Carboxylsyre
Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Carboxylsyrer er sure organiske forbindelser med én eller flere carboxylsyre-grupper (normalt skrevet -COOH). Bemærk at kulstof-atomet her 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.
Indholdsfortegnelse |
[redigér] 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 -at. Eddikesyres anion kaldes f.eks. acetat. Kun ca. 0.02% af alle eddikesyre-molekyler er dissocierede i vandig opløsning ved stuetemperatur.
De to elektronegative O-atomer trækker elektroner 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).
[redigér] Fremstilling
Carboxylsyrer kan fremstillige på mange forskellige måder:
- Fuldstændig oxidation af primære alkoholers 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.
[redigér] 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.
[redigér] 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.)
- Acrylsyre - CH2=CHCOOH, meget anvendt i syntese af polymerer
- Mælkesyre - forekommer i sur mælk
- Aminosyrer – proteinernes byggesten
- Fedtsyrer - hvor R er en alkan i mættede fedtsyrer og en alken i umættede fedtsyrer
- Eddikesyre – CH3COOH, en vigtig bestanddel af eddike
- Propionsyre - CH3CH2COOH
- Smørsyre – findes i harsk smør
- Laurinacid – findes i kokosolie
- Aromatiske carboxylsyrer
- Benzoesyre - C6H5COOH. Natriumbenzoat, natriumsaltet af benzoesyre, anvendes som konserveringsmiddel i fødevarer
- Salicylsyre - findes i mange hudplejeprodukter
- Disyrer
- Oxalsyre - findes i mange fødevarer, bl.a. rabarber
- Malonsyre
- Æblesyre - findes bl.a. i æbler
- Ravsyre - indgår i citronsyrecyklusen
- Glutarsyre
- Adipinsyre
[redigér] 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 |
Forgrenede, mættede carboxylsyrer
[redigér] Andre monovalente
[redigér] 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 |
[redigér] Trivalente carboxylsyrer
- Citronsyre, CH(COOH)3
