Малоновая кислота

Не следует путать с малеиновой кислотой — непредельной карбоновой кислотой.

Не следует путать с малатом — гидроксокарбоновой кислотой.

Запрос «Малонаты» перенаправляется сюда. На эту тему нужно создать отдельную статью.

Мало́новая кислота́ (пропандио́вая, метандикарбо́новая кислота), химическая формула  ${\displaystyle {\ce {HOOC-CH2-COOH}}}$, двухосновная предельная карбоновая кислота.

Малоновая кислота
Общие
Систематическое наименование	Пропандиовая кислота
Хим. формула	${\displaystyle {\ce {C3H4O4}}}$
Физические свойства
Молярная масса	104,0606 г/моль
Плотность	1,619 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	135,6 °C
• разложения	140—160 °C
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты ${\displaystyle pK_{a}}$	(I)2,83; (II) 5,68
Растворимость
• в воде	73,5 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	141-82-2
PubChem	867 и 23511544
Рег. номер EINECS	205-503-0
SMILES	C(C(=O)O)C(=O)O
InChI	InChI=1S/C3H4O4/c4-2(5)1-3(6)7/h1H2,(H,4,5)(H,6,7) OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	30794
ChemSpider	844
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Обладает всеми химическими свойствами характерными для карбоновых кислот.

Соли и сложные эфиры малоновой кислоты называются малонатами.

Содержится во многих растениях, например, содержится в виде малоната кальция в соке сахарной свёклы.

Название кислоты происходит от греческого слова μαλον (малон) — «яблоко».

Физические и химические свойства

Малоновая кислота хорошо растворима в воде и этаноле, а также в пиридине и диэтиловом эфире. В бензоле малоновая кислота не растворяется.

Соли щелочных металлов малоновой кислоты хорошо растворяются в воде, в отличие от малонатов свинца и бария.

Малоновая кислота образует два ряда производных по карбоксильным группам (кислых и полных): сложные эфиры, нитрилы, амиды, хлорангидриды. Например, в зависимости от условий проведения реакции при действии на малоновую кислоту тионилхлорида ${\displaystyle {\ce {SOCl2}}}$ образуется полный хлорангидрид ${\displaystyle {\ce {ClCOCH2COCl}}}$ или полухлорангидрид ${\displaystyle {\ce {ClCOCH2COOH}}}$.

При нагревании кислоты выше температуры плавления или нагревания её водного раствора выше 70 °C малоновая кислота легко декарбоксилируется с образованием уксусной кислоты. Декарбоксилированию подвергаются также замещённые малоновые кислоты, которые превращаются в монокарбоновые кислоты:

${\displaystyle {\ce {RCH(COOH)2 -> RCH2COOH + CO2}}}$.

При нагревании с оксидом фосфора(V) малоновая кислота образует недооксид углерода ${\displaystyle {\ce {C3O2}}}$. Под действием брома переходит в броммалоновую или диброммалоновую кислоту; при действии азотистой кислоты (${\displaystyle {\ce {HNO2}}}$ окисляется до мезоксалевой кислоты ${\displaystyle {\ce {OC(COOH)2}}}$.

Малоновая кислота и её сложные моноэфиры вступают в реакции Манниха, Кнёвенагеля:

${\displaystyle {\ce {C2H5OOCCH2COOH + CH2O + HN(CH3)2 -> C2H5OOC(CH2)2N(CH3)2}}}$;

${\displaystyle {\ce {CH2(COOH)2 + RCHO -> RCH(OH)CH(COOH)2 + RCH=C(COOH)2 -> RCH=CHCOOH}}}$.

Получение

Впервые была получена Дессенье в 1858 г. окислением яблочной кислоты (acidum malicum), откуда и получила своё название. В природе она находится в соке репы.

Промышленный способ синтеза малоновой кислоты заключается в гидролизе циануксусной кислоты, получаемой из монохлоруксусной кислоты.

Синтез малоновой кислоты из хлоруксусной кислоты через промежуточное вещество — циануксусную кислоту

Применение

Малоновая кислота используется в синтезе непредельных кислот, флавонов, аминокислот, барбитуратов, витаминов B₁ и B₆.

Патология

Если повышенный уровень малоновой кислоты сопровождается повышенным уровнем метилмалоновой кислоты, это может свидетельствовать о метаболическом заболевании - комбинированной малоновой и метилмалоновой ацидурии (КMAMMA). Рассчитывая соотношение малоновой и метилмалоновой кислот в плазме крови, КMAMMA можно отличить от классической метилмалоновой ацидурии.^[1]

Биохимия

Кальциевая соль малоновой кислоты в больших количествах содержится в корнеплодах свеклы в форме белых кристаллов. Малоновая кислота представляет собой классический пример конкурентного ингибитора — связывается с сукцинатдегидрогеназой в комплексе II ЭТЦ.

См. также

• Метилмалоновая кислота