Малонова кислота

Малонова кислота
Назва за IUPAC	Пропандіова кислота
Систематична назва	Метилдикарбонова кислота
Ідентифікатори
Номер CAS	141-82-2
Номер EINECS	205-503-0
DrugBank	DB02175
KEGG	C00383
ChEBI	30794
RTECS	OO0175000
SMILES	C(C(=O)O)C(=O)O
InChI	1S/C3H4O4/c4-2(5)1-3(6)7/h1H2,(H,4,5)(H,6,7)
Номер Бельштейна	1751370
Номер Гмеліна	2550
Властивості
Молекулярна формула	C3H4O4
Молярна маса	104,061 г/моль
Молекулярна маса	104,1 а. о. м.
Зовнішній вигляд	Безбарвна кристалічна речовина
Густина	1.6г/см3
Тпл	135 °C
Ткип	Розкладається за температури, нижчої за температуру кипіння
Розчинність (вода)	73,5 г/100г(20°C)
Розчинність (бензен)	0,0014
Кислотність (pKa)	2,86 (pKa1), 5,7 (pKa2)
Дипольний момент	2,57 D(20°C)
Термохімія
Ст. ентальпія ; згоряння ΔcHo; 298	864 кДж/моль
Небезпеки
ГГС піктограми
ГГС формулювання небезпек	H302, H315, H318, H319, H335
ГГС запобіжних заходів	P261, P264, P270, P271, P280, P301+312, P302+352, P304+340 ,P305+351+338, P310, P312, P321, P330, P332+313, P337+313, P362 ,P403+233, P405, P501
Пов'язані речовини
Інші (двоосновні карбонові кислоти)	Щавелева кислота, Бурштинова кислота
Пов'язані речовини	Діоксид тривуглецю
	Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
	Інструкція з використання шаблону
	Примітки картки

Мало́нова кислота́ (мета́ндикарбо́нова кислота, пропа́ндіо́ва кислота́), НООС-СН₂-СООН — двоосновна гранична карбонова кислота. Як і всі дикарбонові кислоти, являє собою білу кристалічну речовину^[1]^[2]^[3], розчинну у воді^[4], з більш сильними кислотними властивостями, ніж одноосновні^[2].

Солі та естери малонової кислоти називаються малонатами. Сік цукрового буряка, наприклад, містить малонат кальцію^[5].

Вперше відкрита у 1858 році.^[6]

Біохімія

У мітохондріальному синтезі жирних кислот (mtFASII) малонова кислота є вихідним субстратом, який перетворюється на малоніл-КоА за допомогою ацил-КоА-синтетази члена сімейства 3 (ACSF3) на першому етапі mtFASII.^[7]^[8]

Малонова кислота - це цитотоксин, який пригнічує цикл трикарбонових кислот шляхом інгібування сукцинатдегідрогенази.

Хімічні властивості

При взаємодії з оксидом фосфору дегідратується з утворенням діоксиду тривуглецю^[2]:

${\ce {HOOC-CH2-COOH +P2O5 ->[t]O=C=C=C=O +H4P2O7}}$

Реакції за участі карбоксильної групи

Має всі хімічні властивості, характерні для карбонових кислот. У водних розчинах розпадається на малонат-іон та протон:

${\ce {HOOC-CH2-COOH <=>HOOC-CH2-COO- +H+}}$ pKa = 2,86^[4]

${\ce {HOOC-CH2-COOH <=> OOC-CH2-COO^2- +H+}}$ pKa = 5,7^[4]

При нагріванні до 133-135°С декарбоксилюється з утворенням оцтової кислоти та вуглекислого газу^[2]:

${\ce {HOOC-CH2-COOH ->[t]CH3-COOH +CO2}}$

Взаємодіє з тіонілхлоридом з утворенням повного чи неповного хлорангідриду малонової кислоти^[5]:

${\ce {HOOC-CH2-COOH + SOCl2 ->O=CCl-CH2-CCl=O + SO2 + H2O}}$ (повний хлорангідрид)

${\ce {2HOOC-CH2-COOH + SOCl2 ->2O=CCl-CH2-COOH + SO2 + H2O}}$ (неповний хлорангідруд)

При взаємодії з аміаком утворює аміди:

${\ce {HOOC-CH2-COOH +2NH3 ->H2N-CO-CH2-CO-NH2 +2H2O}}$

Реакції за участі метиленової групи

Внаслідок електроноакцепторної дії двох карбоксильних груп атоми гідрогену в метиленовій групі проявляють кислотні властивості. Тому вприсутності основ малонова кислота може утворювати не дільки діаніон, а й трианіон^[2]:

