Malonska kiselina

}}
**Malonska kiselina** je dikarboksilna kiselina sa strukturom CH2(COOH)2. Ionizirani oblik malonske kiseline, kao i njeni esterske soli, poznati su kao **malonati**. Naprimjer, dietil-malonat je dietil ester malonske kiseline. Naziv potiče od grčke riječi μᾶλον (*malon*) koja znači 'jabuka'.

## Historija
Malonska kiselina  je prirodna supstanca koja se nalazi u mnogim vrstama voća i povrća. Postoji pretpostavka da agrumi proizvedeni u organskoj poljoprivredi sadrže veće nivoe malonske kiseline od voća proizvedenog u konvencionalnoj poljoprivredi.

Malonsku kiselinu je prvi put pripremio francuski hemičar Victor Dessaignes 1858. godine putem oksidacije jabučne kiseline.

Hermann Kolbe i Hugo Müller su nezavisno otkrili kako sintetizirati malonsku kiselinu iz propionske kiseline i odlučili su objaviti svoje rezultate jedan za drugim u časopisu Chemical Society 1864. To je dovelo do spora oko prioriteta sa Hansom Hübnerom i Maxwellom Simpsonom koji su nezavisno objavili preliminarne rezultate o srodnim reakcijama. i opsežni podaci o svojstvima, uključujući i za termohemiju kondenzovane faze, dostupni su od Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju.

Klasična priprema malonske kiseline počinje od hlorosirćetne kiseline:

thumb|center|650px| Priprema malonske kiseline iz hlorosirćetne kiseline.

Natrij-karbonat generira natrijum sol, koja zatim reaguje sa natrij-cijanidom da bi se dobila natrijeva so cijanosirćetne kiseline putem nukleofilne supstitucije. Nitrilna grupa se može hidrolizirati sa natrij-hidroksidom do natrij-malonata, a zakiseljavanje daje malonsku kiselinu. Međutim, industrijski se malonska kiselina proizvodi hidrolizom dimetil- malonata ili dietil-malonata. Također je proizveden putem fermentacija glukoze.

## Reakcije
Malonska kiselina reaguje kao tipična karboksilna kiselina, formirajući amid, ester i hloridne derivate. Malonski anhidrid se može koristiti kao međuprodukt za mono-esterske ili amidne derivate, dok je malonil hlorid najkorisniji za dobijanje diestera ili diamida.
U dobro poznatoj reakciji, malonska kiselina kondenzuje sa ureom da bi se formirala barbiturna kiselina. Malonska kiselina se također može kondenzovati sa acetonom da bi se formirala Meldrumova kiselina, svestran međuprodukt u daljim transformacijama. Esteri malonske kiseline se također koriste kao −CH2COOH sinton u sintezi malonskog estera.

### Briggs-Rauscherova reakcija
Malonska kiselina je ključna komponenta u Briggs-Rauscherovoj reakciji, klasičnom primjeru oscilirajuće hemijske reakcije.

### Knoevenagelova kondenzacija
Malonska kiselina se koristi za pripremu a,b-nezasićenih karboksilnih kiselina kondenzacijom i dekarboksilacijom. Cimetna kiselina se priprema na ovaj način:
:
U ovoj, takozvanoj Knoevenagelovoj kondenzaciji, malonska kiselina se kondenzuje sa karbonil nomgrupom aldehida ili ketona, nakon čega slijedi dekarboksilacija. thumb|center|400px|Z=COOH (malonska kiselina) ili Z=COOR' (malonatni ester)
Kada se malonska kiselina kondenzuje u vrućem piridinu, kondenzaciju prati dekarboksilacija, takozvana Doebnerova modifikacija.
[center|thumb|600px| Doebnerova modifikacija Knoevenagelove kondenzacije.

### Priprema ugljikovog suboksida
Malonska kiselina ne formira lako [kiselinski anhidrid|anhidrid, dehidracija umjesto toga daje ugljik-suboksid:
:
Transformacija se postiže zagrijavanjem suhe smjese fosfor-pentoksida () i malonske kiseline. Reaguje na sličan način kao malonski anhidrid, formirajući malonate.

## Aplikacije
Malonska kiselina je prekursor specijalnih poliestera. Može se pretvoriti u 1,3-propandiol za upotrebu u poliesterima i polimerima (čija korisnost je, međutim, nejasna). Također može biti komponenta u alkidnim smolama, koje se koriste u brojnim premazima za zaštitu od oštećenja uzrokovanih UV svjetlom, oksidacijom i korozijom. Jedna od primjena malonske kiseline je u industriji premaza kao umreživač za premaze u prahu koji se stvrdnjavaju na niskim temperaturama, a koji postaju sve vrijedniji za podloge osjetljive na toplinu i želju za ubrzanjem procesa premazivanja. Globalno tržište premaza za automobile procijenjeno je na 18,59 milijardi dolara u 2014. godini, s projektovanom kombinovanom godišnjom stopom rasta od 5,1% do 2022.

