МЕТИЛЕНЯНТАРНАЯ КИСЛОТА (ИТАКОНОВАЯ КИСЛОТА)

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота), также известная как итаконовая кислота, представляет собой природное органическое соединение с химической формулой C5H6O4.
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) является дикарбоновой кислотой, что означает, что она имеет две функциональные группы карбоновых кислот (-COOH) в своей молекулярной структуре.
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) является дикарбоновой кислотой и олефиновым соединением.

Номер CAS: 97-65-4
Молекулярная формула: C5H6O4
Молекулярный вес: 130,1
Номер EINECS: 202-599-6

Метиленянтарная кислота (Итаконовая кислота) ферментации гриба Aspergillus niger. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) используется в промышленных масштабах в производстве клеев и красок.
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота), представляет собой органическое соединение. 

Эта дикарбоновая кислота представляет собой белое твердое вещество, растворимое в воде, этаноле и ацетоне. 
Исторически метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) получали путем дистилляции лимонной кислоты, но в настоящее время ее получают путем брожения. 
Название метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) было придумано как анаграмма аконитовой кислоты, другого производного лимонной кислоты.

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) отличается ненасыщенной природой, содержащей в своей структуре двойную углерод-углеродную связь (С=С).
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) вырабатывается некоторыми микроорганизмами, такими как бактерия Aspergillus terreus, в процессе ферментации с использованием углеводов в качестве источника углерода. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) также может быть синтезирована химическим путем. 

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) используется в различных промышленных применениях, включая производство пластмасс, синтетических смол, а также в качестве химического промежуточного продукта при синтезе различных других соединений.
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) представляет собой дикарбоновую кислоту, представляющую собой метакриловую кислоту, в которой один из метилводородов замещен группой карбоновых кислот. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) играет роль метаболита грибов и метаболита человека.  

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) является производной янтарной кислоты. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) представляет собой сопряженную кислоту итаконата (2-). 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота), также известная как итаконат, относится к классу органических соединений, известных как разветвленные жирные кислоты. 

Это жирные кислоты, содержащие разветвленную цепь. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) представляет собой очень гидрофобную молекулу, практически нерастворимую в воде и относительно нейтральную. 
С 1960-х годов он производится промышленным способом путем ферментации углеводов, таких как глюкоза или патока, с использованием грибов, таких как Aspergillus itaconicus или Aspergillus terreus.

Для A. terreus итаконатный путь в основном выяснен. 
Общепринятый путь получения итаконата заключается в гликолизе, цикле трикарбоновых кислот и декарбоксилировании цис-аконитата в итаконат через цис-аконитат-декарбоксилазу. 
Головневый гриб Ustilago maydis использует альтернативный путь. 

Цис-аконитат превращается в термодинамически предпочтительный транс-аконитат с помощью аконитат-δ-изомеразы (Adi1). 
Далее транс-аконитат декарбоксилируется до итаконата транс-аконитат-декарбоксилазой (Tad1). 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) также вырабатывается в клетках макрофаговой линии. 

Показано, что метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) является ковалентным ингибитором фермента изоцитратлиазы in vitro. 
Таким образом, итаконат может обладать антибактериальной активностью в отношении бактерий, экспрессирующих изоцитратлиазу (таких как Salmonella enterica и Mycobacterium tuberculosis). 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) также синтезируется в лаборатории, где сухая перегонка лимонной кислоты дает итаконовый ангидрид, который подвергается гидролизу до метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты).

Метиленянтарная кислота (Итаконовая кислота) (метиленянтарная кислота, C5H6O4) представляет собой белый бесцветный кристаллический гигроскопичный порошок, растворимый в воде, этаноле и ацетоне. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) представляет собой ненасыщенную дипротонную кислоту, которая получает свои уникальные химические свойства от конъюгации одной из двух групп карбоновых кислот с метиленовой группой.
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) была открыта Баупом в 1837 году как продукт пиролитической перегонки лимонной кислоты. 

Название «итаконик» было придумано как анаграмма слова «аконитик».
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) образуется при брожении некоторых сахаров. В 1929 году Киносита впервые показал, что кислота является продуктом метаболизма Aspergillus itaconicus. 
Производное метиленянтарной кислоты (итаконовая кислота) было выделено из другого природного источника (Artemisia argyi).

Биосинтетический путь метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) из глюкозы аналогичен пути лимонной кислоты, который происходит через гликолитический путь и анаплеротический
образование оксалоацетата путем фиксации СО2 и через цикл ТСА. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) образуется цитозольным ферментом аконитатдекарбоксилазой из цис-аконитиновой кислоты. 
Другой биосинтетический путь от пирувата через цитрамальную кислоту, цитатроновую кислоту и итартарную кислоту также приводит к образованию метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты).

