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Ácido fumárico

El ácido fumárico es un compuesto orgánico con la fórmula HO 2 CCH = CHCO 2 H. El ácido fumárico, un sólido blanco, se encuentra ampliamente en la naturaleza. Tiene un sabor a fruta y se ha utilizado como aditivo alimentario . Su número E es E297. [3] Las sales y ésteres se conocen como fumaratos . Fumarato también puede referirse a la C
4
h
2
oh2-4
ion (en solución). El ácido fumárico es el isómero trans del ácido butenodioico, mientras que el ácido maleico es el isómero cis.

Biosíntesis y ocurrencia.

Se produce en organismos eucariotas a partir de succinato en el complejo 2 de la cadena de transporte de electrones mediante la enzima succinato deshidrogenasa .

El ácido fumárico se encuentra en las fumarias ( Fumaria officinalis ), los hongos bolete (específicamente Boletus fomentarius var. pseudo-igniarius ), los líquenes y el musgo de Islandia .

El fumarato es un intermediario en el ciclo del ácido cítrico utilizado por las células para producir energía en forma de trifosfato de adenosina (ATP) a partir de los alimentos . Se forma por la oxidación del succinato por la enzima succinato deshidrogenasa . Luego, la enzima fumarasa convierte el fumarato en malato .

La piel humana produce naturalmente ácido fumárico cuando se expone a la luz solar . [4] [5]

El fumarato también es un producto del ciclo de la urea .

Haga clic en genes, proteínas y metabolitos a continuación para vincular a los artículos respectivos. [§ 1]

  1. ^ El mapa de ruta interactivo se puede editar en WikiPathways: "TCACicle_WP78".

Usos

Alimento

El ácido fumárico se utiliza como acidulante alimentario desde 1946. Está aprobado para su uso como aditivo alimentario en la UE, [6] EE. UU. [7] , Australia y Nueva Zelanda. [8] Como aditivo alimentario , se utiliza como regulador de la acidez y puede denominarse con el número E E297. Se utiliza generalmente en bebidas y polvos para hornear para los que se imponen requisitos de pureza. El ácido fumárico se utiliza en la elaboración de tortillas de trigo como conservante de alimentos y como ácido leudante. [9] Generalmente se usa como sustituto del ácido tartárico y ocasionalmente en lugar del ácido cítrico , a razón de 1 g de ácido fumárico por cada ~1,5 g de ácido cítrico, para agregar acidez , de manera similar a la forma málica. Se utiliza ácido . Además de ser un componente de algunos sabores de vinagre artificiales, como las papas fritas con sabor a "sal y vinagre", [10] también se usa como coagulante en mezclas de pudín para cocinar.

El Comité Científico de Nutrición Animal de la Comisión Europea, parte de la Dirección General de Salud , descubrió en 2014 que el ácido fumárico es "prácticamente no tóxico", pero que las dosis altas probablemente sean nefrotóxicas después de un uso prolongado. [11]

Medicamento

El ácido fumárico se desarrolló como medicamento para tratar la psoriasis, una enfermedad autoinmune , en la década de 1950 en Alemania como una tableta que contenía 3 ésteres , principalmente fumarato de dimetilo , y Biogen Idec lo comercializó en Europa como Fumaderm . Posteriormente, Biogen desarrollaría el éster principal, el dimetilfumarato, como tratamiento para la esclerosis múltiple .

En pacientes con esclerosis múltiple remitente-recidivante, el éster dimetilfumarato (BG-12, Biogen) redujo significativamente la recaída y la progresión de la discapacidad en un ensayo de fase 3. Activa la vía de respuesta antioxidante Nrf2 , la principal defensa celular contra los efectos citotóxicos del estrés oxidativo. [12]

Otros usos

El ácido fumárico se utiliza en la fabricación de resinas de poliéster y alcoholes polihídricos y como mordiente para tintes.

