КАРБОКСИУКСУСНАЯ КИСЛОТА

Карбоксиуксусная кислота, также известная как пропандиовая кислота, является дикарбоновой кислотой со структурой CH2(COOH)2.
Карбоксиуксусная кислота имеет три вида кристаллических форм, из которых две триклинные, а одна моноклинная.
Кристаллизованная из этанола представляет собой белые триклинные кристаллы.

CAS: 141-82-2
MF: C3H4O4
MW: 104,06
EINECS: 205-503-0

Синонимы
МАЛОНОВАЯ КИСЛОТА, 99%МАЛОНОВАЯ КИСЛОТА, 99%МАЛОНОВАЯ КИСЛОТА, 99%МАЛОНОВАЯ КИСЛОТА, 99%; Примесь вальпроевой кислоты 2 (малоновая кислота);Малоновая кислота 141-82-2;141-82-2 Малоновая кислота 1,3-пропандиовая кислота;Примесь вальпроата натрия 24;Малоновая кислота, AR,99,5%;Малонат, AR,99,5%;Малоновая кислота безводная, ;сыпучая, Redi-Dri(TM), ReagentPlus(R), 99%;малоновая кислота;пропандиовая кислота;141-82-2;Дикарбоксиметан;Карбоксиуксусная кислота;Метандикарбоновая кислота;малонат;Киселина малонова;USAF EK-695;1,3-Пропандиовая кислота;Киселина малонова [Чешская];NSC 8124;MFCD00002707;UNII-9KX7ZMG0MK;9KX7ZMG0MK;AI3-15375;H2malo;EINECS 205-503-0;BRN 1751370;Метандикарбоновая кислота;CHEBI:30794;Малонат таллия;HOOC-CH2-COOH;NSC8124;Пропан-1,3-диовая кислота;Малоновая кислота;альфа,омега-дикарбоновая кислота;DTXSID7021659;HSDB 8437;NSC8124;4-02-00-01874 (Справочник Beilstein);1,3-пропановая кислота, малоновая кислота-13C3;ПРОПАНДИОЛОВАЯ КИСЛОТА;2fah;MLI;Малоновая кислота, 99%;Малоновая кислота (8CI);1o4m;63524-05-0;Малоновая дикарбоновая кислота;Малоновая кислота, 99,5%;Пропандиовая кислота (9CI);SCHEMBL336;WLN: QV1VQ;МАЛОНОВАЯ КИСЛОТА [MI];CH2(COOH)2;CHEMBL7942;DTXCID401659;SCHEMBL1471092;BDBM14673;Диталлиевая соль пропандиовой кислоты;Малоновая кислота, аналитическая стандарт;BCP05571;STR00614;Tox21_200534;AC8295;LMFA01170041;s3029;STL194278;Малоновая кислота, ReagentPlus(R), 99%;AKOS000119034;CS-W019962;DB02175;FM32432;ПРОПАНДИОЕВАЯ КИСЛОТА МАЛОНОВАЯ КИСЛОТА;NCGC00248681-01;NCGC00258088-01;BP-11453;CAS-141-82-2;SY001875;DB-081008;DB-088240;Малоновая кислота, SAJ первый сорт, >=99,0%;M0028;NS00013842;EN300-18457;Малоновая кислота, Vetec(TM) реактивная степень очистки, 98%;C00383;C02028;C04025;Q421972;Z57965450;F1908-0177;Малоновая кислота, сертифицированный эталонный материал, TraceCERT(R);592A9849-68C3-4635-AA3D-CBC44965EA3A;Малоновая кислота, сублимированная степень очистки, >=99,95% на основе следов металлов;ДИКАРБОНОВАЯ КИСЛОТА C3; ПРОПАНДИОЛОВАЯ КИСЛОТА; МЕТАНДИКАРБОНОВАЯ КИСЛОТА;InChI=1/C3H4O4/c4-2(5)1-3(6)7/h1H2,(H,4,5)(H,6,7;Малоновая кислота, безводная, текучая, Redi-Dri(TM), ReagentPlus(R), 99%;205-503-0;87205-08-1;LML