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) представляет собой дикарбоновую кислоту, которая используется в промышленности в качестве прекурсора полимеров, используемых в пластмассах, клеях и покрытиях. 
В настоящее время ведутся активные исследования новых применений полимеров, полученных из метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты). 
Производство метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) в 2001 году составило 15 000 тонн. Интерес к этому химическому веществу возрождается, поскольку промышленность ищет заменители химических веществ, полученных из нефти. 

Практически вся метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) производится путем ферментации специфическими штаммами A. terreus. 
Производство метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) является дальнейшим извращением цикла Кребса, цитрат превращается в цис-аконитат, который по неизвестным причинам у некоторых организмов декарбоксилируется в итаконитат, который не имеет известной метаболической роли в клетке.
Тот факт, что различные штаммы Aspergillus и, в более общем смысле, грибов могут отклонять метаболические пути к избыточному производству и секреции полезных химических веществ, в сочетании с тем фактом, что эти организмы могут расти на остатках таких процессов, как производство сахара и этанола, открывает возможность инженерных путей для производства ценных химических веществ с помощью «зеленых».  Процедуры с низким уровнем загрязнения окружающей среды, исключающие отходы.

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота), предшественник полимеров, химикатов и топлива, может синтезироваться многими грибами. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) также является макрофагоспецифическим метаболитом. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) опосредует перекрестные помехи между метаболизмом макрофагов и опухолями брюшины.

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) в основном используется в пластмассовой и лакокрасочной промышленности. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) представляет собой ненасыщенную дикарбоновую кислоту, которая может быть легко включена в полимеры и использована в концентрации 1–5% (по массе) в качестве сомономера в полимерах. 
Полимеризованные метиловые, этиловые или виниловые эфиры метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) используются в качестве пластмасс, клеев, эластомеров и покрытий. 

Сополимеры бутадиен-стирола, содержащие метиленянтарную кислоту (итаконовую кислоту), дают резиноподобные смолы превосходной прочности и гибкости, а также гидроизоляционные покрытия с хорошей электроизоляцией. 
Другими областями использования являются синтетические волокна, решетки, моющие и чистящие средства. 
С другой стороны, некоторые моно- и диэфиры частично замещенной метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) обладают противовоспалительной или обезболивающей активностью, и открылся специальный новый рынок для использования метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) в фармацевтических областях. 

В качестве подкислителя используется небольшое количество метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты).
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) может вырабатываться путем ферментации различных углеводов микроорганизмами, в первую очередь грибом Aspergillus terreus. 
Этот биологический процесс является более устойчивым и экологически чистым методом по сравнению с химическим синтезом.

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) представляет собой белое кристаллическое твердое вещество при комнатной температуре. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) легко растворяется в воде и органических растворителях. 
Ненасыщенная двойная связь метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) делает ее ценным соединением для различных химических реакций, включая полимеризацию.

Метиленянтарная кислота (Итаконовая кислота) (2-метиленянтарная кислота, 1-пропен-2–3-дикарбоновая кислота) — ненасыщенная слабая дикарбоновая кислота (рКа = 3,83 и 5,41), открытая в 1837 году как продукт термического разложения лимонной кислоты. 
Наличие сопряженной двойной связи метиленовой группы позволяет полимеризоваться как путем присоединения, так и путем конденсации. 
Также возможна этерификация двух карбоксильных групп с разными сомономерами (Kuenz et al., 2012). 

Эти разнообразные свойства привели к множеству применений в фармацевтической, архитектурной, бумажной, лакокрасочной и медицинской промышленности, таких как пластмассы, смолы, краски, синтетические волокна, пластификаторы и моющие средства. 
В последнее время применение метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) проникло в стоматологию, офтальмологию и доставку лекарств (Hajian and Yusoff, 2015). 
Полимеры метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) могут даже заменить полиакриловую кислоту на нефтяной основе, рынок которой оценивается в несколько миллиардов долларов (Saha et al., 2019). 

Неудивительно, что в 2004 году Министерство энергетики США назвало метиленянтарную кислоту (Итаконовую кислоту) одним из 12 наиболее перспективных химических веществ для биоэкономики (Werpy and Petersen, 2004). 
Мало что известно о причинах, по которым грибы продуцируют итаконат. 
Как и другие органические кислоты, как указывалось выше, метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) также может служить подкислителем окружающей среды и, таким образом, обеспечивать селективное преимущество кислотоустойчивого A. terreus перед другими микроорганизмами. 

Однако метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) также обладает явными ингибирующими свойствами: в макрофагах млекопитающих бактериальная инфекция вызывает индукцию гена, кодирующего цизаконитатдекарбоксилазу, что приводит к образованию этиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты), которая ингибирует бактериальный метаболизм в рамках иммунного ответа. 
Этот эффект связывают с ингибированием сукцинатдегидрогеназы и изоцитратлиазы (McFadden et al., 1971), последняя является ключевым ферментом глиоксилатного цикла, необходимым для выживания патогенов внутри хозяина. 

