Acido malonico
L'acido malonico (nome sistematico: acido 1,3-propandioico) è un acido bicarbossilico, ovvero la sua molecola reca due gruppi carbossilici (-COOH); nella sua molecola questi sono uniti da un ponte metilene; la sua formula molecolare è quindi HOOC−CH2−COOH. I suoi esteri e i suoi sali vengono chiamati malonati.
| Acido malonico | |
|---|---|
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 | |
| Nome IUPAC | |
| acido 1,3-propandioico | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | C3H4O4 |
| Massa molecolare (u) | 104,06 |
| Aspetto | solido cristallino bianco |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 205-503-0 |
| PubChem | 867 e 23511544 |
| DrugBank | DBDB02175 |
| SMILES | C(C(=O)O)C(=O)O |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, in c.s.) | 1,619 |
| Solubilità in acqua | 1390 g/l a 20 °C |
| Temperatura di fusione | 136 °C (409 K) |
| Temperatura di ebollizione | decomposizione |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Simboli di rischio chimico | |
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| Frasi H | 302 - 319 |
| Consigli P | 260 - 262 - 305+351+338 [1] |
Il nome, come anche quello dell'acido malico e dell'acido maleico, deriva dal nome greco della mela, μᾶλον (malon),[2] (latino malum), attraverso il francese acide malonique.[3]
A temperatura ambiente si presenta come una fine polvere cristallina bianca, inodore, molto solubile in acqua; solubile in metanolo, etanolo, n-propanolo, etere dietilico e piridina,[4] ma praticamente insolubile in benzene.
Sintesi
modificaUna sintesi classica dell'acido malonico parte dall'acido acetico, che viene dapprima trattato con cloro per dare acido cloroacetico; questo viene successivamente salificato con carbonato di sodio. Il sale sodico così ottenuto viene quindi fatto reagire con cianuro di sodio; in tal modo lo ione cianuro va a sostituire il cloruro formando il cianacetato di sodio; la successiva idrolisi basica (NaOH) trasforma il gruppo ciano (-C≡N) in carbossilato (-COO−). Per acidificazione, si ottiene l'acido malonico.[5] Industrialmente viene tuttavia prodotto per idrolisi dei suoi esteri metilici o etilici.[6]
Reattività
modificaL'acido malonico o i suoi esteri reagiscono con l'urea a dare l'acido barbiturico (malonilurea[7]).[8] I suoi esteri, in particolare il malonato di etile, data la facilità con cui formano enolati stabilizzati, sono comunemente usati per condurre le tipiche reazioni che vanno sotto il nome di sintesi malonica. I suoi enolati sono inoltre usati nella condensazione di Knoevenagel con aldeidi e chetoni.[9] L'acido malonico condensa con l'acetone, con eliminazione di una molecola di acqua e una ciclizzazione, per dare l'acido di Meldrum.[10]
Analisi
modificaPer l'analisi e l'identificazione sono più comunemente impiegati metodi strumentali come l'HPLC o la gas-massa. Esistono tuttavia metodi più laboriosi come l'analisi colorimetrica dei suoi derivati[11], l'analisi gravimetrica del sale di bario, l'ossidazione con bicromato di potassio, con solfato cerico o permanganato di potassio.
Presenza in natura
modificaAlte concentrazioni del sale di calcio dell'acido malonico si trovano nella barbabietola.
Patologia
modificaSe i livelli elevati di acido malonico sono accompagnati da livelli elevati di acido metilmalonico, ciò può indicare la malattia metabolica dell'aciduria combinata malonica e metilmalonica (CMAMMA). Calcolando il rapporto tra acido malonico e acido metilmalonico nel plasma sanguigno, la CMAMMA può essere distinta dalla classica acidemia metilmalonica.[12]
Usi
modificaL'acido malonico è un precursore di poliesteri speciali. Può essere convertito in 1,3-propandiolo per essere utilizzato in poliesteri e polimeri. Può anche essere un componente delle resine alchidiche, che vengono utilizzate in numerose applicazioni di rivestimento per la protezione dai danni causati da luce UV, ossidazione e corrosione. Un'applicazione dell'acido malonico è come reticolante per rivestimenti in polvere a bassa temperatura, che stanno diventando sempre più preziosi per i substrati sensibili al calore e il desiderio di accelerare il processo di rivestimento.[13] Il mercato globale dei rivestimenti per automobili è stato stimato a 18,59 miliardi di dollari USA nel 2014, con un tasso di crescita annuale combinato previsto del 5,1% fino al 2022.[14]
È utilizzato in numerosi processi produttivi come prodotto chimico di alto valore, tra cui l'industria elettronica, l'industria degli aromi e delle fragranze, i solventi speciali, la reticolazione dei polimeri e l'industria farmaceutica. Nel 2004, la produzione globale annuale di acido malonico e diesteri correlati è stata di oltre 20.000 tonnellate.[15]
L'acido malonico è stato elencato come uno dei primi 30 prodotti chimici prodotti dalla biomassa dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.[16]
L'acido malonico è usato come sostanza chimica facilmente disponibile per produrre numerosi composti preziosi,[17] tra cui i composti come il γ-nonalattone, l'acido cinnamico e composti farmaceutici del valproato.