Koristi se u brojnim proizvodnim procesima kao visokovrijedna specijalna hemikalija, uključujući industriju proizvodnje elektronike, industriju aroma i mirisa, specijalne rastvarače, umrežavanje polimera i farmaceutsku industriju. U 2004. godini, godišnja globalna proizvodnja malonske kiseline i srodnih diestara bila je preko 20.000 metričkih tona. Potencijalni rast ovih tržišta mogao bi biti rezultat napretka u industrijskoj biotehnologiji koja nastoji zamijeniti hemikalije na bazi nafte u industrijskim primjenama.

Godine 2004. malonska kiselina je od strane Ministarstva energetike SAD-a uvrštena na listu 30 najboljih hemikalija koje se mogu proizvoditi iz biomase.

U prehrambenoj i farmaceutskoj industriji, malonska kiselina se može koristiti za kontrolu kiselosti, bilo kao pomoćna tvar u farmaceutskim formulacijama ili kao prirodni konzervans za hranu.

Malonska kiselina se koristi kao gradivni element za proizvodnju brojnih vrijednih spojeva, uključujući spojeve okusa i mirisa gama-nonalakton, cimetnu kiselinu i farmaceutski spoj valproat.

Malonska kiselina (do 37,5% w/w) korištena je za umrežavanje kukuruznog i krompirovog škroba kako bi se proizveo biorazgradivi termoplast; proces se izvodi u vodi korištenjem netoksičnih katalizatora. Polimeri na bazi škroba činili su 38% globalnog tržišta biorazgradivih polimera u 2014. godini, a ambalaža za hranu, ambalaža od pjene i vreće za kompost bili su najveći segmenti krajnje upotrebe.

Eastman Kompanija Kodak i drugi koriste malonsku kiselinu i njene derivate kao hirurško ljepilo.

## Patologija 
Ako povišene nivoe malonske kiseline prate povišeni nivoi metilmalonske kiseline, to može ukazivati na metaboličku bolest kombinovanu malonsku i metilmalonsku aciduriju (CMAMMA). Izračunavanjem odnosa malonske i metilmalonske kiseline u krvnoj plazmi, CMAMMA se može razlikovati od klasične metilmalonske acidemije.

## Biohemija
Malonska kiselina je klasičan primjer kompetitivnog inhibitora enzima sukcinat-dehidrogenaza (kompleksa II), u respiratornom lancu transporta elektrona. Vezuje se za aktivno mjesto enzima bez reakcije, konkurirajući uobičajenom supstratu sukcinat, ali mu nedostaje −CH2CH2− grupa potrebna za dehidrogenaciju. Ovo zapažanje je korišteno za određivanje strukture aktivnog mjesta u sukcinat-dehidrogenazi. Inhibicija ovog enzima smanjuje ćelijsko disanje. Budući da je malonska kiselina prirodni sastojak mnogih namirnica, prisutna je i kod sisara, uključujući ljude.

Kod sisara, član 3 porodice acil-CoA sintetaze (ACSF3) detoksicira malonsku kiselinu pretvarajući je u malonil-CoA. Zajedno s malonil-CoA izvedenim iz acetil-CoA pomoću acetil-CoA karboksilaze 1 (mtACC1), ovo doprinosi mitohondrijskoj zalihi malonil-CoA, koja je potrebna za malonilaciju lizina i sintezu mitohondrijskih masnih kiselin (mtFAS). U citosolu, malonil-CoA se također generira iz acetil-CoA pomoću acetil-CoA karboksilaza. I u citosolnoj i u mitohondrijskoj sintezi masnih kiselina, malonil-CoA prenosi svoju malonatnu grupu (C2) na acilni nosač proteina (ACP) koji se dodaje lancu masne kiseline.

## Soli i  esteri
[thumb| Hemijska struktura malonata [dianion.]
Malonska kiselina je diprotonska; to jest, može donirati dva protona po molekuli. Njena prva Kiselinsko-bazne_reakcije|pK_a je 2,8, a druga je 5,7. Dakle, **malonatni** ion može biti  ili . Malonat ili **propandioat** spojevi uključuju soli i estere malonske kiseline, kao što su
*Dietil-malonat
*Dimetil-malonat
*Dinatrij-malonat
*Malonil-CoA

## Reference 
## Vanjski linkovi 
*Calculator: Water and solute activities in aqueous malonic acid 

Kategorija:Dikarboksilne kiseline