В свою очередь, несколько штаммов этих бактерий эволюционировали, чтобы быть способными разлагать итаконат (Sasikaran et al., 2014). Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) также индуцирует транскрипционный фактор, который необходим для защиты от окислительного и ксенобиотического стрессов, а также для ослабления воспаления (Kobayashi et al., 2013; Bambouskova et al., 2018). 
Существует ли аналогичная функция итаконата у продуцирующих его грибов, пока не изучено. 
Биосинтетический путь метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) напоминает путь лимонной кислоты, причем последняя кислота является прямым предшественником первой. 

Единственное отличие состоит в том, что лимонная кислота у A. terreus далее метаболизируется через цис-аконитат в итаконат цис-аконитатдекарбоксилазой (Bonnarme et al., 1995). 
С этой целью цис-аконитат транспортируется из митохондрий специфическим антипортером в обмен на оксалоацетат (Li et al., 2011a,b). 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота), образующаяся при декарбоксилировании цис-аконитата, в конечном итоге секретируется из мицелия специфическим транспортером клеточной мембраны. 

Гены, кодирующие эти три фермента, и четвертый, кодирующий транскрипционный фактор, составляют «кластер генов метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты)» в геноме A. terreus, в то время как кластер отсутствует у A. niger. 
Несмотря на то, что было протестировано несколько продуцентов итаконата, патогенный для растений базидиомицет Ustilago maydis (гриб кукурузной головни) – и особенно его родственник с низким pH-стабильностью Ustilago cynodontis (Hosseinpour Tehrani et al., 2019b) – по-видимому, единственный, у которого есть разумные шансы стать еще одним промышленным платформенным организмом (Hosseinpour Tehrani et al., 2019a). 

Устилаго разработал альтернативный биохимический путь синтеза итаконата, поскольку цис-аконитат превращается в термодинамически предпочтительный трансаконитат аконитат-дельта-изомеразой. 
Затем трансаконитат декарбоксилируется до итаконата транс-аконитат-декарбоксилазой.
Метиленянтарная кислота (Итаконовая кислота) или метиленянтарная кислота представляет собой пятиуглеродную ненасыщенную дикарбоновую кислоту с одной карбоксильной группой, конъюгированной с метиленовой группой. 

Согласно ежегодному прогнозу, к 2020 году объем рынка превысит 410 000 тонн (Choi et al., 2015). 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) находит широкое применение в производстве абсорбентов, бесфосфатных моющих средств, чистящих средств и биологически активных соединений.
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) используется в качестве соединения для замены химических веществ на нефтяной основе, таких как акриловая кислота или метилакриловая кислоты, которые в настоящее время используются в полимерной промышленности. 

Полимеризованные эфиры метиленянтарной кислоты (Итаконовая кислота) (IA) широко используются в клеевой и лакокрасочной промышленности. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) также используется в полимерной промышленности, а также используется в синтезе 3-метилтетрагидрофурана. 
Компания под названием Itaconix работает над использованием древесной биомассы в качестве сырья для ферментации метиленянтарной кислоты (Итаконовой кислоты).

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) является важным строительным материалом в химической промышленности. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) представляет собой белый кристаллический порошок и легко разлагается в почве. 
Следовательно, он является оптимальной заменой химическим веществам, полученным из нефтепродуктов, таким как акриловая кислота, малеиновый ангидрид или циангидрин ацетона, в различных отраслях промышленности.

Спрос на метиленянтарную кислоту (итаконовую кислоту) высок при производстве суперабсорбирующих полимеров, в основном используемых в подгузниках, средствах женской гигиены для взрослых, страдающих недержанием мочи. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) используется в качестве сшивающего агента благодаря своей способности эффективно принимать участие в добавковой полимеризации. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) также находит широкое применение в покрытии семян, обмакивании корней, декоративных садах, упаковке пищевых продуктов и искусственном снеге. 

Кроме того, ожидается, что растущий спрос на ненасыщенные полиэфирные смолы в трубах, искусственных камнях, электрических шкафах и смолах для ламинирования увеличит спрос на метиленянтарную кислоту (итаконовую кислоту). 
Высокая цена на метиленянтарную кислоту (итаконовую кислоту) является основным фактором, сдерживающим рост рынка метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты). 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) может заменить триполифосфат натрия в моющих средствах.

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) производится исключительно путем периодического погружного грибкового брожения. 
Aspergillus terreus используется с 1940-х годов в процессе ферментации, который аналогичен процессу лимонной кислоты (см. «Лимонная кислота»), то есть требует избытка легкометаболизируемого сахара (глюкозный сироп, гидролизаты сырого крахмала и декатионизированная патока — до 200 г л−1 сахара), непрерывная аэрация, низкий начальный рН (от 3 до 5),  достаточное количество азота, высокая концентрация сульфата магния (0,5%), низкое содержание фосфатов для ограничения производства биомассы и ограничение ионов металлов (цинка, меди и железа).

