Малеиновая и фумаровая кислоты

В согласии с выводами стереохимической теории для этилен-1,2-дикарбоновой кислоты возможны две пространственные конфигурации:

Эта кислота действительно существует в двух формах, известных под названиями малеиновой (цис-форма) и фумаровой (транс-форма) кислот. На примере этих кислот сторонники стереохимической гипотезы изомерии этиленовых соединений, а также и противники ее в многочисленном ряде исследований стремились найти доводы за и против этой гипотезы. Поэтому характерные черты взаимных отношений стереоизомерных кислот, а также их отношения к другим веществам, находящимся с ними в близкой генетической связи, наиболее подробно выяснены на этом примере.

Фумаровая кислота содержится во многих растениях; особенно часто она встречается в грибах. Название ее происходит от растения Fumaria officinalis (дымянка). Кроме того, фумаровая кислота получается особым брожением сахаристых веществ под действием Aspergillus fumaricus. Малеиновая кислота в природе не найдена.

Обе кислоты обыкновенно получаются при нагревании яблочной кислоты:                             

При медленном, осторожном нагревании получается главным образом фумаровая кислота, при более сильном нагревании и при перегонке яблочной кислотымалеиновая кислота.

Малеиновая кислота часто образуется в результате окисления ненасыщенных циклических соединений, например бензохинона. В промышленном масштабе она может быть получена окислением бензола и нафталина кислородом воздуха в присутствии катализаторов (окись ванадия и др.).

Физические свойства и химические превращения фумаровой и малеиновой кислот являются чрезвычайно типичными для цис-транс-изомерии непредельных соединений. Отношения обеих кислот настолько характерны для этого вида изомерии, что они привели к установлению понятия о «фумароидных» и «малеиноидных» формах этиленовых изомеров.

Взаимные отношения фумаровой и малеиновой кислот чрезвычайно напоминают отношения устойчивых (стабильных) и неустойчивых (лабильных) полиморфных разностей. Устойчивая фумаровая кислота, образующая игольчатые кристаллы, имеет более высокую температуру плавления (в запаянном капилляре 287—288° С) и малую растворимость (растворимость, в воде при 16°С почти 1:150). Неустойчивая малеиновая кислота — ромбические призмы, плавящиеся при 130° С, — весьма легко растворима в воде (при обыкновенной температуре растворимость превышает 1:2).