حمض الفوماريك هو حمض عضوي طبيعي موجود في الفواكه والخضروات. يتم استخدامه كمضافات غذائية ومنظم لدرجة الحموضة ومكون في مختلف الصناعات بما في ذلك الأدوية ومستحضرات التجميل.
| اسم الأيوباك | (هـ) – حمض البيوتينديويك |
| الصيغة الجزيئية | C4H4O4 |
| CAS رقم | 110-17-8 |
| المرادفات | حمض ترانس بيوتينديويك، حمض الوماليك، حمض 2-بوتينديويك |
| إنتشي | InChI=1S/C4H4O4/c5-3(6)1-2-4(7)8/h1-2H,(H,5.6)(H,7.8) |
خصائص حمض الفوماريك
صيغة حمض الفوماريك
صيغة حمض الفوماريك أو حمض 2-بوتينديويك هي C4H4O4. ويتكون من أربع ذرات كربون وأربع ذرات هيدروجين وأربع ذرات أكسجين. تمثل الصيغة الترتيب الهيكلي لهذه الذرات في جزيء حمض الفوماريك.
الكتلة المولية لحمض الفوماريك
يتم حساب الكتلة المولية لحمض 2-بوتينديويك عن طريق إضافة الكتل الذرية للعناصر المكونة له. مع أربع ذرات كربون وأربع ذرات هيدروجين وأربع ذرات أكسجين، تبلغ الكتلة المولية لحمض 2-بوتينديويك حوالي 116.07 جرامًا لكل مول.
نقطة غليان حمض الفوماريك
2-حمض البيوتينديويك درجة غليانه حوالي 287 درجة مئوية. هذه هي درجة الحرارة التي يتحول عندها الشكل السائل لحمض 2-بوتينديويك إلى الطور الغازي تحت الضغط الجوي القياسي.
نقطة انصهار حمض الفوماريك
2-حمض البيوتينديويك له درجة انصهار تتراوح بين 287 إلى 298 درجة مئوية تقريبًا. هذا هو نطاق درجة الحرارة الذي يتغير عنده الشكل الصلب لحمض 2-بوتينديويك إلى الحالة السائلة.
كثافة حمض الفوماريك جم/مل
تبلغ كثافة حمض 2-بوتينديويك حوالي 1.635 جرام لكل ملليلتر. تمثل الكثافة كتلة المادة لكل وحدة حجم وعادة ما يتم قياسها بالجرام لكل مليلتر للسوائل أو المواد الصلبة.
الوزن الجزيئي لحمض الفوماريك
يبلغ الوزن الجزيئي لحمض 2-بوتينديويك حوالي 116.07 جرامًا لكل مول. ويتم حسابه عن طريق إضافة الأوزان الذرية لجميع الذرات في جزيء واحد من حمض 2-بوتينديويك.
هيكل حمض الفوماريك
يتكون هيكل حمض 2-بوتينديويك من مجموعتين من حمض الكربوكسيل (COOH) مرتبطتين برابطة كربون-كربون مركزية مزدوجة. يمنح هذا الترتيب حمض 2-بوتينديويك تكوينًا متحولًا، وهو المسؤول عن خواصه الكيميائية والفيزيائية الفريدة.
ذوبان حمض الفوماريك
2- حمض البيوتينديويك ضعيف الذوبان في الماء، أي أن قدرته محدودة على الذوبان في المحلول المائي. ومع ذلك، فهو أكثر قابلية للذوبان في المذيبات العضوية مثل الإيثانول والأسيتون. تختلف قابلية ذوبان حمض 2-بوتينديويك حسب درجة الحرارة والمذيب المستخدم.
