Maleinsäure Chemische Eigenschaften,Verwendung,Herstellung

Beschreibung

Maleinsäure ist eine organische Verbindung, die eine Dicarbonsäure ist, ein Molekül mit zwei Carboxylgruppen. Ihre chemische Formel lautet HO2CCHCHCO2H. Maleinsäure ist das cis-Isomer der Butendisäure, während Fumarsäure das trans-Isomer ist. Sie wird hauptsächlich als Vorstufe zur Fumarsäure verwendet, und im Vergleich zu ihrem Elternteil, dem Maleinsäureanhydrid, hat Maleinsäure nur wenige Anwendungen.

Chemische Eigenschaften

Maleinsäure, HOOCCH:CHCOOH, auch bekannt als Maleinsäure und Toxilsäure, ist eine farblose, kristalline, zweibasige Säure. Sie ist in Wasser und Alkohol löslich. Maleinsäure wird bei der Herstellung von Kunstharzen, in der Textilverarbeitung und bei der Konservierung von Ölen und Fetten verwendet.

Chemische Eigenschaften

Maleinsäure ist ein weißer, kristalliner Feststoff. Schwacher, säureartiger Geruch.

Chemische Eigenschaften

Maleinsäure kommt als weißes kristallines (monoklines) Pulver vor und besitzt einen schwach säuerlichen Geruch und einen adstringierenden Geschmack.
Fumarsäure und Maleinsäure sind die einfachsten ungesättigten Carbonsäuredisäuren. Diese Säuren werden in wässriger Lösung zweistufig dissoziiert und haben die gleiche Strukturformel, aber unterschiedliche räumliche Konfigurationen. Fumarsäure ist das trans- und Maleinsäure das cis-Isomer. Die physikalischen Eigenschaften von Maleinsäure und Fumarsäure sind sehr unterschiedlich. Das cis-Isomer ist weniger stabil. Maleinsäure wird bei der Herstellung von Fumarsäure durch katalytische Isomerisierung verwendet.

Physikalische Eigenschaften

Maleinsäure ist ein weniger stabiles Molekül als Fumarsäure. Der Unterschied in der Verbrennungswärme beträgt 22,7 kJ-mol?1. Die Verbrennungswärme beträgt -1355 kJ / mol. Maleinsäure ist besser in Wasser löslich als Fumarsäure. Auch der Schmelzpunkt von Maleinsäure (135 °C) ist deutlich niedriger als der von Fumarsäure (287 °C). Beide Eigenschaften der Maleinsäure lassen sich durch die intramolekularen Wasserstoffbrückenbindungen erklären, die in Maleinsäure auf Kosten von intermolekularen Wechselwirkungen stattfinden und in Fumarsäure aus geometrischen Gründen nicht möglich sind.

Verwendungen

Maleinsäure ist ein industrieller Rohstoff für die Herstellung von Glyoxylsäure durch Ozonolyse.
Maleinsäure kann verwendet werden, um Säureadditionssalze mit Arzneimitteln zu bilden, um diese stabiler zu machen, wie z. B. Indacaterolmaleat.

Verwendung

Herstellung von Kunstharzen; zur Verzögerung des Ranzigwerdens von Fetten und Ölen im Verhältnis 1:10.000 (diese sollen 3 mal länger haltbar sein als ohne die Säure); Färben und Veredeln von Wolle, Baumwolle und Seide; Herstellung der Maleatsalze von Antihistaminika und ähnlichen Medikamenten.

Definition

ChEBI: Eine Butendisäure, bei der die Doppelbindung cis- (Z)-Konfiguration hat.

Herstellungsmethoden

Maleinsäureanhydrid ist die Hauptquelle für Maleinsäure, die durch Hydratation hergestellt wird. Maleinsäureanhydrid wird kommerziell durch die Oxidation von Benzol oder durch die Reaktion von Butan mit Sauerstoff in Anwesenheit eines Vanadium-Katalysators hergestellt.

Reaktionen

Obwohl nicht kommerziell praktiziert, kann Maleinsäure durch Dehydratisierung in Maleinsäureanhydrid, durch Hydratation in Äpfelsäure und durch Hydrierung (Ethanol / Palladium an Kohlenstoff) in Bernsteinsäure umgewandelt werden. Sie reagiert mit Thionylchlorid oder Phosphorpentachlorid zum Maleinsäurechlorid (die Isolierung des Monosäurechlorids ist nicht möglich). Da Maleinsäure elektrophil ist, nimmt sie als Dienophil an vielen Diels – Alder Reaktionen teil.

Synthese-Referenz(en)

Journal of the American Chemical Society, 86, S. 4603, 1964 DOI: 10.1021/ja01075a017
The Journal of Organic Chemistry, 60, S. 6676, 1995 DOI: 10.1021/jo00126a013
Organic Syntheses, Coll. Vol. 2, S. 302, 1943

Allgemeine Beschreibung

Maleinsäure ist ein farbloser, kristalliner Feststoff mit schwachem Geruch. Maleinsäure ist brennbar, allerdings lässt sich Maleinsäure nur mit Mühe entzünden. Maleinsäure ist in Wasser löslich. Maleinsäure wird zur Herstellung anderer Chemikalien und zum Färben und Ausrüsten von Naturfasern verwendet.

