Maleīnskābe pirmo reizi tika atklāta gandrīz pirms 200 gadiem. Tas tika sintezēts, destilējot ābolskābi. Nākotnē tas atrada savu pielietojumu ķīmiskajā jomā, un par to ir vērts runāt sīkāk. Tomēr vispirms mēs runāsim par tā īpašībām un citām funkcijām.
Vispārīgās funkcijas
Maleīnskābes formula izskatās šādi: HOOC-CH=CH-COOH (vai H4C4O 4 ). Šī viela ir organisks savienojums ar divām bāzēm. Saskaņā ar IUPAC nomenklatūru to pareizi sauc par cis-butēndiskābi.
Šīs vielas īpašības var identificēt šādā sarakstā:
Molārā masa ir 116,07 g/mol.
Blīvums ir 1,59 g/cm³.
· Kušanas un sadalīšanās temperatūra sasniedz 135 °C. Uzliesmojums notiek 127°C temperatūrā.
· Šķīdības ūdenī indekss ir 78,8 g/l. Šis process vislabāk darbojas 25°C temperatūrā.
Šai vielai ir trans-izomērs, un taspazīstams kā fumārskābe. Tās molekulas ir stabilākas nekā maleīnskābes molekulas. Tādējādi sadegšanas temperatūras atšķirība, kas ir 22,7 kJ/mol.
Un fumārskābe, atšķirībā no maleīnskābes, ļoti slikti šķīst ūdenī. Tikai 6,3 g/l. Tas ir saistīts ar faktu, ka maleīnskābes molekulās veidojas ūdeņraža saite.
Iegūt vielu
Maleīnskābi iegūst anhidrīda C4H2O3 hidrolīzes rezultātā. Tas ir organisks savienojums, kam ir cieta konsistence tīrā stāvoklī. Šī viela parasti ir bezkrāsaina vai b alta.
Anhidrīdam ir ļoti dažādas ķīmiskās īpašības, jo tam ir ārkārtīgi augsta reaģētspēja un divas funkcionālās grupas. Maleīnskābe veidojas tās mijiedarbības ar ūdeni dēļ. Bet, ja jūs to apvienojat ar spirtiem, jūs iegūstat nepilnīgus esterus.
Pats anhidrīds iepriekš tika sintezēts, oksidējot benzolu vai citus aromātiskus savienojumus. Tagad šo metodi izmanto reti. Sakarā ar benzola cenu pieaugumu un šīs vielas ietekmi uz vidi tas tika aizstāts ar n-butānu, alkānu klases ogļūdeņradi.
Ierakstīšanās reakcijās
Ir vērts atzīmēt, ka maleīnskābi faktiski var pārvērst ābolskābē. To panāk ar hidratāciju – ūdens molekulu pievienošanu galvenās vielas joniem/daļiņām. Ābolskābe ir pazīstama kā pārtikas piedeva ar apzīmējumu E296. Tam ir dabiska izcelsme, tāpēc to izmantokonditorejas izstrādājumos un augļu ūdeņu ražošanā. Tas ir piemērojams arī medicīnā.
Tāpat maleīnskābes savienojumu var pārvērst dzintarskābē, ko izmanto, lai stimulētu augu augšanu un palielinātu ražu. Pirmo reizi to ieguva 17. gadsimtā, destilējot dzintaru. Un tagad šī viela tiek sintezēta, hidrogenējot maleīnskābi. Tas ir, pievienojot tam ūdeņradi. Un caur dehidratāciju (ūdens šķelšanos no molekulām) no tā var iegūt maleīnskābes anhidrīdu.
Visas uzskaitītās reakcijas teorētiski varētu izmantot rūpniecībā šo vielu ražošanai. Bet tie nav ekonomiski dzīvotspējīgi, tāpēc tie netiek izmantoti.
Pieteikums
Maleīnskābes īpašības ir grūti pārvērtēt. To pašu izmanto tikai fumāra savienojuma iegūšanai, bet tā atvasinājumu izmantošana ir plaši izplatīta:
· Anhidrīdu izmanto poliestera izstrādājumu ražošanā. Mazs, jo īpaši. Galaprodukti tiek aktīvi izmantoti būvniecības nozarē. Tie ir krāsošanas materiāli, mākslīgais akmens, stikla šķiedra utt.
· Reaģentus izmanto alkīda sveķu izgatavošanai, kas ir lieliski cietinātāji uz eļļas bāzes veidotiem pārklājumiem. Tos izmanto arī kā pretkorozijas pārklājumu.
Anhidrīdu izmanto arī kā maleīnskābes kopolimēru sintētisko audumu un mākslīgo šķiedru ražošanā.
· Šīs vielas ēteri tiek izmantoti kā šķīdinātāji. Visizplatītākais ir dietilmaleāts. Viņaizmanto ķīmijas laboratorijas, aizsardzības rūpniecība un krāsu un laku rūpniecība.
· Maleīna savienojumu hidrazītu izmanto kā herbicīdu. Tas lieliski iznīcina nezāles.
Fumārskābes ražošana
Par viņu arī jāpasaka daži vārdi. Lai iegūtu fumārskābi, maleīnskābi katalītiski izomerizē. Šo procesu veic, izmantojot tiokarbamīdu (tiokarbamīdu). Lai gan to bieži aizstāj ar neorganiskām skābēm.
Tā kā fumāra savienojums ir slikti šķīstošs, to ir viegli izolēt no maleīnskābes. Abas skābes ir konformeri – tām ir vienāds atomu un molekulu skaits, kā arī līdzīga struktūra. Bet, neskatoties uz to, viņi nevar spontāni pārvērsties viens par otru. Lai šis process notiktu, ir jāpārrauj oglekļa dubultsaite, taču tas ir nelabvēlīgi no enerģētikas viedokļa.
Tātad nozare izmanto jau iepriekš minēto metodi - maleīna savienojuma katalītisko izomerizāciju ūdenī.
Fumāra savienojuma izmantošana
Par to ir vērts runāt beigās. Visilgāk fumārskābe tiek izmantota pārtikas rūpniecībā. Pirmo reizi tas tika izmantots 1946. Šim savienojumam ir augļu garša, tāpēc to bieži izmanto kā saldinātāju. Apzīmēts ar E297.
Fumārskābe arī bieži tiek aizstāta ar vīnskābi un citronskābi. Tas ir rentabli. Ja pievienojat citrātu, tad, lai sasniegtu vēlamoGaršas efektam nepieciešami 1,36 g fumarāta. Fumarātu vajag mazāk - tikai 0,91 g.
Šīs vielas ēteri tiek izmantoti arī ādas slimību, piemēram, psoriāzes, ārstēšanā. Pieaugušam cilvēkam dienas norma ir 60-105 miligrami (precīza deva ir atkarīga no katra gadījuma). Laika gaitā to var palielināt līdz 1300 mg dienā.
Un šīs vielas sāls ir galvenā zāļu sastāvdaļa, piemēram, Konfumin un Mafusol. Pirmā palīdz organismam pielāgoties skābekļa trūkumam un regulē vielmaiņu. Otrais uzlabo asins reoloģiskās īpašības un to viskozitāti.
Interesanti, ka pat cilvēka ķermenis spēj sintezēt fumarātu. To veido āda, kad tā tiek pakļauta saules gaismai. Turklāt fumarāts ir urīnvielas cikla blakusprodukts.