| مظهر | مسحوق بلوري أبيض |
| جاذبية معينة | 1,635 جم/مل |
| لون | عديم اللون |
| يشم | عديم الرائحة |
| الكتلة المولية | 116.07 جرام/مول |
| كثافة | 1,635 جم/مل |
| نقطة الانصهار | 287-298 درجة مئوية |
| نقطة الغليان | 287 درجة مئوية |
| نقطة فلاش | غير قابل للتطبيق |
| الذوبان في الماء | قابل للذوبان قليلا |
| الذوبان | قابل للذوبان في المذيبات العضوية مثل الإيثانول والأسيتون |
| ضغط البخار | ضئيلة |
| كثافة بخار | غير متاح |
| pKa | 3.03 (عند 25 درجة مئوية) |
| الرقم الهيدروجيني | حوالي 2-3 |
سلامة ومخاطر حمض الفوماريك
2- يشكل حمض البيوتينديويك الحد الأدنى من مخاطر السلامة عند التعامل معه بشكل صحيح. تعتبر غير سامة ولها إمكانات ضارة منخفضة. ومع ذلك، فإنه قد يسبب تهيجًا خفيفًا للجلد والعينين والجهاز التنفسي إذا تعرض لتركيزات عالية. يُنصح بارتداء معدات الحماية المناسبة مثل القفازات والنظارات الواقية عند العمل بحمض 2-بوتينديويك. في حالة الابتلاع العرضي، يجب طلب العناية الطبية الفورية. من المهم تخزين حمض 2-بوتينديويك في مكان بارد وجاف، بعيدا عن المواد غير المتوافقة. بشكل عام، مع التعامل السليم والالتزام باحتياطات السلامة، يمكن استخدام حمض 2-بوتينديويك بأمان في مختلف الصناعات.
| رموز الخطر | لا أحد |
| وصف الأمان | سمية منخفضة. التعامل السليم والاحتياطات الموصى بها. |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | غير قابل للتطبيق |
| رمز النظام المنسق | 2917.19.90 |
| فئة الخطر | غير مصنف |
| مجموعة التعبئة | غير مصنف |
| تسمم | سمية منخفضة |
طرق تصنيع حمض الفوماريك
يمكن لطرق مختلفة تصنيع حمض 2-بوتينديويك.
الطريقة الشائعة هي الأيزومرية الحفزية لحمض الماليك . تتضمن هذه العملية استخدام محفز، مثل اليود أو البلاديوم، لتحويل حمض الماليك إلى حمض 2-بوتينديويك. يحدث التفاعل تحت ظروف محددة من درجة الحرارة والضغط.
هناك طريقة أخرى تتضمن أكسدة الفورفورال، وهو مركب مشتق من الكتلة الحيوية. يخضع الفورفورال للأكسدة في وجود عامل مؤكسد، مثل حمض النيتريك أو بيروكسيد الهيدروجين، لينتج حمض 2-بوتينديويك.
يمكن لبعض الكائنات الحية الدقيقة إنتاج حمض 2-بوتينديويك من خلال التخمير. على سبيل المثال، يمكن لسلالات معينة من فطريات Rhizopus أو Aspergillus تحويل الجلوكوز أو السكريات الأخرى إلى حمض 2-بوتينديويك من خلال مسار استقلابي.
تنتج المصادر الطبيعية، مثل التفاح والعنب، حمض 2-بوتينديويك، والذي يمكن استخلاصه وتنقيته للاستخدام التجاري.
بشكل عام، توفر هذه الطرق الاصطناعية طرقًا مختلفة للحصول على حمض 2-بوتينديويك. يعتمد اختيار الطريقة على عوامل مثل توفر المواد الخام والكفاءة والاعتبارات البيئية.
استخدامات حمض الفوماريك
2-حمض البيوتين-ديويك له تطبيقات مختلفة في مختلف الصناعات بسبب خصائصه الفريدة. فيما يلي بعض استخداماته الشائعة:
- صناعة الأغذية: تستخدم صناعة الأغذية والمشروبات حمض 2-بوتينيديويك بشكل نشط كمحمض ومحسن للنكهة. يضيفه المصنعون إلى المشروبات الغازية وعصائر الفاكهة والحلويات والحلويات الجيلاتينية لإضافة الحموضة وتعزيز النكهة.
- صناعة الأدوية: تستخدم صناعة الأدوية حمض 2-بوتينديويك بشكل فعال في إنتاج الأدوية، وخاصة تلك المستخدمة لعلاج بعض الأمراض الجلدية مثل الصدفية. وهو يشكل عنصرا رئيسيا في صياغة الأدوية عن طريق الفم والمكملات الغذائية.
- مستحضرات التجميل والعناية الشخصية: يجد حمض البيوتينيديويك 2 مكانه بنشاط في مستحضرات التجميل ومنتجات العناية الشخصية. تستخدمه تركيبات العناية بالبشرة، مثل الكريمات والمستحضرات، لتحسين الاستقرار بشكل فعال، وضبط مستويات الرقم الهيدروجيني، والعمل كمادة حافظة.
