Quelltext der Seite Maleinsäure

{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel  = [[Datei:Maleinsäure.svg|200px|Struktur von Maleinsäure]]
| Suchfunktion    = C4H4O4
| Andere Namen    = * (''2Z'')-But-2-endisäure ([[IUPAC-Nomenklatur|IUPAC]])
* (''Z'')-Butendisäure
* ''cis''-Butendisäure
* ''cis''-Ethylendicarbonsäure
* Toxilsäure
* {{INCI|Name=MALEIC ACID|ID=35135 |Abruf=2020-12-28}}
| Summenformel    = C<sub>4</sub>H<sub>4</sub>O<sub>4</sub>
| CAS             = {{CASRN|110-16-7}}
| EG-Nummer       = 203-742-5
| ECHA-ID         = 100.003.403
| PubChem         = 444266
| ChemSpider      = 392248
| DrugBank        = DB04299
| Beschreibung    = weißes, kristallines Pulver mit schwach säuerlichem Geruch<ref name="GESTIS" />
| Molare Masse    = 116,07 g·[[mol]]<sup>−1</sup>
| Aggregat        = fest<ref name="GESTIS" />
| Dichte          = 1,59 g·cm<sup>−3</sup><ref name="GESTIS" />
| Schmelzpunkt    = * Zersetzung > 135 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Maleinsäure|ZVG=14640|CAS=110-16-7|Abruf=2022-01-20}}</ref>
* 130,5 °C<ref name="Ullmann" />
| Siedepunkt      = 
| pKs             = 1,9 und 6,5<ref name="Reichert" />
| Löslichkeit     = * gut löslich in Wasser (478,8&nbsp;g·l<sup>−1</sup> bei 20&nbsp;°C)<ref name="GESTIS" /> 
* gut löslich in [[Ethanol]], weniger gut in [[Aceton]], [[Diethylether]] und [[Essigsäure]]<ref name="RÖMPP"> {{RömppOnline|ID=RD-13-00330|Name=Maleinsäure|Abruf=2019-01-31}}</ref>
* praktisch unlöslich in [[Benzol]]<ref name="RÖMPP" /> 
| CLH             = {{CLH-ECHA|ID=100.003.403|Name=Maleic acid|Abruf=2016-02-01}}
| Quelle GHS-Kz   = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|05|07}}
| GHS-Signalwort  = Gefahr
| H               = {{H-Sätze|302+312|314|317|335}}
| EUH             = {{EUH-Sätze|-}}
| P               = {{P-Sätze|260|280|301+312+330|303+361+353|305+351+338+310}}
| Quelle P        = <ref name="GESTIS" />
| MAK             = 
| Standardbildungsenthalpie = −789,4 kJ/mol<ref name="CRC90_5_25">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances|Kapitel=5|Startseite=25}}</ref>
}}

'''Maleinsäure''' ist der [[Trivialname]] einer in der Natur vorkommenden [[Organische Chemie|organisch-chemischen]] Substanz.
Die ungesättigte [[Dicarbonsäure]] trägt den [[IUPAC]]-Namen '''''(Z)''-Butendisäure''' und wird auch '''''cis''-Butendisäure''' oder '''Toxilsäure''' genannt. Ihre Salze heißen '''Maleate'''. Die [[Isomerie|isomere]] ''E''-Form heißt [[Fumarsäure]] (früher auch ''Paramaleinsäure'').

== Geschichte ==
Maleinsäure wurde erstmals im Jahre 1834 von [[Théophile-Jules Pelouze]] durch das Erhitzen von [[Äpfelsäure]] erhalten. Industriell zugänglich wurde die Verbindung ab 1919 durch die von der US-Firma Barrett Co. eingeführte katalytische Gasphasenoxidation von [[Benzol]]. Der Name „Maleinsäure“ leitet sich von der Äpfelsäure (Apfel = [[Lateinische Sprache|lat.]] „malum“) ab.<ref name="Ullmann">K. Lohbeck, H. Haferkorn, W. Fuhrmann, N. Fedke: ''Maleic and Fumaric Acids.'' In: ''Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry.'' Wiley-VCH Verlag, Weinheim, 2012, {{DOI|10.1002/14356007.a16_053}}.</ref>

1874 wurde die räumliche Struktur aus dem chemischen Verhalten – der [[Anhydrid]]bildung – abgeleitet.