${\ce {OOC-CH2-COO^2- <=>OOC-CH-COO^3- +H+}}$

Основи приєднуються до цієї кислоти, стаючи донорами електронної пари для протона. Такі солі (якщо там трианіон) можуть приєднувати альдегіди та кетони.Продукти цієї реакції під дією кислот утворюють ненасичені двоосновні карбонові кислоти, які при нагріванні декарбоксилюються, утворюючи одноосновні ненасичені карбонові кислоти:^[2]^[6]

У присутності червоного фосфору взаємодіє з бромом. У цій реакції утворюється 2-броммалонова кислота чи диброммалонова кислота:^[5]

${\ce {HOOC-CH2-COOH +Br2 ->HOOC-CHBr-COOH +HBr}}$

${\ce {HOOC-CHBr-COOH +Br2 ->HOOC-CBr2-COOH +HBr}}$

Отримання

Основним способом одержання малонової кислоти є реакція ціаніду калію з хлорацетатом натрію. При кислотному гідролізі отриманого нітрилацетату натрію утворюється малонова кислота^[2]:

Інші способи:

Окиснення циклопентадієну озоном^[6]
Окиснення 1,3-пропандіолу повітрям^[6]

Патологія

Коли підвищений рівень малонової кислоти супроводжується підвищеним рівнем метилмалонової кислоти, це може вказувати на часто невиявлене^[9] метаболічне захворювання, що поєднує малонову та метилмалонову ацидурію (CMAMMA). Розрахувавши співвідношення малонової кислоти до метилмалонової кислоти в плазмі крові, CMAMMA можна відрізнити від класичної метилмалонової ацидурії.^[10]

Див. також

Примітки

↑ ICSC 1085 - МАЛОНОВАЯ КИСЛОТА. ilo.org. Архів оригіналу за 7 червня 2020.
↑ ^а ^б ^в ^г ^д ^е ^ж Нейланд (1990). Органическая химия. с. 557-559. ISBN 5-06-001471-1.
↑ Malonic acid|C3H4O4 - PubChem. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Архів оригіналу за 21 березня 2020.
↑ ^а ^б ^в Пропандиовая кислота - физико-химические свойства|CHEMDB.NET. Архів оригіналу за 4 червня 2020.
↑ ^а ^б ^в XuMuK.ru - МАЛОНОВАЯ КИСЛОТА - Химическая энциклопедия. xumuk.ru (російська) . Архів оригіналу за 8 червня 2020.
↑ ^а ^б ^в ^г Considine, Glenn D., ред. (15 липня 2005). Malonic Acid and Derivatives. Van Nostrand's Encyclopedia of Chemistry (англ.). Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc. с. vec1571. doi:10.1002/0471740039.vec1571. ISBN 978-0-471-74003-2. Архів оригіналу за 30 листопада 2021. Процитовано 30 листопада 2021.
↑ Witkowski, Andrzej; Thweatt, Jennifer; Smith, Stuart (2011-09). Mammalian ACSF3 Protein Is a Malonyl-CoA Synthetase That Supplies the Chain Extender Units for Mitochondrial Fatty Acid Synthesis. Journal of Biological Chemistry (англ.). Т. 286, № 39. с. 33729—33736. doi:10.1074/jbc.M111.291591. PMC 3190830. PMID 21846720.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
↑ Bowman, Caitlyn E.; Rodriguez, Susana; Selen Alpergin, Ebru S.; Acoba, Michelle G.; Zhao, Liang; Hartung, Thomas; Claypool, Steven M.; Watkins, Paul A.; Wolfgang, Michael J. (2017-06). The Mammalian Malonyl-CoA Synthetase ACSF3 Is Required for Mitochondrial Protein Malonylation and Metabolic Efficiency. Cell Chemical Biology (англ.). Т. 24, № 6. с. 673—684.e4. doi:10.1016/j.chembiol.2017.04.009. PMC 5482780. PMID 28479296.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
↑ NIH Intramural Sequencing Center Group; Sloan, Jennifer L; Johnston, Jennifer J; Manoli, Irini; Chandler, Randy J; Krause, Caitlin; Carrillo-Carrasco, Nuria; Chandrasekaran, Suma D; Sysol, Justin R (2011-09). Exome sequencing identifies ACSF3 as a cause of combined malonic and methylmalonic aciduria. Nature Genetics (англ.). Т. 43, № 9. с. 883—886. doi:10.1038/ng.908. ISSN 1061-4036. PMC 3163731. PMID 21841779.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
↑ de Sain-van der Velden, Monique G. M.; van der Ham, Maria; Jans, Judith J.; Visser, Gepke; Prinsen, Hubertus C. M. T.; Verhoeven-Duif, Nanda M.; van Gassen, Koen L. I.; van Hasselt, Peter M. (2016). Morava, Eva; Baumgartner, Matthias; Patterson, Marc; Rahman, Shamima; Zschocke, Johannes; Peters, Verena (ред.). A New Approach for Fast Metabolic Diagnostics in CMAMMA. JIMD Reports, Volume 30. Т. 30. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. с. 15—22. doi:10.1007/8904_2016_531. ISBN 978-3-662-53680-3. PMC 5110436. PMID 26915364.{{cite book}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)