- التطبيقات الصناعية: تعتمد التطبيقات الصناعية المختلفة بشكل فعال على حمض 2-بوتينيديويك كمكون حاسم. يتم استخدامه بنشاط في إنتاج الراتنجات والبوليمرات والبلاستيك، خاصة في راتنجات البوليستر غير المشبعة للمركبات المقواة بالألياف الزجاجية.
- علف الحيوان: 2- يعمل حمض البيوتينديويك بشكل فعال كمحمض غذائي عند إضافته إلى علف الحيوانات. فهو يعمل بشكل فعال على تحسين عملية الهضم وامتصاص العناصر الغذائية في الماشية، وبالتالي تعزيز صحة الحيوان ونموه بشكل فعال.
- منتجات التنظيف: يستخدم مصنعو منتجات التنظيف حمض 2-بوتينيديويك كمنظم للأس الهيدروجيني وعامل خالب. فهو يحافظ بشكل فعال على مستويات الرقم الهيدروجيني المطلوبة ويحسن فعالية تنظيف المنظفات.
- استخدامات أخرى: 2- يجد حمض البيوتينديويك تطبيقات فعالة في إنتاج المواد اللاصقة والمنسوجات وأحبار الطباعة. إنه يلعب دورًا نشطًا في عمليات معالجة المياه للتحكم بفعالية في مستويات الرقم الهيدروجيني.
تسلط هذه التطبيقات المتنوعة الضوء على تعدد استخدامات حمض 2-بوتينديويك وأهميته في العديد من الصناعات.
أسئلة:
س: ما هو حمض الفوماريك؟
ج: 2- حمض البيوتينديويك هو حمض عضوي طبيعي موجود في الفواكه والخضروات، ويستخدم كمضافات غذائية وفي الصناعات المختلفة.
س: هل حمض الماليك أو حمض الفوماريك أكثر تفاعلاً مع البروم؟
ج: حمض الماليك أكثر تفاعلاً مع البروم من حمض 2-بيوتينديويك بسبب تكوينه المقرون.
س: هل حمض الفوماريك سيء بالنسبة لك؟
ج: 2- يعتبر حمض البيوتينديويك آمنًا بشكل عام للاستهلاك المعتدل وتمت الموافقة عليه كمضاف غذائي من قبل السلطات التنظيمية.
س: ما مقدار حمض الفوماريك الذي سيذوب في 100 مل من الأسيتون؟
ج: تختلف قابلية ذوبان حمض 2-بوتينديويك في الأسيتون، ولكن يمكن أن يذوب ما يقرب من 5 إلى 10 جرام في 100 مل من الأسيتون.
س: ما هو حمض الفوماريك في الغذاء؟
ج: 2- يستخدم حمض البيوتينديويك كمضاف غذائي في العديد من المنتجات لإضفاء الحموضة وتعزيز النكهات وتنظيم مستويات الحموضة.
س: ماذا يحدث عند خلط حمض الفوماريك مع بيكربونات الصوديوم؟
ج: عندما يتم خلط حمض 2-بوتينديويك مع بيكربونات الصوديوم، يحدث تفاعل، ويطلق ثاني أكسيد الكربون والماء ويتكون فومارات الصوديوم.
س: هل ماء حمض الفوماريك؟
ج: لا، حمض 2-بيوتينديويك ليس ماء بحد ذاته ولكنه نوع من الأحماض العضوية التي يمكن أن تذوب في الماء.
س: مما يتكون حمض الفوماريك؟
ج: 2- يمكن تصنيع حمض البيوتينديويك من حمض الماليك عن طريق الأيزومرة أو الحصول عليه من مصادر طبيعية مثل الفواكه والخضروات.
س: ما الذي يحول الأحماض الأمينية الحرة إلى البيروفات والفومارات؟
ج: تعمل عملية نزع الكربوكسيل التأكسدي على تحويل الأحماض الأمينية الحرة إلى البيروفات والفومارات في مسارات استقلابية معينة.
س: كيف ينظم حمض الفوماريك (E 297) الحموضة؟
ج: يعمل حمض الفوماريك (E 297) كمحمض ومنظم لدرجة الحموضة، مما يساعد على تنظيم حموضة المنتجات الغذائية والمشروبات.