== Gewinnung und Darstellung ==
Maleinsäure wird technisch durch [[Hydratisierung]] von [[Maleinsäureanhydrid]] bei Temperaturen von 65–85&nbsp;°C hergestellt.<ref name="VERFAHREN">{{Patent|Land= EP |V-Nr= 0864558 |Code= A1 |Typ= Patent |Titel= Process for producing maleic acid |V-Datum= 1998-09-16 |Erfinder= Christian Dethloff, Barbarino, Sergio |Anmelder= The Procter & Gamble Company}}</ref>

[[Datei:Industrial synthesis of maleic acid.svg|rahmenlos|hochkant=1.2|zentriert|Hydratisierung von Maleinsäureanhydrid zu Maleinsäure bei erhöhten Temperaturen]]

Man arbeitet [[Kontinuierlicher Prozess|kontinuierlich]] in einem [[Rührkesselreaktor]] und hält die [[Temperatur]] in einem konstanten Bereich. Dadurch kann die Bildung der [[Isomerie|isomeren]] [[Fumarsäure]] auf weniger als 0,1 % reduziert werden.<ref name="KIRK-OTHMER">Timothy R. Felthouse, Joseph C. Burnett, Ben Horrell, Michael J. Mummey, Yeong‐Jen Kuo: ''Maleic Anhydride, Maleic Acid, and Fumaric Acid.'' In: ''[[Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology]].'' Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA., 18. Oktober 2001, S.&nbsp;9, {{DOI|10.1002/0471238961.1301120506051220.a01.pub2}}.</ref>

== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
Maleinsäure bildet bei Raumtemperatur farblose Kristalle. Beim Erhitzen wird oberhalb von 135&nbsp;°C eine Zersetzung beobachtet.<ref name="GESTIS" /> Sie ist in Wasser sehr gut löslich, wobei die Löslichkeit mit steigender Temperatur stark ansteigt.<ref name="Ullmann" /> Wässrige Lösungen der Verbindung sind stark sauer: die zweiprotonige Säure besitzt einen pKs<sub>1</sub> von 1,9 und einen pKs<sub>2</sub> von 6,5.<ref name="Reichert">A. Reichert: {{Webarchiv|url=http://www.chemiephysikskripte.de/potent/potent.htm |wayback=20070401202445 |text=''Potentiometrische Titrationen in Theorie und Praxis.'' }}</ref> 
{| class="wikitable left" style="text-align:center; font-size:90%;"
|-
| class="hintergrundfarbe6" colspan="13" | '''Löslichkeit von Maleinsäure in 100 g Wasser'''<ref name="Ullmann" />
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Temperatur]]
| in °C || 25 || 40 || 60 || 97,5
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Löslichkeit]]
| in g pro 100 g || 78,9 || 112,3 || 148,8 || 392,6
|}

Die molare [[Bildungsenthalpie]] beträgt −788,3 kJ·mol<sup>−1</sup>, die molare [[Verbrennungsenthalpie]] −1358,9 kJ·mol<sup>−1</sup>.<ref name="Ullmann" /> Für die [[Wärmekapazität]] wurde bei 21 °C ein Wert von 135,6 J·mol<sup>−1</sup>·K<sup>−1</sup> bzw. 1,17 J·g<sup>−1</sup>·K<sup>−1</sup> bestimmt.<ref name="Parks">Parks, G.S.; Huffman, H.M.: ''Thermal data on organic compounds. IX. A study of the effect of unsaturation on the heat capacities, entropies and free energies of some hydrocarbons and other compounds'' in [[J. Am. Chem. Soc.]] 52 (1930) 4381–4391, {{DOI|10.1021/ja01374a029}}.</ref>

=== Chemische Eigenschaften ===
Maleinsäure ist chemisch sehr reaktiv hinsichtlich von Reaktionen der Carbonylfunktionen sowie der Doppelbindung.<ref name="Ullmann" /> Beim Erhitzen auf Temperaturen oberhalb 100 °C geht sie unter Wasserabspaltung in Maleinsäureanhydrid über.<ref name="Ullmann"/> Das Anhydrid bildet beim Auflösen in Wasser dann wieder Maleinsäure. Bei weiterem Erhitzen und mittels Katalysatoren kann eine [[Decarboxylierung]] zur [[Acrylsäure]] erreicht werden. Bei längerem Erhitzen auf 150&nbsp;°C sowie bei [[UV-Licht|UV-Bestrahlung]] isomerisiert die Maleinsäure zur stabileren [[Fumarsäure]]. Mit Maleinsäure können alle typischen Carbonylreaktionen wie [[Veresterung]]en oder [[Aminierung]]en durchgeführt werden. Es wird allerdings kein Säurechlorid gebildet. Eine Addition von Wasser an die Doppelbindung bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck ergibt die Äpfelsäure, die Addition von [[Halogen]]en Dihalogenbernsteinsäuren, eine katalytische [[Hydrierung]] die [[Bernsteinsäure]]. Durch die Umsetzung mit [[Ozon]] wird [[Glyoxylsäure]] erhalten.<ref name="Ullmann"/> Bei schnellem Erhitzen von [[Äpfelsäure]] auf 250 °C spaltet diese 2 Moleküle Wasser ab, wobei Maleinsäureanhydrid entsteht.<ref>Beyer-Walter: ''Lehrbuch der Organischen Chemie'', 23. Auflage, S. 356, S. Hirzel Verlag 1998. ISBN 3-7776-0808-4.</ref>