Однако существует одно существенное отличие, заключающееся в том, что чувствительность этого гриба к образующейся кислоте, в отличие от A. niger, обуславливает необходимость поддержания рН на уровне 2,8–3,1 в течение всего брожения для получения высоких количеств кислоты. 
В настоящее время опубликованный выход продукции метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) составляет около 85% от теоретического, что сопровождается концентрацией продукта около 80 г л−1 при культивировании при 39–42 °С в течение 8–10 дней. 
Извлечение метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) осуществляется путем отделения биомассы гриба путем фильтрации с последующим выпариванием, обработкой активированным углем, кристаллизацией и рекристаллизацией. 

Фактические рынки для метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) в настоящее время ограничены, поскольку грибковое брожение осуществляется с относительно высокой стоимостью. 
Новые биотехнологические подходы, такие как опубликованные методы иммобилизации, программы скрининга на другие продуцирующие организмы (например, дрожжи) и генная инженерия A. terreus (аннотированная последовательность генома штамма A terreus NIH 2624 была публично опубликована) или A. niger, могут привести к более высокой продукции метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты). Кроме того, использование альтернативных субстратов может снизить затраты и, таким образом, открыть рынок для новых и расширенных применений этой кислоты.

Эта ценная кислота может вырабатываться несколькими организмами, такими как Candida sp., Pseudozyma antarctica и несколькими видами Aspergillus, но двумя наиболее распространенными микроорганизмами являются Aspergillus terreus, используемый в промышленных процессах, и Ustilago maydis, который в настоящее время активно исследуется в качестве возможного промышленного продукта. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) используется в промышленных масштабах в качестве сомономера в некоторых синтетических каучуках (стиролбутадиен и нитриловый) и в качестве пластификатора в рецептуре других полимеров. 

Его производство традиционно осуществляется с использованием сахара в качестве сырья, по технологии, которая была разработана в первой половине 20-го века, но не была разработана из-за низкой конкурентоспособности кислоты с нефтехимической акриловой кислотой. С развитием интегрированных и устойчивых процессов возобновляется интерес к биопроизводству метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты).
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота), представляет собой органическое соединение. 

Эта метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) представляет собой белое твердое вещество, растворимое в воде, этаноле и ацетоне. 
Исторически метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) получали путем дистилляции лимонной кислоты, но в настоящее время ее получают путем брожения. Название itaconic
Кислота была разработана как анаграмма аконитовой кислоты, другого производного лимонной кислоты.

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) как возобновляемая органическая кислота представляет растущий интерес для химической промышленности из-за ее способности заменить продукты на основе сырой нефти, такие как акриловая кислота. 
До сих пор процессы, основанные на микроорганизмах, совершенствовались за счет классической селекции штаммов и оптимизации стратегий и условий ферментации. 
В частности, были значительно расширены знания о биотехнологическом процессе, включая подачу кислорода, составы сред и различные системы биореакторов (Kuenz et al., 2012). 

Что касается состава среды, то установлено, что ионы меди положительно влияют на продукцию метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) в генетически модифицированном штамме A. niger (Li et al., 2012). 
Однако до сих пор не ясно, какие биохимические реакции ответственны за такой эффект или участвуют в нем. 
Как уже было сказано выше, биохимические реакции и эффекты метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) в организме хозяина-продуцента описаны не полностью. 

Путь катаболизации метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) требует дальнейших исследований с целью создания производственного носителя с отключенным путем деградации. 
Влияние метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) на другие метаболические пути также представляет интерес, поскольку понимание ее физиологической роли может предотвратить нежелательные побочные эффекты (токсичность, риск для здоровья, ингибирование путей) и повысить безопасность ее применения. 
Кроме того, он может быть интересной мишенью для медицинских исследований, поскольку в клетках млекопитающих он был обнаружен в линии метастатических опухолевых клеток (Strelko et al., 2011). 

Дальнейшие знания о его роли в качестве ингибитора ферментов могут помочь в разработке менее резистентных разновидностей ферментов, таких как фосфофруктокиназа 2. 
Еще одной мишенью для дальнейшей разработки является фермент CadA, который описывается как нестабильный белок. 
Продление его стабильности in vivo может помочь повысить эффективность существующих производственных хозяев. 
Кроме того, генетическая регуляция пути метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) у A. terreus требует глубокого анализа. 

Исследования молекулярных принципов синтеза метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) показали, что декарбоксилаза цис-аконитиновой кислоты является выделенной стадией ее биосинтеза у A. terreus. 
Генная инженерия этого ферментативного этапа также превращает других микробных хозяев, таких как A. niger, в продуцентов метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты). 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) представляет собой ненасыщенную дикарбоновую кислоту, которая имеет высокий потенциал в качестве биохимического строительного блока, поскольку ее можно использовать в качестве мономера для производства множества продуктов, включая смолы, пластмассы, краски и синтетические волокна. 