Це незавершена стаття про органічну сполуку.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.

[1] ICSC 1085 - МАЛОНОВАЯ КИСЛОТА. ilo.org. Архів оригіналу за 7 червня 2020.

[:0-2] а ^б ^в ^г ^д ^е ^ж Нейланд (1990). Органическая химия. с. 557-559. ISBN 5-06-001471-1.

[3] Malonic acid|C3H4O4 - PubChem. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Архів оригіналу за 21 березня 2020.

[:1-4] а ^б ^в Пропандиовая кислота - физико-химические свойства|CHEMDB.NET. Архів оригіналу за 4 червня 2020.

[:2-5] а ^б ^в XuMuK.ru - МАЛОНОВАЯ КИСЛОТА - Химическая энциклопедия. xumuk.ru (російська) . Архів оригіналу за 8 червня 2020.

[:3-6] а ^б ^в ^г Considine, Glenn D., ред. (15 липня 2005). Malonic Acid and Derivatives. Van Nostrand's Encyclopedia of Chemistry (англ.). Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc. с. vec1571. doi:10.1002/0471740039.vec1571. ISBN 978-0-471-74003-2. Архів оригіналу за 30 листопада 2021. Процитовано 30 листопада 2021.

[7] Witkowski, Andrzej; Thweatt, Jennifer; Smith, Stuart (2011-09). Mammalian ACSF3 Protein Is a Malonyl-CoA Synthetase That Supplies the Chain Extender Units for Mitochondrial Fatty Acid Synthesis. Journal of Biological Chemistry (англ.). Т. 286, № 39. с. 33729—33736. doi:10.1074/jbc.M111.291591. PMC 3190830. PMID 21846720.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)

[8] Bowman, Caitlyn E.; Rodriguez, Susana; Selen Alpergin, Ebru S.; Acoba, Michelle G.; Zhao, Liang; Hartung, Thomas; Claypool, Steven M.; Watkins, Paul A.; Wolfgang, Michael J. (2017-06). The Mammalian Malonyl-CoA Synthetase ACSF3 Is Required for Mitochondrial Protein Malonylation and Metabolic Efficiency. Cell Chemical Biology (англ.). Т. 24, № 6. с. 673—684.e4. doi:10.1016/j.chembiol.2017.04.009. PMC 5482780. PMID 28479296.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)

[9] NIH Intramural Sequencing Center Group; Sloan, Jennifer L; Johnston, Jennifer J; Manoli, Irini; Chandler, Randy J; Krause, Caitlin; Carrillo-Carrasco, Nuria; Chandrasekaran, Suma D; Sysol, Justin R (2011-09). Exome sequencing identifies ACSF3 as a cause of combined malonic and methylmalonic aciduria. Nature Genetics (англ.). Т. 43, № 9. с. 883—886. doi:10.1038/ng.908. ISSN 1061-4036. PMC 3163731. PMID 21841779.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)

[10] Sain-van der Velden, Monique G. M.; van der Ham, Maria; Jans, Judith J.; Visser, Gepke; Prinsen, Hubertus C. M. T.; Verhoeven-Duif, Nanda M.; van Gassen, Koen L. I.; van Hasselt, Peter M. (2016). Morava, Eva; Baumgartner, Matthias; Patterson, Marc; Rahman, Shamima; Zschocke, Johannes; Peters, Verena (ред.). A New Approach for Fast Metabolic Diagnostics in CMAMMA. JIMD Reports, Volume 30. Т. 30. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. с. 15—22. doi:10.1007/8904_2016_531. ISBN 978-3-662-53680-3. PMC 5110436. PMID 26915364.{{cite book}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]