biológiai jelentőség
ipari jelentőség
források
a karbonsavak olyan kémiai vegyületek, amelyek karboxilcsoportot tartalmaznak, amely szén -, oxigén-és hidrogénatomokat tartalmaz, amelyeket a kémiai név-COOH szimbolizál. A karboxilcsoport egy másik hidrogén (H) atomhoz vagy egy nagyobb molekula egyik végéhez kapcsolódik. Ilyenek például a hangyasav, amelyet egyes hangyák termelnek, és harapásuk csípését okozza. (Valójában a hangyák tudományos neve, Formica, adja a hangyasav nevét.) Egy másik példa az ecetsav, amely ecetben található. Sok karbonsav oldódik vízben. Sok karbonsav oldatának savanyú íze van, ami sok savra jellemző. A karbonsavak lúgokkal vagy bázisokkal is reagálnak. Általában azonban a karbonsavak kémiailag nem annyira aktívak, mint a nem szerves ásványi savak, például sósav vagy kénsav. Amikor karboxilcsoportot adunk egy vegyülethez, azt karboxilezésnek, amikor pedig egy karboxilcsoportot eltávolítunk, dekarboxilezésnek nevezzük. A karboxilázok és a dekarboxilázok olyan enzimek, amelyek mindkét típusú reakciót katalizálják.
biológiai jelentőség
a karbonsavak biológiailag nagyon fontosak. Az aszpirin gyógyszer egy karbonsav, és néhány ember érzékeny a savasságára. A nem aszpirin fájdalomcsillapító ibuprofen szintén karbonsav. Azokat a karbonsavakat, amelyekhez nagyon hosszú szén (C) atomláncok kapcsolódnak, zsírsavaknak nevezzük. Ahogy a nevük is sugallja, fontosak a test zsírképződésében. Sok karbonsav van jelen az élelmiszerekben és italokban, amelyeket az emberek fogyasztanak, mint például az almasav (az almában található), a borkősav (szőlőlé), az oxálsav (spenót és a rebarbara növény egyes részei) és a tejsav (savanyú tej). Két másik egyszerű karbonsav a propionsav és a vajsav. A propionsav részben felelős a svájci sajt ízéért és illatáért. A vajsav nemcsak az avas vaj illatáért felelős, hanem hozzájárul a verejték szagához is. A tejsav a test izmaiban keletkezik, mivel az egyes sejtek metabolizálják a cukrot és dolgoznak. A tejsav felhalmozódása, amelyet a túlzott megterhelés okoz, felelős az ilyen rövid távú használat során az izmokban érezhető fáradtságért. Amikor az ember pihen, a tejsav fokozatosan átalakul víz és szén-dioxid, és a fáradtság érzése halad. A C-vitamin egyik formáját aszkorbinsavnak nevezik, karbonsav.
a karbonsavak speciális formája az aminosavak, amelyek karbonsavak, amelyek a molekulában egy nitrogéntartalmú csoportot is tartalmaznak, amelyet amincsoportnak neveznek. Az aminosavak nagyon fontosak, mivel az aminosavak kombinációi alkotják a fehérjéket. A fehérjék az étrend három fő összetevőjének egyike, a másik kettő zsír és szénhidrát. Az emberi test nagy része, mint a bőr, a haj és az izom, fehérjéből áll.
ipari jelentőség
a karbonsavak iparilag is nagyon fontosak. A karboxilcsoportokkal rendelkező vegyületek talán az egyik legfontosabb ipari alkalmazása a zsírsavak (amelyek hosszú szénláncokhoz kapcsolódó karboxilcsoportok) szappanok készítésében,
kulcsfogalmak
aminosav— egy szerves vegyület, amelynek molekulái mind aminocsoportot (-NH2), mind karboxilcsoportot (-COOH) tartalmaznak. A fehérje egyik építőeleme.
karboxilcsoport-a-COOH atomcsoport, amelynek jelenléte meghatározza a karbonsav.
észter— egy karbonsav származéka, ahol egy szerves csoportot helyettesítettek a hidrogénatommal a savcsoportban. Az észterek hozzájárulnak az ízekhez és az illatokhoz.
zsírsav— karbonsav, amely legalább nyolc szénatomból álló lánchoz kapcsolódik. A zsírsavak a zsírok fontos összetevői, és szappanok készítéséhez használják őket.
tejsav— karbonsav, amely az izomsejtekben a cukor metabolizmusa során képződik. A tejsav felhalmozódása fáradtság érzéséhez vezet.
ásványi sav— olyan sav, amely nem szerves. Ilyen például a sósav és a kénsav.
elszappanosítás— kémiai reakció, amely magában foglalja a trigliceridek komponens zsírsavakká történő lebontását, valamint ezen savak szappanná történő átalakítását.
mosószerek és samponok. Néhány ilyen vegyületben a karboxilcsoportban lévő hidrogénatomot valamilyen fémmel helyettesítik. A módosított karboxilcsoport vízben oldódik, míg a hosszú szénlánc zsírokban, olajokban és zsírokban oldódik. Ez a kettős oldhatóság lehetővé teszi, hogy a víz kimossa a zsír – és olaj alapú szennyeződéseket. Sok sampon Laurin -, palmitin-és sztearinsavakon alapul, amelyek hosszú, 12, 16, illetve 18 szénatomos láncokkal rendelkeznek. Más tisztítószerek előállításához három zsírsav molekulát kombinálunk egy glicerin nevű vegyület egy molekulájával az elszappanosításnak nevezett reakcióban. Ez a reakció olyan szappanmolekulát is eredményez, amelynek egyik vége vízben oldódik, a másik pedig zsírban, zsírban vagy olajban oldódik. Különböző zsírsavakat használnak Szappanok és mosószerek készítéséhez, amelyek különböző felhasználási lehetőségekkel rendelkeznek a társadalomban. A karbonsavak szintén fontosak a zsírok, ceruzák és műanyagok gyártásában.
a karboxilcsoportokat tartalmazó vegyületek viszonylag könnyen átalakíthatók észtereknek nevezett vegyületekké, amelyekben a karboxilcsoport hidrogénatomját szén-és hidrogénatomokat tartalmazó csoporttal helyettesítik. Az ilyen észtereket karbonsavak származékainak tekintik. Az észterek azért fontosak, mert sokuknak jellegzetes íze és szaga van. Például a metil-butirát, a vajsav származéka, alma illatú. Az ecetsavból származó benzil-acetát jázmin szagú. A karbonsavakat ezért kereskedelmi forgalomban nyersanyagként használják szintetikus szagok és ízek előállításához. A karbonsavakból származó egyéb észterek különböző felhasználási lehetőségekkel rendelkeznek. Például az észter-etil-acetát nagyon jó oldószer, és a körömlakk eltávolító egyik fő összetevője.
Lásd még: acetilszalicilsav; savak és bázisok.
források
könyvek
Carey, Francis A. Szerves Kémia. Dubuque, IA: McGraw-Hill, 2006.
Hoffman, Robert V. Szerves Kémia: köztes szöveg. Hoboken, NJ: Wiley-Interscience, 2004.
Loudon, G. Mark. Szerves Kémia. Oxford: Oxford University Press, 2002.
Snyder, Carl H. a hétköznapi dolgok rendkívüli kémiája. Hoboken ,NJ: John Wiley & Sons, 2003.
Stwertka, Albert. Útmutató az elemekhez. New York: Oxford University Press, 2002.
David W. Ball
