Koolzuren

Koolzuren, ook wel carboxylzuren genoemd, zijn organische verbindingen die één of meer carboxylgroepen (-COOH) bevatten. De aanwezigheid van de COOH-groep maakt ze zwakke zuren: ze geven een waterstofion af en vormen carboxylaat‑tijden wanneer ze reageren met basen. Mono‑carboxylzuren hebben meestal een pKa rond 4–5. Ze bestaan in diverse typen, van alifatische koolzuren met een koolstofketen R‑COOH tot aromatische koolzuren zoals benzoëzuur, en tot meervoudige koolzuren zoals appelzuur en citroenzuur. Kleinere koolzuren zijn doorgaans goed oplosbaar in water, terwijl langere ketens minder oplosbaar zijn.

Koolzuren komen veel voor in de natuur en in de industrie. Natuurlijke vetzuren, aminozuren en citrus- en fruitzuren bevatten koolzuurgroepen. Industriële productie vindt plaats door oxidatie van aldehyden of koolwaterstoffen, maar ook door fermentatie (bijvoorbeeld azijnzuur) of oxidatie van alcoholen (bijv. citroenzuur uit suikers via organismen). Toepassingen omvatten voedseladditieven en smaakstoffen (azijnzuur, citroenzuur), conserveermiddelen, en als bouwstenen voor esters die gebruikt worden als oplosmiddelen, geur- en smaakstoffen en in de kunststoffenindustrie. Zouten van koolzuren (zuren zouten, zoals natrium- en kaliumzouten) spelen een belangrijke rol in zepen en conserveringsmiddelen.

Belangrijke reacties zijn onder meer: esterificatie met alcoholen onder zure katalyse, vorming van zouten met basen, omzetting naar acylchloriden met hulpstoffen zoals thionylchloride, en decarboxylering bij verhitting. Koolzuren zijn daarmee fundamenteel voor zowel biochemische als industriële processen.