DERIVÁTY UHLOVODÍKŮ 2 /Karboxylové kyseliny 1/
Karboxylové kyseliny jsou rozšířené organické látky vyskytující se v přírodě jako součást těl rostlin a živočichů nebo jako produkt jejich metabolizmu. Mají podobné vlastnosti jako anorganické kyseliny → odštěpování kationtu H+, neutralizace atd. Karboxylové kyseliny mají své zažité triviální názvy, öd kterých se většinou tvoří názvy solí.
Názvosloví:
- první část: kyselina
- druhá část: podle celkového počtu atomů uhlíku v molekule zjistíme, jaký uhlovotík byl derivován (např. 1C → methan) a koncovka -ová → kyselina methanová
Kyselina methanová (H-COOH; mravenčí)
- toxická, žíravá, silně čpící kapalina
- je součástí těl mravenců (až 50% koncentrace) a jiného hmyzu, vyskytuje se též v chloupcích kopřivy (proto kopřiva „pálí“)
- má redukční účinky, její ethylester (produkt reakce kys. mravenčí s ethanolem) má rumovou vůni (tzv. rumová tresť) a mravenčan isobutylnatý voní po malinách
- použití: odvápňování kůží, organické technologie
- vzniká při metabolismu obvykle náhodně požitého methanolu, jeho rozkladem vzniká také toxický formaldehyd (viz karbonylové sloučeniny)
Kyselina ethanová (CH3-COOH; octová)
- koncentrovaná kys. octová, tzv. ledová kyselina octová, má 98% koncentraci, je čirá a silně zapáchá
- vzniká oxidací ethanolu často působením bakterií, její 4-8% roztok je běžně známý pod názvem ocet a používá se v potravinářství jako dochucovadlo
- vyskytuje se v lidském těle při metabolizmu tuků
- využívají ji zemědělci pro konzervaci siláže
- tvoří také „voňavé“ estery – octan butylnatý (hrušková vůně), ocatn isopentylnatý (banánová vůně) a octan oktylnatý (pomerančová vůně)
Kyselina 2-hydroxypropanová (CH3-CHOH-COOH; mléčná)
- je to bezbarvá kysele chutnající kapalina
- vzniká mléčným kvašením (např. v kysaném zelí)
- používá se v pivovarnictví, histologii a cytologii (polymer kys. mléčné je médium pro růst kmenových buněk)
- má antiseptické účinky – vyrábějí sse z ní šampony, ústní vody a mýdla pro intimní hygienu
- zůsobuje obvykle krátkodobou bolest svalů po fyzické námaze (streching) – vzniká ve svalech přeměnou cukru a pokud se svaly nedostatečně okysličují, hromadí se zde
Kyselina 2-hydroxypropan-1, 2, 3-trikarboxylová
(HOOC-CH2-COHCOOH-CH2-COOH; citronová)
- trojsytná kyselina (ke každému z atomů uhlíku na propanové kostře se váže jedna skupina -COOH), na prostředním atomu vedle karboxylové skupiny také skupia hydroxylová (-OH)
- pohlédneme-li na rostlinnou říši, je jednou z nejrozšířenějších kyselin (je součástí citrusů a dalšího ovoce a zeleniny)
- vzhledem je to krystalická bílá nebo čirá látka slabého kyselého zápachu ale silně kyselé chuti
- Aspergillus niger (kropidlnák černý, plíseň) vyrábí tuto kyselinu ve velkém množství a tímto způsobem ji nejmenovaný lékárenský gigant průmyslově vyrábí
- používá se jako dochucovadlo a regulátor kyselosti v potravinářství (E 330), ve farmaceutickém průmyslu se její soli využívají jako doplňky stravy při zvyšování obsahu minerálů v těle
Kyselina ethandiová (HOOC-COOH; šťavelová)
- je to neurotoxická, krystalická bílá pevná látka dobře rozpustná ve vodě
- používá se v analytické chemii jako titrační činidlo
- nachází se v listech rebarbory (využívají se však její řapíky, kde kyselina šťavelová není přítomna)
- při otravě jsou časté křeče v žaludku, zvracení
- vyskytuje se také v ledvinách (jako sůl šťavelan vápenatý) – ledvinové kameny
Vyšší mastné kyseliny
- kyselina palmitová (CH3(CH2)16COOH) a kyselina stearová (CH3(CH2)14COOH) – tzv. Nasycené mastné kyseliny – jsou vázány v pevných tucích (sádlo, lůj), obě dvě jsou krystalické bílé pevné látky
- kyselina olejová (CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH) – tzv. nenasycená mastná kyselina, je vázána v olejích, kapalná látka
- polynenasycené a esenciální mastné kyseliny – vyšší mastné kyseliny s více dvojnými vazbami v molekulách, jako kyselina linolová či linoleová, jsou pro lidský organismus nepostradatelné (lidské tělo si je neumí vyrobit) → je nutný jejich příjem
Obrázek: KARBOXYLOVÉ KYSELINY (molekuly)
2. kyselina ethanová (octová)
3. kyselina 2-hydroxypropanová (mléčná)
4. kyselina 2-hydroxypropan-1, 2, 3-trikarboxylová (citronová)
5. kyselina ethandiová (šťavelová)
Kyselina benzoová (C6H5COOH; benzenkarboxylová)
- nejjednodušší aromatická kyselina, bílá krystalická látka
- karboxylová skupina se váže k benzenovému jádru
- využívá se v lékařství jako lék proti akné
- významně se používá i v potravinářství - jako konzervant E 210 (+ její soli sodná E211; draselná E212 a vápenatá E213)
Kyselina acetylsalycilová
(H3C-CO-O-C6H5-COOH; 2-acetyloxybenzen-1karboxylová)
- bílá, krystalická látka
- molekula této kyseliny vypadá následovně: na benzenovém jádře je vázána jedna karboxylová skupina (na uhlíku 1) a atom kyslíku propojující aromatické jádro se skupinou -CO-, na které je zároveň připojena methylová skupina -CH3 (v poloze 2)
- je to jeden z nejvýznamějších objevů ve farmaceutickém průmyslu - nejvýznamější analgetikum a antipyretikum (Aspirin, Acylpyrin) - léčí horečku a bolesti
- zároveň snižuje srážení krve - toho se využívá při akutním infarktu myokardu
- předávkování způsobuje snížení hladiny draslíku a glukózy v krvi, hrozí i smrt
neutralizace kyseliny methanové hydroxidem sodným:
HCOOH + NaOH -> H2O + HCOONa
kyselina methanová + hydroxid sodný -> voda + methanan (mravenčan) sodný
neutralizace kyseliny ethanové hydrogenuhličitanem vápenatým:
2CH3COOH + Ca(HCO3)2 -> (CH3COO)2Ca + 2H2O + CO2
kyselina ethanová + hydrogenuhličitan vápenatý -> ethanan (octan) vápenatý + voda + oxid uhličitý
Názvosloví:
- vychází z názvosloví anorganických kyselin, koncovky jsou zachovávány u kationtů
- anion soli má koncovku -an
- u kyselin se zažitým triviálním názvem se často tvoří název aniontu soli podle tohoto názvu (často je to jednodušší než tvořit systematický název)- např. mravenčan, octan, mléčnan, citronan, šťavelan