Ácido fumárico

O ácido fumárico ou ácido trans-butenodioico é un ácido orgánico de catro carbonos con fórmula HO2CCH=CHCO2H moi importante no metabolismo. A pH celular está ionnizado formando o anión fumarato. Os seus sales e ésteres chámanse tamén fumaratos.

É un ácido dicarboxílico, é dicir, con dous grupos carboxilo (-COOH), un en cada extremo da molécula, e un dobre enlace. O ácido fumárico ten os carboxilos na configuración trans, e existe un isómero seu en configuración cis chamado ácido maleico. 
Úsase como aditivo alimentario (E297), que funciona como regulador da acidez.

O ácido fumárico é abundante na planta Fumaria officinalis, en certos fungos boletos (Boletus fomentarius var. pseudo-igniarius), liques, e musgos de Islandia.

Química
O ácido fumárico obtívose por primeira vez a partir do ácido succínico.Volhard, J. "Darstellung von Maleïnsäureanhydrid" Justus Liebig's Annalen der Chemie 1892, volume 268, page 255-6. DOI: 10.1002/jlac.18922680108  A síntese tradicional consiste na oxidación do furfural (obtido do procesamento do millo) utilizando clorato en presenza dun catalizador baseado no vanadio.Milas, N. A. "Fumaric Acid" Organic Synthesis 1943, Collective Volume 2, page 302. Online version
Actualmente, a síntese industrial de ácido fumárico baséase principalmente na isomerización catalítica do ácido maleico en disolución acuosa a pH baixo. Pode dispoñerse de ácido maleico en grandes volumes como produto de hidrólise do anhídrido maleico, producido por oxidación catalítica do benceno ou do butano.British Patent No. 775,912, publicated on the May 29, 1957, by Monsanto Chemical Company.

As propiedades químicas do ácido fumárico dependen dos seus grupos funcionais. É un ácido feble, que forma un diéster, e sofre adicións no seu dobre enlace, e é un excelente dienófilo.
O ácido fumárico non é combustible nunha bomba calorimétrica en condicións nas que o ácido maleico produciría unha suave deflagración.
Cristalizado ten aspecto branco. Densidade 1,635 g/cm3 (sólido). Solubilidade 0,63 g/100 mL. Punto de fusión 287 °C. pKa = pka1 = 3,03, pka2 = 4,44. O ácido fumárico convértese no irritante anhídrido maleico cunha combustión parcial.

Metabolismo

O fumarato é un dos intermediarios do ciclo do ácido cítrico, polo que colabora na produción de enerxía (ATP) da respiración celular. Fórmase pola oxidación do succinato catalizada pola succinato deshidroxenase, con produción de FADH2 unido ao encima como grupo prostético, que cede electróns á cadea de transporte electrónico. Na seguinte reacción do ciclo, o fumarato, pola acción da fumarase, convértese en malato por hidratación na que se perde o dobre enlace e se engade un grupo OH.

O fumarato é tamén un produto do ciclo da urea, xa que se libera na transformación do arxininosuccinato en arxinina, catalizada pola arxininosuccinato liase.

Na degradación oxidativa dos aminoácidos tirosina e fenilalanina orixínase fumarato , que se incorpora ao ciclo do ácido cítrico para producir enerxía ou pode ser desviado (transformándose en varios pasos en fosfoenolpiruvato) á gliconeoxénese, polo que estes aminoácidos son glicoxénicos (e tamén cetoxénicos).

Usos
Terapéutica
Os ésteres do ácido fumárico utilízanse para combater a psoríase, xa que se pensa que esta doenza podería estar relacionada coa imposibilidade de producir ácido fumárico na pel.Br J Dermatol 05; 152(4):597-615), BR J Dermatol 98;138(3): 456-460

Un éster do ácido fumárico está sendo investigado para aplicalo ao tratamento da esclerose múltiple.Moharregh-Khiabani D., Linker R.A., Gold R., Stangel M.  Fumaric Acid and its esters: an emerging treatment for multiple sclerosis.
  pmid 19721818

Aditivo alimentario
O ácido fumárico é un acidulante utilizado desde 1946. Non é tóxico. Úsase xeralmente en bebidas e formentos de panadaría para o que se usa puro. Úsase tamén como substituto do ácido tartárico e ocasionalmente do ácido cítrico, nunha proporción de 1,36 g de ácido cítrico por cada 0,91 g de ácido fumárico para engadir acidez. Tamén se usa como coagulante en pudins.

Outros usos
O ácido fumárico utilízase na manufactura de resinas de poliéster e alcohois polihídricos e como mordente para colorantes.
A título experimental probouse a adición de ácido fumárico ao alimento das vacas para diminuír a produción no tracto dixestivo de metano

Notas

Véxase tamén
 Outros artigos 
Ciclo do ácido cítrico
Ácido maleico, o isómero cis do ácido fumárico

Ligazóns externas
International Chemical Safety Card 1173 

Categoría:Ácidos carboxílicos
Categoría:Ciclo do ácido cítrico
Categoría:Ciclo da urea