Карбоксиуксусная кислота разлагается на уксусную кислоту и диоксид углерода при 140℃.
Карбоксиуксусная кислота не разлагается при вакууме 1,067×103~1,333×103Па, а напрямую сублимируется.
Ионизированная форма карбоксиуксусной кислоты, а также ее эфиры и соли известны как малонаты.
Например, диэтилмалонат является малоновой кислотой этиловый эфир.
Название происходит от латинского malum, что означает яблоко.
Карбоксиуксусная кислота — это альфа, омега-дикарбоновая кислота, в которой две карбоксильные группы разделены одной метиленовой группой.
Карбоксиуксусная кислота играет роль человеческого метаболита.
Карбоксиуксусная кислота — это сопряженная кислота малоната (1-).
Карбоксиуксусная кислота — это мощный индуктор биосовместимых полимеров и натриевых солей.
Карбоксиуксусная кислота — это кислотное химическое соединение, которое принадлежит к группе малонатов.

Было показано, что карбоксиуксусная кислота вызывает гибель нейронов в модельных системах, но также оказывает защитное действие на фибробласты сыворотки человека.
Реакционный раствор, содержащий малоновую кислоту и бикарбонат натрия, генерирует малонат, который может использоваться в качестве предшественника для энергетического метаболизма и клеточной сигнализации.
Карбоксиуксусная кислота — это дикарбоновая кислота со структурой CH2(COOH)2.
Ионизированная форма малоновой кислоты, а также ее эфиры и соли известны как малонаты.
Например, диэтилмалонат — это диэтиловый эфир карбоксиуксусной кислоты.
Название происходит от греческого слова μᾶλον (малон), что означает «яблоко».

Карбоксиуксусная кислота, также известная как пропандиовая кислота, — это дикарбоновая кислота, которая играет важную роль в биохимических процессах.
В фармацевтическом производстве карбоксиуксусная кислота служит промежуточным продуктом в биосинтезе таких соединений, как барбитураты.
Кроме того, карбоксиуксусная кислота используется для пептизации при получении высокодисперсной системы, она также используется в производстве различных фармацевтических препаратов.
Карбоксиуксусная кислота выглядит как белый кристаллический порошок.

Карбоксиуксусная кислота — это дикарбоновая кислота со структурой CH2(COOH)2.
Ионизированная форма карбоксиуксусной кислоты, а также ее эфиры и соли известны как малонаты.
Например, диэтилмалонат — это диэтиловый эфир карбоксиуксусной кислоты.
Название происходит от греческого слова μᾶλον (малон), что означает «яблоко».
Карбоксиуксусная кислота выглядит как белые кристаллы или кристаллический порошок.
Возгоняется в вакууме.
Карбоксиуксусная кислота выглядит как белые кристаллы или кристаллический порошок.
Карбоксиуксусная кислота — это альфа, омега-дикарбоновая кислота, в которой две карбоксильные группы разделены одной метиленовой группой.
Карбоксиуксусная кислота играет роль метаболита человека.
Карбоксиуксусная кислота — это альфа, омега-дикарбоновая кислота и липид.
Карбоксиуксусная кислота — это сопряженная кислота малоната (1-).

История
Карбоксиуксусная кислота — это природное вещество, которое содержится во многих фруктах и ​​овощах.
Существует предположение, что цитрусовые, выращенные в органическом сельском хозяйстве, содержат больше карбоксиуксусной кислоты, чем фрукты, выращенные в традиционном сельском хозяйстве.
Карбоксиуксусная кислота была впервые получена в 1858 году французским химиком Виктором Дессенем путем окисления яблочной кислоты.
Герман Кольбе и Гуго Мюллер независимо друг от друга открыли, как синтезировать малоновую кислоту из пропионовой кислоты, и решили опубликовать свои результаты один за другим в журнале Chemical Society в 1864 году.
Это привело к спору о приоритете с Гансом Хюбнером и Максвеллом Симпсоном, которые независимо опубликовали предварительные результаты по связанным реакциям.