Некоторые виды Aspergillus, такие как A. itaconicus и A. terreus, демонстрируют способность синтезировать эту органическую кислоту, а A. terreus может выделять значительные количества в среду (>80 г/л). 
Однако, по сравнению с процессом производства лимонной кислоты (титры >200 г/л), полученные титры все еще низкие, а общий процесс является дорогостоящим, поскольку для оптимальной производительности требуются очищенные субстраты. 
Итаконат образуется ферментативной активностью цис-аконитатдекарбоксилазы (CadA), кодируемой геном cadA у A. terreus. 

Клонирование гена cadA в гриб, продуцирующий лимонную кислоту, A. niger показало, что метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) может продуцироваться и в другом организме хозяина. 
В этом обзоре будет описано текущее состояние и последние достижения в понимании молекулярных процессов, приводящих к биотехнологическому производству метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты).
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) хорошо известна как прекурсор для синтеза полимеров и используется в промышленных процессах на протяжении десятилетий. 

В недавнем удивительном открытии было обнаружено, что метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) играет роль иммуноподдерживающего метаболита в иммунных клетках млекопитающих, где она синтезируется в качестве антимикробного соединения из промежуточной цис-аконитовой кислоты цикла лимонной кислоты. 
Несмотря на то, что иммуночувствительный белок гена 1 (IRG1) был связан с иммунным ответом без механистической функции, критическая связь с выработкой метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) через ферментативную функцию этого белка была выявлена только недавно. 

Температура плавления: 165-168 °C (лит.)
Температура кипения: 268°C
Плотность: 1,573 г/мл при 25 °C (лит.)
давление пара: 0,0000115 Па (20 °C)
Показатель преломления: 1,4980 (оценка)
Температура вспышки: 268°C
Температура хранения: Хранить при температуре не выше +30°C.
Растворимость: 77,49 г/л
Форма: Кристаллический порошок или кристаллы
pka: 3,85 (при 25 °C)
Удельный вес: 1.573
Цвет: от белого до светло-бежевого
рН: 3,5 (раствор 1 мМ); 2,95 (раствор 10 мМ); 2,43 (раствор 100 мМ);
Запах: характерный запах
Растворимость в воде: Растворим в воде, ацетоне, метаноле, гексане и этаноле. Слабо растворим в бензоле, хлороформе, сероуглероде и петролейном эфире.
Чувствительность: Гигроскопичность
Мерк: 14,5242
БРН: 1759501
Стабильность: светочувствительная
InChIKey: LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N
LogP: -0,301 при 20°C

При нагревании итаконовый ангидрид изомеризуется до ангидрида цитраконовой кислоты, который может быть гидролизован до цитаконовой кислоты (2-метилмалеиновой кислоты).
Частичное гидрирование метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) над никелем Рани дает 2-метилянтарную кислоту.
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) в основном используется в качестве сомономера в производстве акрилонитрил-бутадиен-стирола и акрилатных латексов с применением в бумажной и архитектурной промышленности.

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) или метиленянтарная кислота является ценным платформенным химическим веществом, которое находит применение в полимерной промышленности, очистке сточных вод и ионообменной хроматографии (Willke and Vorlop, 2001). 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) может быть преобразована в 3-метилтетрагидрофуран, который обладает превосходными эмиссионными и горючими свойствами по сравнению с бензином. 
Промышленное производство метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) осуществляется с использованием глюкозы в качестве единственного источника углерода. 

Продукция метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) метаболически модифицированной Neurospora crassa с использованием лигноцеллюлозной биомассы была оценена Zhao et al. (2018). 
Ген декарбоксилазы цис-аконитовой кислоты гетерологически экспрессировался у N. crassa для синтеза метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты). 
Сконструированный штамм был способен продуцировать метиленянтарную кислоту (итаконовую кислоту) (20,41 мг/л) непосредственно из лигноцеллюлозной биомассы.

Хименес-Куэро и др. (2016) сообщили о производстве метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) из гидролизата биомассы с использованием штаммов Aspergillus. 
Кислотные и ферментативные гидролизаты оценивались для получения метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты). 
Максимальная продукция метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) (0,14%) наблюдалась при проведении погружного брожения гидролизатом кукурузных початков A. oryzae. 

В результате исследования выявлена возможность использования ССФ биомассы для производства метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты).
О биосинтезе метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) и лежащих в ее основе ферментативных механизмах известно многое, но для получения полной биохимической картины определенного метаболита необходимы также знания о его деградации. 
К сожалению, информация о пути разложения метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) скудна. 

В клетках млекопитающих (печень морской свинки и крысы) было обнаружено, что итаконат превращается в итаконил-КоА и далее перерабатывается через цитрамалил-КоА в пируват и ацетил-КоА. 
При этом было установлено, что малонат обладает ингибирующим действием, а добавка предотвращает деградацию метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) (Adler et al., 1957). 
Первый этап этого пути деградации может быть катализирован вездесущей сукцинил-КоА-синтетазой (Adler et al., 1957; «Нагаи», 1963; Schürmann et al., 2011). 