Luft &Wasserreaktionen

Löslich in Wasser.

Reaktivitätsprofil

Maleinsäure ist ein farbloser bis weißer kristalliner Feststoff. Mäßig giftig. Beim Erhitzen bis zur Zersetzung setzt Maleinsäure reizende Dämpfe und beißenden Rauch frei.

Gefährdung

Giftig bei Verschlucken.

Gesundheitsgefahr

Einatmen verursacht Reizungen von Nase und Rachen. Kontakt mit Augen oder Haut verursacht Reizungen.

Brandgefahr

Besondere Gefahren der Verbrennungsprodukte: Im Brandfall kann sich reizender Rauch bilden, der Maleinsäureanhydrid enthält.

Pharmazeutische Anwendungen

Maleinsäure wird in der pharmazeutischen Industrie als pH-Modifikator und Puffer verwendet, um das Ranzigwerden von Ölen und Fetten zu verhindern; ein Verhältnis von 1 : 10 000 ist in der Regel ausreichend, um das Ranzigwerden zu verzögern.Maleinsäure wird häufig als pharmazeutisches Zwischenprodukt verwendet, um die Maleatsalze verschiedener Kategorien von therapeutischen Wirkstoffen zu bilden, z. B. Salze von Antihistaminika und anderen Arzneimitteln.

Sicherheitsprofil

Mäßig giftig bei Verschlucken und Hautkontakt. Geht durch intakte Haut hindurch. Reizt die Haut und die Augen stark und wirkt ätzend. Vermutlich giftiger als sein Isomer, die Fumerinsäure. Bei Einwirkung von Hitze oder Flammen brennbar. Wenn es bis zur Zersetzung erhitzt wird, entstehen beißender Rauch und reizende Dämpfe.

Sicherheit

Maleinsäure wird allgemein als ungiftig und nicht reizend angesehen, wenn sie in geringen Mengen als Hilfsstoff verwendet wird. Maleinsäure wird in oralen, topischen und parenteralen pharmazeutischen Formulierungen sowie in Lebensmitteln verwendet.
LD50 (Maus, oral): 2,40g/kg(7)
LD50 (Kaninchen, Haut): 1,56g/kg
LD50 (Ratte, oral): 0.708g/kg

Potenzielle Exposition

Maleinsäure wird zur Herstellung von Kunstharzen, Antihistaminika und zur Konservierung (Verzögerung des Ranzigwerdens) von Fleisch und Ölen verwendet

Karzinogenität

In chronischen Fütterungsstudien wurden 12Osborne-Mendel-Ratten pro Gruppe 2 Jahre lang mit 0,5, 1,0 oder 1,5% Maleinsäure im Futter gefüttert. Konzentrationen von 1,0 und 1,5 % Maleinsäure verzögerten die Wachstumsrate der Ratten, und alle Konzentrationen von Maleinsäure erhöhten die Mortalitätsrate; es wurde keine Tumorigenese berichtet. Toxikologische Unterschiede zu den Kontrollen waren nicht ausgeprägt, und die Pathologie war unspezifisch.

Lagerung

Maleinsäure wandelt sich in die viel höher schmelzende Fumarsäure (mp: 287°C) um, wenn sie auf eine Temperatur leicht oberhalb ihres Schmelzpunktes erhitzt wird.
Maleinsäure ist brennbar, wenn sie Hitze oder Flammen ausgesetzt wird. Das Bulkmaterial sollte in luftdichten Glasbehältern und vor Licht geschützt gelagert werden. Es wird empfohlen, es nicht über 25°C zu lagern.

Versand

UN2215 Maleinsäure, Gefahrenklasse: 8; Kennzeichnung:8-Ätzendes Material.

Reinigungsmethoden

Kristallisieren Sie die Säure aus Aceton/Pet-Ether (b 60-80o) oder heißem Wasser. Trocknen Sie sie bei 100o.

Unverträglichkeiten

Staub kann mit Luft ein explosives Gemisch bilden, Unverträglich mit Oxidationsmitteln (Chlorate, Nitrate, Peroxide, Permanganate, Perchlorate, Chlor, Brom, Fluor, etc.); Kontakt kann Brände oder Explosionen verursachen. Wässrige Lösungen sind korrosiv gegenüber Kohlenstoffstählen.

Entsorgung

Lösen oder mischen Sie das Material mit einem brennbaren Lösungsmittel und verbrennen Sie es in einer chemischen Verbrennungsanlage, die mit einem Nachbrenner und Wäscher ausgestattet ist. Alle bundes-, landes- und ortsüblichen Umweltvorschriften müssen beachtet werden. Flüssigkeit: nach dem Mischen mit einem brennbaren Lösungsmittel verbrennen. Nachbrenner für vollständige Verbrennung verwenden. Feststoff: in einem brennbaren Lösungsmittel auflösen oder in Papier verpacken und verbrennen. Siehe oben

Regelungsstatus

Enthalten in der FDA-Datenbank für inaktive Inhaltsstoffe (IM- und IV-Injektionen; orale Tabletten und Kapseln; topische Anwendungen). Enthalten in nicht-parenteralen und parenteralen Medikamenten, die in Großbritannien zugelassen sind.