Реакции
Карбоксиуксусная кислота реагирует как типичная карбоновая кислота, образуя амидные, эфирные и хлоридные производные.
Карбоксиуксусная кислота может использоваться в качестве промежуточного продукта для получения производных моноэфира или амида, в то время как малонилхлорид наиболее полезен для получения диэфиров или диамидов.
В хорошо известной реакции малоновая кислота конденсируется с мочевиной с образованием барбитуровой кислоты.
Малоновая кислота также может конденсироваться с ацетоном с образованием кислоты Мельдрума, универсального промежуточного продукта для дальнейших преобразований.
Эфиры малоновой кислоты также используются в качестве синтона −CH2COOH в синтезе малонового эфира.

Карбоксиуксусная кислота является предшественником специальных полиэфиров.
Карбоксиуксусная кислота может быть преобразована в 1,3-пропандиол для использования в полиэфирах и полимерах (польза которых, однако, неясна).
Карбоксиуксусная кислота также может быть компонентом алкидных смол, которые используются в ряде покрытий для защиты от повреждений, вызванных УФ-излучением, окислением и коррозией. Одним из применений карбоксиуксусной кислоты является производство покрытий в качестве сшивающего агента для низкотемпературных отверждаемых порошковых покрытий, которые становятся все более ценными для чувствительных к теплу субстратов и стремления ускорить процесс нанесения покрытий.
Глобальный рынок покрытий для автомобилей оценивался в 18,59 млрд долларов в 2014 году с прогнозируемым совокупным годовым темпом роста 5,1% до 2022 года.

Карбоксиуксусная кислота используется в ряде производственных процессов как высококачественный специальный химикат, включая электронную промышленность, промышленность ароматизаторов и отдушек, специальные растворители, сшивание полимеров и фармацевтическую промышленность.
В 2004 году ежегодное мировое производство малоновой кислоты и связанных с ней диэфиров составляло более 20 000 метрических тонн.
Потенциальный рост этих рынков может быть обусловлен достижениями в области промышленной биотехнологии, которая стремится заменить химикаты на основе нефти в промышленных приложениях.
В 2004 году Министерство энергетики США включило малоновую кислоту в список 30 лучших химических веществ, которые можно получить из биомассы.

В пищевой и фармацевтической промышленности малоновую кислоту можно использовать для контроля кислотности, либо в качестве вспомогательного вещества в фармацевтических рецептурах, либо в качестве натуральной консервирующей добавки для пищевых продуктов.
Карбоксиуксусная кислота используется в качестве строительного химического элемента для производства многочисленных ценных соединений, включая ароматизаторы и отдушки гамма-ноналактон, коричную кислоту и фармацевтическое соединение вальпроат.
Карбоксиуксусная кислота использовалась для сшивания кукурузного и картофельного крахмала с целью получения биоразлагаемого термопластика; процесс выполняется в воде с использованием нетоксичных катализаторов.
Полимеры на основе крахмала составляли 38% мирового рынка биоразлагаемых полимеров в 2014 году, при этом упаковка для пищевых продуктов, пенопластовая упаковка и мешки для компоста были крупнейшими сегментами конечного использования.
Компания Eastman Kodak и другие используют малоновую кислоту и ее производные в качестве хирургического клея.