Третья стадия этого пути катализируется цитрамалил-КоА-лиазой, в которой клонированы гены Chloroflexus aurantiacus (Friedmann et al., 2007) и Pseudomonas putida (Jain, 1996). 
Однако до сих пор не было идентифицировано ни одной последовательности белков и генов, которые могли бы катализировать вторую стадию пути деградации, которой является итаконил-КоА-гидратазу (Cooper and Kornberg, 1964). 
Метаболическая инженерия пути метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) у A. terreus и A. niger Уровни метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты), которые были достигнуты при A. terreus, в настоящее время ограничены примерно 85 г/л. 

Несмотря на то, что это уже существенное количество, оно не идет ни в какое сравнение с производством лимонной кислоты, где титры более 200 г/л стабильно получаются в промышленных процессах. 
При переводе на производство метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) должен быть достигнут максимальный теоретический титр около 240 г/л (Li et al., 2011). 
Эта цель может быть достигнута путем дальнейшей селекции существующих в настоящее время штаммов или целенаправленной генной инженерии.

У A. terreus было показано, что ген влияет на производительность выработки метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты), которая является ключевым ферментом гликолиза.
Тем не менее, было показано, что усеченная версия гена A. niger pfkA демонстрирует более высокий выход лимонной кислоты из-за снижения ингибирования цитратом и АТФ (Capuder et al., 2009). 
Эта усеченная версия pfkA также оказала положительное влияние на накопление метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) при экспрессии у A. terreus (Tevz et al., 2010). 

Другой инженерный подход связан с внутриклеточным снабжением кислородом. 
Производство метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) требует непрерывной аэрации, и уже кратковременный перерыв кислорода снижает выход метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты). 
С целью снижения чувствительности к кислороду у A. terreus экспрессировали ген гемоглобина из Vitreoscilla. 

Действительно, экспрессия этого гена приводит к повышенной выработке метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты). 
Кроме того, штаммы демонстрировали лучшее восстановление после прерывания аэрации (Lin et al., 2004).
Существует вероятность, что генетическая структура A. terreus недостаточно эффективна для того, чтобы поддерживать выработку более высоких титров органических кислот.

Таким образом, стратегия состоит в том, чтобы генетически модифицировать путь биосинтеза метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) в другой организм хозяина, который, как уже известно, поддерживает производство высоких титров органических кислот. 
Как уже упоминалось, таким кандидатом является A. niger. 
Уникальным и решающим этапом в пути биосинтеза является декарбоксилирование цис-аконитовой кислоты до метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты). 

Когда ген cadA (Kanamasa et al., 2008) был охарактеризован у A. terreus, стала возможной генная инженерия пути в другой организм. 
Li et al. (2011) экспрессировали ген A. terreus cadA в штамме A. niger AB 1.13. 
С этой целью ген cadA был помещен под контроль промотора A. niger gpdA, который обеспечивает сильную и конститутивную экспрессию. 

Штамм A. niger, экспрессирующий только ген cadA, обладает способностью продуцировать около 0,7 г/л метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты). 
Этот уровень не сопоставим с современными производственными штаммами A. terreus, но является многообещающей отправной точкой для дальнейших инженерных шагов. 
Дальнейшие попытки повысить урожайность заключаются в экспрессии таких генов, как вышеупомянутый митохондриальный белок-переносчик, вместе с геном cadA (Jore et al., 2011; van der Straat et al., 2012).

Производство метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты):
С 1960-х годов метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) производится промышленным способом путем ферментации углеводов, таких как глюкоза или патока, с использованием таких грибов, как Aspergillus itaconicus или Aspergillus terreus.
Для A. terreus итаконатный путь в основном выяснен. 

Общепринятый путь получения итаконата заключается в гликолизе, цикле трикарбоновых кислот и декарбоксилировании цис-аконитата в итаконат через цис-аконитат-декарбоксилазу.
Головневый гриб Ustilago maydis использует альтернативный путь. 
Цис-аконитат превращается в термодинамически предпочтительный транс-аконитат с помощью аконитат-δ-изомеразы (Adi1).

Далее транс-аконитат декарбоксилируется до итаконата транс-аконитат-декарбоксилазой (Tad1).
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) также вырабатывается в клетках макрофаговой линии.
Показано, что метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) является ковалентным ингибитором фермента изоцитратлиазы in vitro.

Таким образом, итаконат может обладать антибактериальной активностью в отношении бактерий, экспрессирующих изоцитратлиазу (таких как Salmonella enterica и Mycobacterium tuberculosis).
Однако клеткам макрофагальной линии приходится «расплачиваться» за выработку итаконата, и они теряют способность осуществлять фосфорилирование на уровне митохондриального субстрата.

Применение метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты):
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) используется при получении акрилонитрил-бутадиен-стирольных и акрилатных латексов. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) также используется для приготовления полиметиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты), смол, компонентов биотоплива и иономерных цементов. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) находит применение в текстильной, химической и фармацевтической промышленности. 

