thumb|Generel strukturformel for carboxylsyre Carboxylsyrer er sure organiske forbindelser med én eller flere carboxylsyre-grupper (normalt skrevet -COOH), som indgår i fedtsyre. Bemærk at kulstof-atomet er tetravalent, så det ene ilt-atom er forbundet til C-atomet med en dobbeltbinding. OH-gruppen er også direkte bundet til C-atomet med en enkeltbinding. Salte og anioner af carboxylsyrer kaldes generelt carboxylater.
Syrestyrke, elektronfordeling og resonans
Carboxylsyrer RCOOH er en naturligt forekommende stoftype. De er typisk svage syrer med pKs på ca. 5, der i vandig opløsning er delvist dissocieret til H+-kationer og RCOO- anioner. Carboxylat-anionen R-COO- navngives normalt med endelsen -oat. Butansyres anion kaldes f.eks. butanoat.
De to elektronegative O-atomer trækker elektronen væk fra H-atomet i OH-gruppen, og dermed kan protonen H+ lettere spaltes fra O-atomet. Den tilbageblevne negative ladning fordeles derefter symmetrisk mellem de to O-atomer, og de to C–O-bindinger antager delvist dobbeltbindingskarakter (man siger at ladningen er delokaliseret).
Denne resonansstabilisering skyldes altså bl.a. carbonyl-delen af carboxylsyren, og uden denne stabilisering, ville H+-ionen ikke nær så let fraspaltes, og dermed ville denne type stoffer være langt mindre sure (se f.eks. alkohol).
Tilstedeværelsen af elektronegative grupper (såsom -OH eller -Cl) ved siden af carboxylsyregruppen forøger syrestyrken. F.eks. er trichloreddikesyre (Cl3CCOOH, dvs. tre Cl-atomer) en stærkere syre end mælkesyre (én OH-gruppe) som igen er stærkere end eddikesyre (ingen anionstabiliserende grupper).
Fremstilling Carboxylsyrer kan fremstilles på mange forskellige måder:
Fuldstændig oxidation af primære alkoholer eller aldehyder. Dette gøres f.eks. med Jones' reagens eller Tollens' reagens. Oxidation af alkener med kaliumpermanganat (KMnO4). Oxidation af alkylbenzener med kaliumpermanganat, hvilket giver benzoesyrer. Sur eller basisk hydrolyse af nitriler. Hydrolyse af amider og estere. Carboxylering af Grignardreagenser med kuldioxid. Disproportionering af et aldehyd (Cannizzaro-reaktionen). Mindre anvendte metoder til dannelsen af benzoesyrer er von Richter-reaktionen fra nitrobenzener og Kolbe-Schmitt-reaktionen fra phenoler.
Reaktioner Carboxylsyrer reagerer med baser og danner derved carboxylat-salte, hvor H-atomet i OH-gruppen er erstattet af en metalion. F.eks. reagerer eddikesyre med natriumbicarbonat under dannelse af natriumacetat, kuldioxid og vand: CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + CO2 + H2O Carboxylsyregruppen kan også reagere med en primær eller sekundær amin, hvorved der dannes et amid, eller med en alkohol, hvorved der dannes en ester (Fischer-esterificering eller Mitsunobu-reaktion). Carboxylsyrer reagerer med thionylchlorid (SOCl2) under dannelse af syrechlorider. Disse er ekstremt reaktive og meget anvendelige til syntese af andre organiske forbindelser (især til acylering). Carboxylsyrer RCOOH kan reduceres til primære alkoholer RCH2OH med lithiumaluminiumhydrid (LiAlH4) eller boran (BH3). Ved Arndt-Eistert-syntesen indsættes en α-methylengruppe i carboxylsyren, der dermed forlænges med en CH2-gruppe. Ved en Curtius-omlejring omdannes carboxylsyrer til isocyanater. Carboxylsyrer kan decarboxyleres i en Hunsdiecker-reaktion og α-bromineres ved en Hell-Volhard-Zelinsky-halogenering.