Химические свойства карбоксиуксусной кислоты
Точка плавления: 132-135 °C (разл.) (лит.)
Точка кипения: 140 ℃ (разложение)
Плотность: 1,619 г/см3 при 25 °C
Давление паров: 0-0,2 Па при 25 ℃
Показатель преломления: 1,4780
Fp: 157 °C
Температура хранения: герметично закрытая, комнатная температура
Растворимость 1 M NaOH: растворим 100 мг/мл, прозрачный или слегка мутный, бесцветный или слабо-желтый
Форма: Жидкость
pka: 2,83 (при 25 ℃)
Цвет: Белый
PH: 3,17 (1 мМ раствор); 2,5 (10 мМ раствор); 1,94 (100 мМ раствор)
Растворимость в воде: 1400 г/л (20 ºC)
Merck: 14,5710
BRN: 1751370
Стабильность: Стабильно. Несовместимо с окислителями, восстановителями, основаниями.
InChIKey: OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N
LogP: -0,81
Ссылка на базу данных CAS: 141-82-2(Ссылка на базу данных CAS)
Ссылка на химию NIST: Карбоксиуксусная кислота (141-82-2)
Система реестра веществ EPA: Карбоксиуксусная кислота (141-82-2)

Карбоксиуксусная кислота представляет собой белое кристаллическое вещество, которое разлагается при температуре около 135 °C.
Карбоксиуксусная кислота обладает высокой растворимостью в воде и кислородсодержащих растворителях и проявляет большую кислотность, чем уксусная кислота, значение pK которой составляет 4,75.
Значения pKa для потери ее первого и второго протонов составляют 2,83 и 5,69 соответственно. Карбоксиуксусная кислота слабо растворяется в пиридине.
Карбоксиуксусная кислота может разлагаться на муравьиную кислоту и диоксид углерода в случае перманганата калия.
Поскольку эта карбоксиуксусная кислота выделяет диоксид углерода и воду после нагревания без проблем с загрязнением, карбоксиуксусную кислоту можно напрямую использовать в качестве агента для обработки поверхности алюминия.

Применение
Карбоксиуксусная кислота используется в качестве промежуточного продукта при производстве барбитуратов и других фармацевтических препаратов.
Карбоксиуксусная кислота является компонентом, используемым в качестве стабилизатора во многих высококачественных косметических и фармацевтических продуктах.
Карбоксиуксусная кислота также используется в качестве строительного блока в химическом синтезе, в частности, для введения молекулярной группы -CH2-COOH.
Карбоксиуксусная кислота используется для введения уксуснокислотного фрагмента в мягких условиях путем конденсации Кневенагеля и последующего декарбоксилирования.
Малоновая кислота действует как строительный блок в органическом синтезе.
Карбоксиуксусная кислота также полезна в качестве предшественника для полиэфиров и алкидных смол, которые используются в покрытиях, тем самым защищая от УФ-излучения, коррозии и окисления.
Карбоксиуксусная кислота действует как сшивающий агент в лакокрасочной промышленности и хирургическом клее.
Карбоксиуксусная кислота находит применение в производстве специальных химикатов, ароматизаторов и отдушек, сшивающих агентов для полимеров и фармацевтических препаратов.

Биотехнологические применения
Кальциевая соль карбоксиуксусной кислоты встречается в высоких концентрациях в свекле.
Карбоксиуксусная кислота существует в своем обычном состоянии в виде белых кристаллов.
Карбоксиуксусная кислота является классическим примером конкурентного ингибитора:
Карбоксиуксусная кислота действует против сукцинатдегидрогеназы (комплекс II) в дыхательной цепи переноса электронов.

Приготовление
Карбоксиуксусную кислоту обычно получают из хлоруксусной кислоты.
Реакция: хлоруксусную кислоту добавляют в реакционный котел, добавляя водный раствор карбоната натрия для получения водного раствора хлорацетата натрия, а затем медленно по каплям добавляют 30% раствор цианида натрия, и реакцию проводят при заданной температуре для получения цианоацетата натрия.
После завершения реакции цианирования добавляют гидроксид натрия для нагревания и гидролиза для получения раствора малоната натрия, концентрируют, затем по каплям добавляют серную кислоту для подкисления для получения малоновой кислоты, фильтруют и сушат для получения продукта.
Этот метод часто не дает достаточно чистого продукта или чистый продукт имеет крайне низкий выход.
В промышленности карбоксиуксусную кислоту также получают путем гидролиза диметилмалоната или диэтилмалоната.
Этот метод производства способен обеспечить более высокий выход и чистоту, но органический синтез карбоксиуксусной кислоты посредством этих процессов чрезвычайно дорог и опасен для окружающей среды.
Реакции
В хорошо известной реакции карбоксиуксусная кислота конденсируется с мочевиной с образованием барбитуровой кислоты.
Карбоксиуксусная кислота также часто используется в качестве енолята в конденсациях Кнёвенагеля или конденсируется с ацетоном с образованием кислоты Мельдрума.
Эфиры карбоксиуксусной кислоты также используются в качестве синтона -CH2COOH в синтезе малонового эфира.