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) также используется в качестве добавки к волокнам и ионообменным смолам для повышения истираемости, гидроизоляции, физической стойкости, сродства к окрашиванию и лучшей продолжительности жизни. 
Кроме того, он действует как сомономер, используемый при приготовлении акриловых волокон и каучуков, армированного стекловолокна, искусственных алмазов и линз. 
В дополнение к этому, он действует как связующее и проклеивающее агент в непереплетенных волокнах.

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) используется в следующих продуктах: полимерах.
Метиленянтарная кислота (Итаконовая кислота) используется для изготовления: химикатов, резинотехнических изделий и пластмассовых изделий.
Выброс в окружающую среду метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) может происходить при промышленном использовании: в качестве промежуточного этапа в дальнейшем производстве другого вещества (использование промежуточных продуктов), в качестве технологической добавки, для производства термопластов и в качестве технологической добавки.

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) используется для производства различных полимеров и сополимеров. 
При полимеризации образует полиметиленянтарную кислоту (итаконовую кислоту), которая может быть использована в производстве синтетических смол и биоразлагаемых пластиков.
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) используется в качестве сомономера в синтезе сополимеров, улучшая свойства получаемых материалов.

Например, метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) может быть сополимеризована с акриловой кислотой для создания суперабсорбирующих полимеров, используемых в подгузниках и санитарно-гигиенических изделиях.
Благодаря своим адгезионным свойствам и способности образовывать стабильные полимерные матрицы метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) используется в рецептуре клеев, покрытий и герметиков. 
Эти материалы находят применение в различных отраслях промышленности, включая строительство, автомобилестроение и упаковку.

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) используется в качестве хелатирующего агента в процессах водоподготовки. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) может связываться с ионами металлов, помогая удалять примеси из воды, предотвращать образование накипи и улучшать качество воды в промышленных условиях.

Производные метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) были исследованы на предмет потенциального использования в фармацевтических препаратах и системах доставки лекарств благодаря их биосовместимости и свойствам контролируемого высвобождения.
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) может быть использована при извлечении некоторых металлов из руд или отходов. 
Его способность хелатировать ионы металлов помогает в отделении и извлечении ценных металлов из сложных смесей.

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) и ее соли используются в качестве пищевых добавок, прежде всего в качестве регуляторов кислотности и консервантов в пищевой промышленности. 
Они помогают контролировать рН пищевых продуктов и продлевают срок их хранения.
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) продолжает оставаться предметом исследований из-за ее потенциального применения в различных областях, включая материаловедение, биотехнологию и устойчивую химию. 

Производство метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) из возобновляемых ресурсов и ее потенциал для замены химических веществ на нефтяной основе в определенных областях применения соответствуют целям устойчивой химии и экологически чистых технологий.
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) используется в производстве синтетических полимеров, в том числе полиметиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) и различных сополимеров. 

Эти полимеры находят применение в клеях, покрытиях и суперабсорбирующих материалах.
Полимеры на основе метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) могут быть использованы для создания биоразлагаемых пластмасс, которые приобретают все большее значение для сокращения пластиковых отходов и воздействия на окружающую среду.
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) может использоваться в качестве хелатирующего агента, что означает, что она может связываться с ионами металлов. 

Это свойство ценно в различных промышленных процессах, таких как водоподготовка и извлечение металлов.
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) используется в рецептуре клеев, покрытий и герметиков благодаря своим адгезионным свойствам и способности образовывать стабильные полимерные матрицы.
Производные метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) были изучены на предмет их потенциального использования в фармацевтических препаратах и системах доставки лекарств.

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) – это органическая кислота, которая используется в качестве прекурсора в полимерной промышленности. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) была использована в производстве поверхностно-активного вещества, которое может увеличить проникновение кожи при местных процедурах. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) также используется при создании гидрогелевых антибиотиков с контролируемым высвобождением.

Метиленянтарная кислота (Итаконовая кислота) часто используется в производстве суперабсорбирующих полимеров (САП), которые обладают способностью поглощать и удерживать большое количество жидкости относительно собственной массы. 
SAP обычно встречаются в таких продуктах, как подгузники, средства для лечения недержания у взрослых и средства женской гигиены.
Полимеры на основе метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) могут использоваться в текстильной промышленности для различных целей, в том числе в качестве отделочного агента для повышения устойчивости к сминанию и восстановления складок тканей.

Производные метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты), такие как итаконат натрия, используются в качестве моющих средств. 
Они помогают повысить эффективность очистки моющих средств, связывая ионы кальция и магния в жесткой воде, предотвращая образование мыльной пены и повышая общую эффективность моющих средств.
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) и ее производные используются в нефтегазовой промышленности в качестве добавок в буровые растворы и цементирующие составы. 

Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) привлекла внимание в биотехнологии благодаря своему потенциалу в качестве химического вещества-платформы для производства химикатов и топлива на биологической основе. 
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) также изучается в контексте метаболической инженерии для повышения микробной продукции метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) для различных применений.
Метиленянтарная кислота (Итаконовая кислота) используется в качестве реагента и исследовательского химиката в различных научных экспериментах и химических процессах. 

Универсальная химическая структура метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) делает ее полезной в органическом синтезе и в качестве исходного материала для получения других соединений.
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) и ее производные могут быть использованы в смазочно-охлаждающих жидкостях, которые применяются в операциях механической обработки и резания металлов для улучшения охлаждения, смазки и защиты от коррозии.

Полимеры на основе метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) могут использоваться в качестве удерживающих добавок и добавок к сухой прочности в целлюлозно-бумажной промышленности, помогая улучшить качество и прочность бумажной продукции.
Производные метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты) иногда используются в средствах личной гигиены, таких как шампуни и кондиционеры, для улучшения их характеристик и текстуры.
В лакокрасочной промышленности метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) может использоваться для улучшения характеристик составов на водной основе, в том числе для повышения адгезии покрытий к поверхностям.

Профиль безопасности метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты):
Метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) может раздражать кожу и глаза при прямом контакте. 
Длительное или повторяющееся воздействие может привести к раздражению кожи или глаз, включая покраснение, зуд и дискомфорт. 
При работе с ним необходимо носить соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ), такие как перчатки и защитные очки.

Следует избегать вдыхания пыли или аэрозолей метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты), так как они могут раздражать дыхательные пути. 
Обеспечьте надлежащую вентиляцию и, при необходимости, используйте средства защиты органов дыхания при работе с метиленянтарной кислотой (итаконовой кислотой) в пыльных или аэрозольных ситуациях.
Проглатывание метиленянтарной кислоты (итаконовой кислоты), как правило, не является распространенной опасностью в промышленных или лабораторных условиях. 

Тем не менее, метиленянтарную кислоту (итаконовую кислоту) и ее производные не следует употреблять, и должны быть приняты меры для предотвращения случайного проглатывания.
При воздействии высоких температур или некоторых химических веществ метиленянтарная кислота (итаконовая кислота) может разлагаться и выделять потенциально опасные побочные продукты, такие как окись углерода, углекислый газ и другие токсичные газы. 

Синонимы слова метиленянтарная кислота (Итаконовая кислота):
Метиленянтарная кислота (Итаконовая кислота)
97-65-4
2-метиленянтарная кислота
МЕТИЛЕНЯНТАРНАЯ КИСЛОТА
2-метилиденбутандиовая кислота
Метиленбутандиовая кислота
Пропилендикарбоновая кислота
Бутандиовая кислота, метилен-
Итаконат
2-пропен-1,2-дикарбоновая кислота
Янтарная кислота, метилен-
2-метиленбутандиовая кислота
MFCD00004260
25119-64-6
АИ3-16901
2-метиленянтарная кислота
CHEMBL359159
бутандиовая кислота, 2-метилен-
DTXSID2026608
ЧЕБИ:30838
NSC3357
НСК-3357
Q4516562YH
DTXCID006608
КАС-97-65-4
ХСБД 5308
метилен-бутандиоикаци
НСК 3357
ИНЭКС 202-599-6
Метиленсукцинат
УНИИ-Q4516562YH
ИНН
Метиленбутандиоат
2-метиленсукцинат
Пропилендикарбоксилат
2-метиленбутандиоат
Метиленянтарная кислота (Итаконовая кислота), >=99%
БМСЭ000137
Probes1_000076
Probes2_000247
КЭ 202-599-6
2-метиленянтарная кислота #
Метиленянтарная кислота (Итаконовая кислота) [MI]
NCIStruc1_001783
NCIStruc2_000502
2-метилен-бутандиовая кислота
NCIOpen2_004822
SCHEMBL21523
Метиленянтарная кислота (Итаконовая кислота) [INCI]
2-пропен-1,2-дикарбоксилат
Метиленянтарная кислота (Итаконовая кислота), аналитический стандарт
Янтарная кислота, метилен- (8CI)
ХАЙ-И0520
Tox21_201299
Tox21_303071
BBL011584
BDBM50036216
LMFA01170063
С3095
STL163322
AKOS000118895
2-гидрокси-3-нафтоил-2-нафтиламин
SB67306
Бутандиовая кислота, этилиден-,(E)-(9ci)
NCGC00249019-01
NCGC00257141-01
NCGC00258851-01
АС-11816
КС-0015302
ФТ-0627543
М0223
EN300-18045
С00490
Е80791
Q903311
Z57127539
Ф2191-0234
2-МЕТИЛЕН,1,4-БУТАНДИОВАЯ КИСЛОТА (Метиленянтарная кислота (Итаконовая кислота))
53ЭК7А3-4846-4588-ББК9-CB8846377B96
InChI=1/C5H6O4/c1-3(5(8)9)2-4(6)7/h1-2H2,(H,6,7)(H,8,9