Малеиновая и фумаровая кислоты

Малеиновая и фумаровая кислоты, геометрические изомеры этилендикарбоновой кислоты. На примере главным образом малеиновой и фумаровой кислот наиболее подробно изучена геометрическая изомерия этиленовых соединений. Обе кислоты — бесцветные кристаллы; малеиновая кислота — цисизомер (1), tпл 130 °C, tкип 160 °C; фумаровая кислота — трансизомер (2), tпл 286 °С, tкип 290 °С:

            

Малеиновая кислота легко растворяется в воде и эфире; фумаровая кислота практически нерастворима в воде и почти во всех органических растворителях. Малеиновая кислота сильнее фумаровой кислоты., но менее устойчива. Она легко превращается в фумаровую кислоту на свету или при нагревании выше 200 °С; фумаровая кислота переходит в малеиновую кислоту под действием ультрафиолетового облучения.

  Фумаровая кислота содержится в некоторых видах грибов, лишайников и других растений, в том числе в Fumaria officinalis (повилике), от которой получила своё название. Малеиновая кислота, в природе не найдена.

  Малеиновую и фумаровую кислоты можно получить при нагревании яблочной кислоты. В промышленности применяют главным образом малеиновый ангидрид (бесцветные кристаллы, tпл 52,8 °C, tкип 199,9 °С), получаемый окислением бензола или фурфурола над V2O5. Его используют для производства ненасыщенных полиэфиров, глифталевых смол (см. Алкидные смолы).


Комментарии*

Дополнения:

  • Механизм изомеризации: Цис-транс изомеризация малеиновой и фумаровой кислот происходит через разрыв и последующее вращение вокруг π-связи, что требует значительной энергии (нагревание) или активации фотоном (УФ-облучение).
  • Различие в кислотности: Малеиновая кислота значительно сильнее фумаровой из-за возможности образования внутримолекулярной водородной связи в своем однозарядном анионе, что стабилизирует его (эффект анхимерного содействия). Фумаровая кислота такой стабилизации лишена.
  • Биологическая роль фумаровой кислоты: Фумарат является ключевым промежуточным метаболитом в цикле трикарбоновых кислот (цикле Кребса) в клетках большинства организмов.
  • Применение фумаровой кислоты: Широко используется в пищевой промышленности в качестве регулятора кислотности (пищевая добавка E297). Также применяется в медицине для лечения псориаза (в виде диметилфумарата и моноэтилфумарата).
*Подобраны с помощью LLM, верифицированы, но возможны неточности.