoj kiselini iz geometrijskih razloga.^{[6][7][8][9][10]}

Proizvodnja i industrijska primjena

U industriji, maleinska kiselina se dobija hidrolizom maleinske kiseline, a drugi način se proizvodnje je organska oksidacija benzena ili butana

Maleinska kiselina je industrijska sirovina za proizvodnju glikoksilne kiseline putem ozonolize.^[11] Može se koristiti i za formirnje dodataka kiselinskih soli, kao što je indakaterol maleat, lijekovima, kako bi ih bolje stabilizirali,

Maleinska kiselina se također koristi za poboljšanje prionjivosti za različite podloge, kao što su najlon i pocinčani metali, npr. pocinčani čelik, na bazi metil metakrilat ljepila.

Izomerizacija u fumarnu kiselinu

Najveći industrijsku upotrebu maleinska kiselina ima u pretvaranju u fumarnu kiselinu. Ova konverzija, jedna od izomerizacija, je katalizirana raznim reagensima, kao što su mineralne kiseline i tiourea. Velika razlika u rastvorljivosti u vodi, pročišćavanje fumarne kiseline ćini lahkim postupkom.

Izomerizacija je popularna tema u školama. Maleinska i fumarna kiselina nespontano se interkonvertiraju, jer rotacija oko ugljik-ugljik dvostruke veze nije energetski povoljna. Međutim, konverzija cis izomera u trans izomer je moguća fotolizom u prisustvu male količine bromina.^[12]. Svjetlost pretvara element brom u brom u slobodni radikal, koji napada alken u radikalnoj reakciji sa bromo-alkan radikalom. Tada je moguća rotacija s jednostrukom vezom. Brom radikal se rekombinira i formira fumarnu kiselinu. U drugom načinu (koristi se kao nastavna demonstracija), maleinska kiselina se pretvara u fumarnu kiselinu tokom zagrijavanja maleinske kiseline u rastvoru HCl Reverzibilni smjer toga (H +⁺) dovodi do slobodne rotacije oko centralne C-C veze i formiranja stabilnije i manje rastvorljiva fumarne kiseline.

Ostale reakcije

Iako se to ne praktikuje komercijalno, maleinska kiselina se može pretvoriti u maleinsku kiselinu dehidracijom, u jabučnoj kiselini hidratacijom, a da se dobije sukcinska kiselina putem hidrogenacije (etanol / paladij na ugljiku) . To reagira s Tionil hloridom ili fosfor pentahloridom dajući hlorid maleinske kiseline (nije moguće izolirati kiselinski mono hlorid). Maleinska kiseline, kao elektrofilna, sudjeluje kao dienofil u mnogim Diels-Alder reakcijama.^[6][13]

Maleati

Maleatni ion je ionizirani oblik maleinske kiseline, a koristan je u biohemiji kao inhibitor reakcije transaminaza. Estri maleinske kiseline se nazivaju maleati, naprimjer dimetil maleat.

Koristiti u farmaciji

Mnogi lijekovi se daju kao maleati, npr. karfenazin, hlorfeniramin, pirilamin, metilergonovinom, i tietilperazin.

Reference

1. Voet D., Voet J. (1995): Biochemistry, 2nd Ed. Wiley, http://www.wiley.com/college/math/chem/cg/sales/voet.html.
2. Bugg T. (1997): An introduction to enzyme and coenzyme chemistry. Blackwell Science, Oxford, ISBN 0-86542-793-3.
3. Lindhorst T. (2007): Essentials of carbohydrate chemistry and biochemistry. Wiley-VCH, 3527315284}}
4. Robyt F. (1997): Essentials of carbohydrate chemistry. Springer, ISBN 0387949518.
5. http://www.southalabama.edu/chemistry/barletta/felthouse.pdf .
6. Laidler K. J. (1978): Physical chemistry with biological applications. Benjamin/Cummings, Menlo Park, ISBN 0-8053-5680-0.
7. Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-1-8.
8. Hunter G. K. (2000): Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. Academic Press, London 2000, ISBN 0-12-361811-8.
9. Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2000): Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo, ISBN 9958-10-222-6.
10. Nelson D. L., Cox M. M. (2013): Lehninger principles of biochemistry. W. H. Freeman and Co., ISBN 978-1-4641-0962-1.
11. http://www.dsm.com/en_US/html/dfc/rds_oxidation.htm Arhivirano 30. 11. 2005. na Wayback Machine.
12. http://www.uni-regensburg.de/Fakultaeten/nat_Fak_IV/Organische_Chemie/Didaktik/Keusch/D-Mal_Isom-e.htm Arhivirano 27. 11. 2005. na Wayback Machine. (uz video).
13. Petrucci R.H., Harwood W.S. and Herring F.G. (2002): General Chemistry, 8th Ed. Prentice-Hall, New York, ISBN 0-13-014329-4.

Vanjski linkovi

• International Chemical Safety Card 1186
• kalkulator: Voda i rastvorene aktivnosti u vodenom rastvoru maleinske kiseline Arhivirano 11. 5. 2009. na Wayback Machine