Ácido maleico
ácido maleico o ácido cis-butenodioico es un compuesto orgánico que es un ácido dicarboxílico, una molécula con dos grupos carboxilo. Su fórmula química es HO2CCH=CHCO2H. El ácido maleico es el isómero cis del ácido butenodioico, mientras que el ácido fumárico es el isómero trans. Se utiliza principalmente como precursor del ácido fumárico y en relación con su anhídrido maleico original, que tiene muchas aplicaciones.
Propiedades físicas
El ácido maleico tiene un calor de combustión de -1.355 kJ/mol., 22,7 kJ/mol superior al del ácido fumárico. El ácido maleico es más soluble en agua que el ácido fumárico. El punto de fusión del ácido maleico (135 °C) también es mucho más bajo que el del ácido fumárico (287 °C). Como lo confirma la cristalografía de rayos X, el ácido maleico es plano. Se observan dos enlaces de hidrógeno normales, uno intramolecular y otro intermolecular. El análisis cristalográfico muestra que el enlace de hidrógeno intramolecular se ve poco afectado en la sal monopotásica.
Producción y aplicaciones industriales
En la industria, el ácido maleico se deriva de la hidrólisis del anhídrido maleico, siendo este último producido por oxidación del benceno o del butano.
El ácido maleico es una materia prima industrial para la producción de ácido glioxílico mediante ozonólisis.
El ácido maleico se puede utilizar para formar sales de adición de ácido con medicamentos para hacerlos más estables, como el maleato de indacaterol.
El ácido maleico también se utiliza como promotor de la adhesión para diferentes sustratos, como nailon y metales recubiertos de zinc, por ejemplo, acero galvanizado, en adhesivos a base de metacrilato de metilo.
Isomerización a ácido fumárico
El principal uso industrial del ácido maleico es su conversión en ácido fumárico. Esta conversión, una isomerización, está catalizada por una variedad de reactivos, como ácidos minerales y tiourea. Nuevamente, la gran diferencia en la solubilidad en agua facilita la purificación del ácido fumárico.
La isomerización es un tema popular en las escuelas. El ácido maleico y el ácido fumárico no se interconvierten espontáneamente porque la rotación alrededor de un doble enlace carbono-carbono no es energéticamente favorable. Sin embargo, la conversión del isómero cis en el isómero trans es posible mediante fotólisis en presencia de una pequeña cantidad de bromo. La luz convierte el bromo elemental en un radical bromo, que ataca al alqueno en una reacción de adición de radicales a un radical bromoalcano; y ahora es posible la rotación del enlace simple. Los radicales bromo se recombinan y se forma ácido fumárico. En otro método (utilizado como demostración en el aula), el ácido maleico se transforma en ácido fumárico mediante el proceso de calentamiento del ácido maleico en una solución de ácido clorhídrico. La adición reversible (de H+) conduce a la rotación libre alrededor del enlace C-C central y a la formación del ácido fumárico, más estable y menos soluble.
Algunas bacterias producen la enzima maleato isomerasa, que las bacterias utilizan en el metabolismo del nicotinato. Esta enzima cataliza la isomerización entre fumarato y maleato.
Otras reacciones
Aunque no se practica comercialmente, el ácido maleico se puede convertir en anhídrido maleico mediante deshidratación, en ácido málico mediante hidratación y en ácido succínico mediante hidrogenación (etanol/paladio sobre carbono). Reacciona con cloruro de tionilo o pentacloruro de fósforo para dar cloruro de ácido maleico (no es posible aislar el cloruro de monoácido). El ácido maleico, al ser electrófilo, participa como dienófilo en muchas reacciones de Diels-Alder.
Maleatos
El ion maleato es la forma ionizada del ácido maleico. El ion maleato es útil en bioquímica como inhibidor de reacciones de transaminasas. Los ésteres de ácido maleico también se denominan maleatos, por ejemplo maleato de dimetilo.
Uso en fármacos
Muchos medicamentos que contienen aminas se proporcionan como sal del ácido maleato, p. carfenazina, clorfeniramina, pirilamina, metilergonovina y tietilperazina.