Oversigt med eksempler Repræsentative eksempler på carboxylsyrer:
Myresyre – HCOOH, findes bl.a. i insektbid (navnet formiat om salte og estere af syren henviser til det latinske ord for myre, formica.) Eddikesyre – CH3COOH, en vigtig bestanddel af eddike Propionsyre – CH3CH2COOH Acrylsyre – CH2=CHCOOH, meget anvendt i syntese af polymerer Mælkesyre – forekommer i sur mælk og dannes under den anaerobe forbrænding Sialinsyre - forekommer på glycoproteiner MCPA eller 2-methyl-4-chlorophenoxy eddikesyre - et ukrudtsmiddel Acetoeddikesyre EDTA eller etylen-diamin-tetra-eddikesyre
Aminosyrer – proteinernes byggesten
Fedtsyrer – hvor R er en alkan i mættede fedtsyrer og en alken i umættede fedtsyrer Smørsyre – findes i harsk smør Laurinacid – findes i kokosolie
Aromatiske carboxylsyrer Benzoesyre – C6H5COOH. Natriumbenzoat, natriumsaltet af benzoesyre, anvendes som konserveringsmiddel i fødevarer Para-hydroxybenzoesyre - er som ester "paraben" meget anvendt som konserveringsmiddel i kosmetik Salicylsyre – findes i mange hudplejeprodukter og som acetylsalicylsyre et udbredt smertestillende middel Indol-3-eddikesyre -et plantehormon
Disyrer Oxalsyre – findes i mange fødevarer, bl.a. rabarber Malonsyre Æblesyre – findes bl.a. i æbler Ravsyre, fumarsyre – indgår i citronsyrecyklen Vinsyre Glutarsyre, adipinsyre
Trisyrer Citronsyre, (HOOCCH2)2C(OH)(COOH)
Mere komplicerede carboxylsyrer Gibberellin Garvesyre eller tannin Cholsyre
Systematik af monovalente carboxylsyrer Ligekædede, mættede carboxylsyrer Ligekædede mættede monovalente carboxylsyrer har den generelle formel CH3(CH2)n-2COOH, hvor n er det samlede antal af C-atomer i kæden.
n Molekylformel Trivialnavn Systematisk navn 1 HCOOH Myresyre Methansyre 2 CH3COOH Eddikesyre Ethansyre 3 CH3CH2COOH Propionsyre Propansyre 4 CH3(CH2)2COOH Smørsyre Butansyre 5 CH3(CH2)3COOH Valerianesyre Pentansyre 6 CH3(CH2)4COOH Capronsyre Hexansyre 7 CH3(CH2)5COOH Ønanthsyre Heptansyre 8 CH3(CH2)6COOH Caprylsyre Octansyre 9 CH3(CH2)7COOH Pelargonsyre Nonansyre 10 CH3(CH2)8COOH Caprinsyre Decansyre 12 CH3(CH2)10COOH Laurinsyre Dodecansyre 14 CH3(CH2)12COOH Myristinsyre Tetradecansyre 16 CH3(CH2)14COOH Palmitinsyre Hexadecansyre 17 CH3(CH2)15COOH Magarinsyre Heptadecansyre 18 CH3(CH2)16COOH Stearinsyre Octadecansyre 20 CH3(CH2)18COOH Arachinsyre Icosansyre 22 CH3(CH2)20COOH Behensyre Docosansyre 24 CH3(CH2)22COOH Lignocerinsyre Tetracosansyre 26 CH3(CH2)24COOH Cerotinsyre Hexacosansyre
Systematik af de divalente carboxylsyrer (disyrer)
Ligekædede, mættede disyrer Ligekædede, mættede divalente carboxylsyrer har den generelle formel HOOC(CH2)n-2COOH, hvor n er det samlede antal af C-atomer i kæden.
n Molekylformel Trivialnavn Systematisk navn 2 HOOCCOOH Oxalsyre Ethandisyre 3 HOOCCH2COOH Malonsyre Propandisyre 4 HOOC(CH2)2COOH Ravsyre Butandisyre 5 HOOC(CH2)3COOH Glutarsyre Pentandisyre 6 HOOC(CH2)4COOH Adipinsyre Hexandisyre 7 HOOC(CH2)5COOH Pimelinsyre Heptandisyre 8 HOOC(CH2)6COOH Korksyre (eller suberinsyre) Octandisyre 9 HOOC(CH2)7COOH Axelainsyre Nonandisyre 10 HOOC(CH2)8COOH Sebacinsyre Decandisyre
Se også Fedtsyre Syrederivat
Kategori:Funktionelle grupper Kategori:Konserveringsmidler