Cuando se añade ácido fumárico a su pienso, los corderos producen hasta un 70% menos de metano durante la digestión. [13]

Síntesis

El ácido fumárico se produce a partir de la isomerización catalítica del ácido maleico en soluciones acuosas a bajo pH . Precipita de la solución de reacción. El ácido maleico es accesible en grandes volúmenes como producto de hidrólisis del anhídrido maleico, producido por oxidación catalítica de benceno o butano . [3]

Rutas históricas y de laboratorio.

El ácido fumárico se preparó por primera vez a partir del ácido succínico . [14] Una síntesis tradicional implica la oxidación de furfural (procedente del procesamiento del maíz ) utilizando clorato en presencia de un catalizador a base de vanadio . [15]

Reacciones

Las propiedades químicas del ácido fumárico se pueden anticipar a partir de los grupos funcionales que lo componen . Este ácido débil forma un diéster , sufre bromación a través del doble enlace [ 16] y es un buen dienófilo .

Seguridad

El ácido fumárico es necesario para la vida. La LD50 oral es de 10 g/kg. [3]

Ver también

Referencias

  1. ^ Registro en la Base de Datos de Sustancias GESTIS del Instituto de Seguridad y Salud en el Trabajo
  2. ^ Pubchem. "Ácido fumárico". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov .
  3. ^ abc Lohbeck, Kurt; Haferkorn, Herbert; Fuhrmann, Werner; Fedtke, Norbert (2000). "Ácidos maleico y fumárico". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi :10.1002/14356007.a16_053. ISBN 3-527-30673-0.
  4. ^ Ingredientes activos utilizados en cosméticos: encuesta de seguridad, Consejo de Europa. Comité de Expertos en Productos Cosméticos
  5. ^ "Alimentos con ácido fumárico" . Consultado el 22 de abril de 2018 .[ enlace muerto permanente ]
  6. ^ Agencia de Normas Alimentarias del Reino Unido: "Aditivos actuales aprobados por la UE y sus números E" . Consultado el 27 de octubre de 2011 .
  7. ^ Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU.: "Listado del estado de aditivos alimentarios, parte II". Administración de Alimentos y Medicamentos . Consultado el 27 de octubre de 2011 .
  8. ^ Código de normas alimentarias de Australia y Nueva Zelanda "Norma 1.2.4 - Etiquetado de ingredientes". 8 de septiembre de 2011 . Consultado el 27 de octubre de 2011 .
  9. ^ "Ácido fumárico: la empresa química". La compañía Quimica . Consultado el 22 de abril de 2018 .
  10. ^ Come, en serio. "La ciencia detrás de las patatas fritas con sal y vinagre". www.seriouseats.com .
  11. ^ Comisión Europea: "Informe de la Comisión Europea del Comité Científico de Nutrición Animal sobre la seguridad del ácido fumárico" (PDF) . Consultado el 7 de marzo de 2014 .
  12. ^ Oro R.; Kappos L.; Arnold DL; et al. (20 de septiembre de 2012). "Estudio de fase 3 controlado con placebo de BG-12 oral para la esclerosis múltiple recurrente". N Inglés J Med . 367 (12): 1098-1107. doi : 10.1056/NEJMoa1114287 . PMID  22992073. S2CID  6614191.
  13. ^ "Los científicos buscan reducir las flatulencias de las vacas". phys.org. 21 de marzo de 2008.
  14. ^ Volhard, J. "Darstellung von Maleïnsäureanhydrid" Annalen der Chemie 1892 de Justus Liebig, volumen 268, páginas 255-6. doi :10.1002/jlac.18922680108
  15. ^ Nicolás A. Milas (1931). "Ácido fumárico". Síntesis orgánicas . 11 : 46. doi : 10.15227/orgsyn.011.0046.
  16. ^ Herbert S. Rhinesmith (1938). "Ácido α, β-dibromosuccínico". Síntesis orgánicas . 18 : 17. doi : 10.15227/orgsyn.018.0017.

enlaces externos