biologisch belang
industrieel belang
hulpbronnen
carbonzuren zijn chemische verbindingen die een carboxylgroep bevatten die koolstof -, zuurstof-en waterstofatomen bevat, gesymboliseerd door de chemische naam COOH. De carboxylgroep is verbonden aan een ander waterstofatoom (H) of aan één uiteinde van een groter molecuul. Voorbeelden zijn mierenzuur, dat door sommige mieren wordt geproduceerd en hun beten doet steken. (In feite is De wetenschappelijke naam voor mieren, Formica, wat mierenzuur zijn naam geeft.) Een ander voorbeeld is azijnzuur, dat wordt gevonden in azijn. Veel carbonzuren lossen op in water. Oplossingen van veel carbonzuren hebben een zure smaak, een kenmerk van veel zuren. Carbonzuren reageren ook met alkaliën of basen. In het algemeen zijn carbonzuren echter niet zo chemisch actief als de niet-organische minerale zuren zoals zoutzuur of zwavelzuur. Wanneer een carboxylgroep aan een samenstelling wordt toegevoegd, wordt het carboxylation genoemd, en wanneer een carboxylgroep wordt verwijderd wordt het decarboxylation genoemd. Carboxylases en decarboxylases zijn enzymen die beide types van deze reacties, respectievelijk katalyseren.
biologisch belang
carbonzuren zijn biologisch zeer belangrijk. Het medicijn Aspirine is een carboxylzuur, en sommige mensen zijn gevoelig voor de zuurgraad. De niet-aspirine pijnverlichter ibuprofen is ook een carbonzuur. Carbonzuren die zeer lange ketens van koolstof (C) atomen aan hen hebben worden vetzuren genoemd. Zoals hun naam al doet vermoeden, zijn ze belangrijk bij de vorming van vet in het lichaam. Veel carbonzuren zijn aanwezig in het voedsel en de dranken die mensen innemen, zoals appelzuur (gevonden in appels), wijnsteenzuur (druivensap), oxaalzuur (spinazie en sommige delen van de rabarberplant), en melkzuur (zure melk). Twee andere eenvoudige carbonzuren zijn propionzuur en boterzuur. Propionzuur is mede verantwoordelijk voor de smaak en geur van Zwitserse kaas. Boterzuur is niet alleen verantwoordelijk voor de geur van ranzige boter, maar draagt ook bij aan de geur van zweet. Melkzuur wordt gegenereerd in spieren van het lichaam als de individuele cellen suiker metaboliseren en werken. Een ophoping van melkzuur, veroorzaakt door over-inspanning, is verantwoordelijk voor de vermoeidheid die men voelt in de spieren door een dergelijk kortdurend gebruik. Wanneer men rust, wordt het melkzuur geleidelijk omgezet in water en kooldioxide, en het gevoel van vermoeidheid gaat voorbij. Een vorm van vitamine C heet ascorbinezuur en is een carbonzuur.
een speciale vorm van carbonzuren zijn de aminozuren, dit zijn carbonzuren die ook een stikstofhoudende groep hebben die een aminegroep in het molecuul wordt genoemd. Aminozuren zijn erg belangrijk omdat combinaties van aminozuren de eiwitten vormen. Eiwitten zijn een van de drie belangrijkste componenten van het dieet, de andere twee zijn vetten en koolhydraten. Een groot deel van het menselijk lichaam, zoals Huid, Haar en spieren, is samengesteld uit eiwitten.
industrieel belang
carbonzuren zijn ook industrieel zeer belangrijk. Een van de belangrijkste industriële toepassingen van verbindingen met carboxylgroepen is het gebruik van vetzuren (carboxylgroepen die aan lange koolstofketens zijn bevestigd) bij het maken van zepen,
sleuteltermen
aminozuur— een organische verbinding waarvan de moleculen zowel een aminogroep (-NH2) als een carboxylgroep (-COOH) bevatten. Een van de bouwstenen van een eiwit.
carboxylgroep-de-COOH – groep van atomen, waarvan de aanwezigheid een carbonzuur definieert.
Ester-een derivaat van een carbonzuur, waarbij het waterstofatoom in de zuurgroep door een organische groep is vervangen. Esters dragen bij aan smaken en geuren.
vetzuur – een carbonzuur dat is bevestigd aan een keten van ten minste acht koolstofatomen. Vetzuren zijn belangrijke componenten in vetten en worden gebruikt om zepen te maken.
melkzuur-een carbonzuur dat wordt gevormd tijdens het metabolisme van suiker in spiercellen. Een ophoping van melkzuur leidt tot een gevoel van vermoeidheid.
Mineraalzuur – een zuur dat niet organisch is. Voorbeelden hiervan zijn zoutzuur en zwavelzuur.
verzeping-een chemische reactie waarbij triglyceriden worden afgebroken tot bestanddelen van vetzuren en deze zuren worden omgezet in zeep.
detergenten en shampoos. In sommige van deze verbindingen wordt het waterstofatoom in de carboxylgroep vervangen door metalcatie. De gemodificeerde carboxylgroep is oplosbaar in water, terwijl de lange keten van koolstof oplosbaar blijft in vetten, oliën en vetten. Door deze dubbele oplosbaarheid kan het vuil op vet – en oliebasis met water worden weggespoeld. Veel shampoos zijn gebaseerd op laurinezuur, palmitinezuur en stearinezuur, die lange ketens van respectievelijk 12, 16 en 18 koolstofatomen hebben. Om andere reinigingsmiddelen te maken, worden drie molecules van vetzuur gecombineerd met één molecuul van een samenstelling genoemd glycerine in een reactie genoemd verzeping. Deze reactie maakt ook een zeepmolecuul dat één eind oplosbaar in water en de andere oplosbaar in vet of vet of olie heeft. Diverse vetzuren worden gebruikt om zeep en detergenten te maken die verschillende toepassingen in de samenleving hebben. Carbonzuren zijn ook belangrijk bij de vervaardiging van vetten, kleurpotloden en kunststoffen.
verbindingen met carboxylgroepen worden relatief gemakkelijk omgezet in verbindingen die esters worden genoemd, waarbij het waterstofatoom van de carboxylgroep wordt vervangen door een groep die koolstof-en waterstofatomen bevat. Dergelijke esters worden beschouwd als derivaten van carbonzuren. Esters zijn belangrijk omdat veel van hen karakteristieke smaken en geuren hebben. Bijvoorbeeld, methylbutyraat, een derivaat van boterzuur, ruikt naar appels. Benzylacetaat, uit azijnzuur, heeft een jasmijngeur. Carbonzuren worden dus commercieel gebruikt als grondstof voor de productie van synthetische geuren en aroma ‘ s. Andere esters, afgeleid van carbonzuren, hebben verschillende toepassingen. Bijvoorbeeld, de ester ethylacetaat is een zeer goed oplosmiddel en is een belangrijke component in nagellakremover.
zie ook acetylsalicylzuur; zuren en basen.
Resources
BOOKS
Carey, Francis A. Organic Chemistry. Dubuque, IA: McGraw-Hill, 2006.Hoffman, Robert V. Organic Chemistry: An Intermediate Text. Hoboken, NJ: Wiley-Interscience, 2004.
Loudon, G. Mark. Organische Chemie. Oxford: Oxford University Press, 2002.
Snyder, Carl H. The Extraordinary Chemistry of Ordinary Things. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003.
Stwertka, Albert. Een gids voor de elementen. New York: Oxford University Press, 2002.
David W. Ball