=== Physiologische Eigenschaften ===
Maleinsäure und ihre Salze sind bei oraler Aufnahme höherer Dosen nierenschädigend.<ref name="PMID8365586">R. M. Everett, G. Descotes u. a.: ''Nephrotoxicity of pravadoline maleate (WIN 48098-6) in dogs: evidence of maleic acid-induced acute tubular necrosis.'' In: ''Fundamental and applied toxicology : official journal of the Society of Toxicology.'' Band 21, Nummer 1, Juli 1993, S.&nbsp;59–65. PMID 8365586.</ref> Diese Eigenschaft wird beispielsweise im [[Modellorganismus|Tiermodell]] [[Farbratte]] genutzt, um die Symptome des [[De-Toni-Fanconi-Syndrom]]s hervorzurufen.<ref name="PMID17613135">Cosmetic Ingredient Review Expert Panel: ''Final report on the safety assessment of Maleic Acid.'' In: ''International journal of toxicology.'' Band 26 Suppl 2, 2007, S.&nbsp;125–130, [[doi:10.1080/10915810701351251]]. PMID 17613135 (Review).</ref> Dabei werden gezielt die [[Proximale Tubuluszelle|Proximalen Tubuluszellen]] geschädigt.<ref name="PMID17942567">R. A. Zager, A. C. Johnson u. a.: ''Maleate nephrotoxicity: mechanisms of injury and correlates with ischemic/hypoxic tubular cell death.'' In: ''[[American Journal of Physiology]] - Renal physiology.'' Band 294, Nummer 1, Januar 2008, S.&nbsp;F187–F197, [[doi:10.1152/ajprenal.00434.2007]]. PMID 17942567.</ref> Die zur Induktion der Nierenfunktionsstörung notwendigen Dosen liegen im Bereich von 200 mg/kg [[Körpergewicht|KG]] bei [[intraperitoneal]]er Gabe.<ref name="books-RGnSBgAAQBAJ-92">W. Pfaller, G. Gstraunsthaler, P. Kontanko: ''Nephrotoxizität: Morphologie – Funktionsbeziehung.'' In: Walter G. Guder, Hermann Lang (Hrsg.): ''Pathobiochemie und Funktionsdiagnostik der Niere.'' Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-84384-6, S.&nbsp;92 ({{Google Buch |BuchID=RGnSBgAAQBAJ |Seite=92}}).</ref>

== Verwendung ==
Maleinsäure wird zur Herstellung von [[Polymer]]en, [[Kunstharz]]en und [[Maleinsäureester]]n, zur Veredelung und beim Färben von [[Baumwolle]] sowie als Inhaltsstoff von Entkalkungsmitteln auf der Basis von [[Amidosulfonsäure]] oder [[Citronensäure]] eingesetzt, welcher einer schnellen Wiederverkalkung entgegenwirken soll.

In der Pharmakologie  dienen Lösungen der Maleate von [[Antihistaminikum|Antihistaminen]] als injizierbare Medikamente für den akuten Einsatz. In der präparativen Chemie wird Maleinsäure häufig als Agens für [[Diels-Alder-Reaktion]] benutzt.

In der Zahnmedizin wird Maleinsäure in selbstätzenden Adhäsivsystemen verwendet, um [[Dentin]] zu konditionieren.

== Maleat: Verwechslungsgefahr mit Malonat und Malat ==
Maleat darf nicht mit dem Säureanion der [[Äpfelsäure]], dem Malat-Ion, oder dem Anion der [[Malonsäure]], dem [[Malonat]] verwechselt werden.<ref>William B. Jensen: ''The Origin of the Names Malic, Maleic, and Malonic Acid.'' In: ''[[J. Chem. Educ.]]'' 84, 2007, S.&nbsp;924, [[doi:10.1021/ed084p924]].</ref>

== Weblinks ==
{{Commonscat|Maleic acid|Maleinsäure}}
{{Wiktionary}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4168704-8}}

{{SORTIERUNG:Maleinsaure}}
[[Kategorie:Dicarbonsäure]]
[[Kategorie:Alkensäure]]