Биологические функции
Карбоксиуксусная кислота является классическим примером конкурентного ингибитора фермента сукцинатдегидрогеназы (комплекс II) в дыхательной цепи переноса электронов. Карбоксиуксусная кислота связывается с активным центром фермента, не вступая в реакцию, конкурируя с обычным субстратом сукцинатом, но не имея группы CH2CH2, необходимой для дегидрирования.
Это наблюдение было использовано для определения структуры активного центра в сукцинатдегидрогеназе.

Профиль реактивности
Карбоксиуксусная кислота является карбоновой кислотой. Карбоновые кислоты отдают ионы водорода, если присутствует основание, чтобы принять их.
Они реагируют таким образом со всеми основаниями, как органическими (например, аминами), так и неорганическими. Их реакции с основаниями, называемые «нейтрализацией», сопровождаются выделением значительного количества тепла.
Нейтрализация между кислотой и основанием дает воду и соль.
Карбоновые кислоты с шестью или менее атомами углерода свободно или умеренно растворимы в воде; кислоты с более чем шестью атомами углерода слабо растворимы в воде.
Растворимая карбоновая кислота диссоциирует в воде до некоторой степени, выделяя ионы водорода.
Поэтому pH растворов карбоновых кислот меньше 7,0.

Многие нерастворимые карбоновые кислоты быстро реагируют с водными растворами, содержащими химическое основание, и растворяются, поскольку нейтрализация приводит к образованию растворимой соли.
Карбоновые кислоты в водном растворе и жидкие или расплавленные карбоновые кислоты могут реагировать с активными металлами с образованием газообразного водорода и соли металла.
Такие реакции в принципе происходят и для твердых карбоновых кислот, но протекают медленно, если твердая кислота остается сухой.
Даже «нерастворимые» карбоновые кислоты могут поглощать достаточно воды из воздуха и достаточно растворяться в карбоксиуксусной кислоте, чтобы разъедать или растворять детали и контейнеры из железа, стали и алюминия.

Карбоновые кислоты, как и другие кислоты, реагируют с солями цианидов с образованием газообразного цианистого водорода.
Реакция протекает медленнее для сухих твердых карбоновых кислот.
Нерастворимые карбоновые кислоты реагируют с растворами цианидов с выделением газообразного цианистого водорода.
Воспламеняющиеся и/или токсичные газы и тепло выделяются в результате реакции карбоновых кислот с диазосоединениями, дитиокарбаматами, изоцианатами, меркаптанами, нитридами и сульфидами. Карбоновые кислоты, особенно в водном растворе, также реагируют с сульфитами, нитритами, тиосульфатами (с образованием H2S и SO3), дитионитов (SO2), с образованием воспламеняющихся и/или токсичных газов и тепла.
Их реакция с карбонатами и бикарбонатами генерирует безвредный газ (углекислый газ), но все еще тепло.

Как и другие органические соединения, карбоновые кислоты могут окисляться сильными окислителями и восстанавливаться сильными восстановителями.
Эти реакции выделяют тепло.
Возможно образование широкого спектра продуктов.
Как и другие кислоты, карбоновые кислоты могут инициировать реакции полимеризации; как и другие кислоты, они часто катализируют (увеличивают скорость) химических реакций. Малоновая кислота несовместима с сильными окислителями.
Карбоксиуксусная кислота также несовместима с основаниями и восстановителями.