Ácido maleico

O ácido maleico ou ácido cis-butenodioico é un composto orgánico que é un ácido dicarboxílico, unha molécula con dous grupos carboxilo. A súa fórmula química é HO₂CCHCHCO₂H. O ácido maleico é o isómero cis do ácido butenodioico, mentres que o ácido fumárico é o seu isómero trans. Utilízase principalmente como precursor do ácido fumárico, e comparado co seu composto parental anhídrido maleico, o ácido maleico ten poucas aplicacións.

Non confundir con ácido málico ou ácido malónico.

Ácido maleico
Fórmula esquelética do ácido maleico
Modelo do ácido maleico
Modelo de recheo de espazos do ácido maleico
Nome IUPAC Ácido maleico Ácido (Z)-butenodioico
Outros nomes ácido (Z)-butenodioico, ácido cis-butenodioico, ácido malénico, ácido maleínico, ácido toxílico
Identificadores
Número CAS	110-16-7
ChemSpider	392248
UNII	91XW058U2C
Número CE	203-742-5
KEGG	C01384
ChEBI	CHEBI:18300
ChEMBL	CHEMBL539648
Número RTECS	OM9625000
Imaxes 3D Jmol	Image 1
SMILES O=C(O)\C=C/C(=O)O
InChI InChI=1S/C4H4O4/c5-3(6)1-2-4(7)8/h1-2H,(H,5,6)(H,7,8)/b2-1- Key: VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N InChI=1/C4H4O4/c5-3(6)1-2-4(7)8/h1-2H,(H,5,6)(H,7,8)/b2-1- Key: VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJBG
Propiedades
Fórmula molecular	C4H4O4
Masa molar	116,07 g mol−1
Aspecto	Sólido branco
Densidade	1,59 g/cm³ [1]
Punto de fusión	135 °C; 275 °F; 408 K
Solubilidade en auga	478,8 g/L a 20 C[2]
Acidez (pKa)	pka1 = 1,9 pka2 = 6,07 [3]
Perigosidade
Clasificación da UE	Nocivo (Xn)
Frases R	R22 , R36/37/38
Frases S	S2 , S26 , S28 , S37
NFPA 704	0 3 0
Se non se indica outra cousa, os datos están tomados en condicións estándar de 25 °C e 100 kPa.

Propiedades físicas

O ácido maleico é unha molécula menos estable que o ácido fumárico.^[2] A diferenza en calor de combustión é de 22,7 kJ·mol⁻¹. A calor de combustión é de -1355 kJ/mol.^[4] O ácido maleico é máis soluble en auga que o ácido fumárico. O punto de fusión (descomposición) do ácido maleico (135 °C) é tamén moito menor que o do ácido fumárico (287 °C). Estas dúas propiedades do ácido maleico poden explicarse polo establecemento de pontes de hidróxeno intramoleculares^[5] que ten lugar no ácido maleico en detrimento de interaccións intermolecular, o que non é posibles no ácido fumárico por razóns xeométricas.

Produción e aplicacións industriais

Na industria, o ácido maleico derívase da hidrólise do anhídrido maleico, e este último prodúcese a partir da oxidación do benceno ou butano.^[6]

O ácido maleico é unha materia prima industrial para a produción de ácido glioxílico por ozonólise.^[7]

O ácido maleico pode utilizarse para formar sales de adición ácidas con fármacos para facelos máis estables, como o indacaterol maleato.

O ácido maleico utilízase tamén como un promotor de adhesión para diferentes substratos, como o nailon e os metais cubertos de zinc, como o aceiro galvanizado, en adhesivos baseados no metil metacrilato.

Isomerización do ácido fumárico

O principal uso industrial do ácido maleico é a súa conversión en ácido fumárico. Esta conversión é unha isomerización, e é catalizada por diversos reactivos, como ácidos minerais e tiourea. A gran diferenza de solubilidade en auga co ácido fumárico fai que a purificación deste sexa doada.

O ácido maleico e o fumárico non se interconverten espontaneamente porque a rotación arredor dun dobre enlace carbono-carbono non é enerxeticamente favorable. Porén, a conversión do isómero cis no trans é posible por fotólise en presenza dunha pequena cantidade de bromo.^[8] A luz converte o bromo elemental nun radical bromuro, que ataca o alqueno nunha reacción de adición a un radical bromo-alcano; e agora xa é posible a rotación no enlace simple. Os radicais bromuro recombínanse e fórmase o ácido fumárico. Noutro método (usado como demostración de clase), o ácido maleico é transformado en ácido fumárico ao quentar ácido maleico nunha solución de ácido clorhídrico. A adición reversible (de H⁺) causa a libre rotación en torno ao enlace C-C central e a formación do máis estable e menos soluble ácido fumárico.

Outras reaccións

Aínda que non se realiza comercialmente, o ácido maleico pode converterse en anhídrido maleico por deshidratación, e en ácido málico por hidratación, e en ácido succínico por hidroxenación (etanol / paladio sobre carbono).^[9] Reacciona con tionil cloruro ou pentacloruro de fósforo para dar o cloruro de ácido maleico (non é posible illar o cloruro mono ácido). O ácido maleico, ao ser electrófilo, participa como dienófilo en moitas reaccións de Diels-Alder.

Maleatos

O ión maleato é a forma ionizada do ácido maleico (non confundir con malato). O ión maleato é útil en bioquímica como inhibidor das reaccións das transaminases. Os ésteres do ácido maleico tamén se chaman maleatos, como por exemplo o dimetil maleato.