马来酸的特性及应用？ ¹

马来酸（maleic acid）是一种含有两个羧酸官能基的有机化合物，化学式为HO2CCHCHCO2H。它与反丁烯二酸互为顺反异构物。马来酸常用于制备反丁烯二酸，但其应用范围相对较少。

马来酸和其酸酐并不是核准的食品添加物，但在美国和欧盟，顺丁烯二酸酐在与食品直接或间接接触的包材中有限度地被允许使用。此外，美国还允许将马来酸用作化妆品中的酸碱调和剂。

马来酸的物理特性

相对于反丁烯二酸，马来酸的稳定性较差。顺丁烯二酸的熔点（135℃）比反丁烯二酸（287℃）低得多，且在水中的溶解度更好。这些差异可以通过分子内氢键来解释。

马来酸的化学性质

由于马来酸属于羧酸，所以其水溶解度较高（25℃时为78g/100mL）。马来酸和反丁烯二酸是一对几何异构体，也是世界上最早被发现的几何异构体之一。

加热至135℃时，马来酸会分解并形成环状的马来酸酐，这是因为马来酸有两个接近的羧基。

C2H2(COOH)2?C4H2O3+H2O

与马来酸不同，反丁烯二酸由于其两个羟基并不接近，所以不能发生环化反应。

马来酸的制备方法

工业上生产顺丁烯二酸的方法是通过水解顺丁烯二酸酐。顺丁烯二酸酐可以通过在五氧化二钒催化下，于450～500℃用空气将苯或丁烷氧化来制备。

反丁烯二酸的异构体

顺丁烯二酸的主要工业用途是转化为反丁烯二酸。这种异构化转换可以通过各种试剂的催化，如无机酸和硫脲来实现。此外，顺丁烯二酸在水中的溶解度较大，使得反丁烯二酸的纯化变得容易。

马来酸和反丁烯二酸无法自发地互相转换，这是因为它们的碳碳双键部分不同。然而，顺式异构体可以通过光解转化为反式异构体，这需要少量的溴存在。溴自由基的光转换会使溴烷烃自由基攻击烯烃溴元素，从而形成反丁烯二酸。另一种方法是将顺丁烯二酸加热至12M盐酸溶液中，这样可以使中央C-C键形成更稳定的结构，从而使其不易溶于反丁烯二酸。

顺丁烯二酸盐

顺丁烯二酸离子是通过顺丁二酸离子化形成的。在生物化学中，顺丁烯二酸离子被用作转氨酶反应的抑制剂。它也被称为顺丁烯二酸酯或顺丁烯二酸二甲酯。

马来酸的应用

马来酸可以与氯苯那敏形成盐，从而得到常用的抗组胺药马来酸氯苯那敏。苯吡丙胺和马来酸非尼拉敏也是抗组胺药物。

马来酸的毒性

马来酸可能会抑制代谢中的某些酵素，如胺基酸代谢的转胺酶。胺基酸代谢主要发生在肝脏和肾脏，因此长期摄入顺丁烯二酸可能会对肝肾造成损害。此外，在柠檬酸循环中，顺丁烯二酸可能会影响某些酵素，动物实验表明会导致狗的肾小管损伤，并造成不可逆的伤害。目前尚不清楚顺丁烯二酸对人体是否会造成伤害，因为缺乏人体试验。然而，动物实验证实，顺丁烯二酸极有可能对人体细胞具有毒性。