L'acido malonico (fino al 37,5% in peso) è stato usato per legare amido di mais e patate per produrre un termoplastico biodegradabile; il processo viene eseguito in acqua usando catalizzatori non tossici.[18][19] I polimeri a base di amido rappresentavano il 38% del mercato globale dei polimeri biodegradabili nel 2014, con imballaggi per alimenti, imballaggi in schiuma e sacchi di compost come i principali segmenti di utilizzo finale.
La società Eastman Kodak e altri usano acido malonico e derivati come adesivo chirurgico.[20]
Attività biologica
modificaL'acido malonico inibisce la succinato deidrogenasi ed il ciclo dell'acido citrico.
Note
modifica- ^ scheda dell'acido malonico su IFA-GESTIS (archiviato dall'url originale il 16 ottobre 2019).
- ^ DIZIONARIO GRECO ANTICO - Greco antico - Italiano, su grecoantico.com. URL consultato il 5 febbraio 2024.
- ^ (EN) William B. Jensen, The Origin of the Names Malic, Maleic, and Malonic Acid, in Journal of Chemical Education, vol. 84, n. 6, 2007-06, pp. 924, DOI:10.1021/ed084p924. URL consultato il 5 febbraio 2024.
- ^ (EN) PubChem, Malonic acid, su pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. URL consultato il 18 maggio 2021.
- ^ (EN) Organic Syntheses Procedure, su orgsyn.org. URL consultato il 5 febbraio 2024.
- ^ Espacenet – US patent 2373011, su worldwide.espacenet.com. URL consultato il 5 febbraio 2024.
- ^ (EN) PubChem, Barbituric acid, su pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. URL consultato il 5 febbraio 2024.
- ^ Ralph J. Fessenden e Joan S. Fessenden, Organic chemistry, 2. ed, Grant, 1982, p. 644, ISBN 978-0-87150-752-5.
- ^ R. Fusco, G. Bianchetti e V. Rosnati, 6.5.4. Alogenoalcheni, in CHIMICA ORGANICA, volume primo, L. G. Guadagni, 1974, p. 595.
- ^ Jonathan Clayden, Nick Greeves e Stuart Warren, Organic chemistry, 2nd ed, Oxford university press, 2012, p. 1090, ISBN 978-0-19-927029-3.
- ^ A. Jart, Acta Chem. Scand., 12 1958, p1437-1443. Anche piccole quantità di acido malonico reagiscono quantitativamente con l'anidride acetica in presenza di acido acetico glaciale per dare una colorazione giallastra e fluorescente.
- ^ Monique G. M. de Sain-van der Velden, Maria van der Ham e Judith J. Jans, A New Approach for Fast Metabolic Diagnostics in CMAMMA, vol. 30, Springer Berlin Heidelberg, 2016, pp. 15–22, DOI:10.1007/8904_2016_531, ISBN 978-3-662-53680-3.
- ^ Fäcke, T., Subramanian R., Dvorchak, M., Feng, S. Diethylmalonate Blocked Isocyanates As Crosslinkers For Low Temperature Cure Powder Coatings. 2004 International Waterborne, High-Solids, and Powder Coatings Symposium.
- ^ James, S. Global Automotive Coatings Market. 2015 Grand View Research Market Report
- ^ Malonic acid diesters (PDF), su Inchem, UNEP Publications (archiviato dall'url originale il 18 novembre 2017).
- ^ Werpy, T., Petersen, G. Top Value Added Chemicals from Biomass. 2004 US Department of Energy.
- ^ Hildbrand, S.; Pollak, P. Malonic Acid & Derivatives. March 15, 2001. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry
- ^ Netravali, A., Dastidar, T. Crosslinked native and waxy starch resin compositions and processes for their manufacture. 2013 US. Appl No. 14/418,940.
- ^ Dastidar TG, Netravali AN, "'Green' crosslinking of native starches with malonic acid and their properties." Carbohydrate Polymers, 90:1620-1628 (2012)
- ^ Hawkins, G., Fassett, D. Surgical Adhesive Compositions. 1971 US Patent No. 3,591,676.
Voci correlate
modificaAltri progetti
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Collegamenti esterni
modifica- (EN) malonic acid, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
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