تطبيقات الأحماض الكربوكسيلية في حياتنا

تشبه قابلية ذوبان الأحماض الكربوكسيلية في الماء تلك الموجودة في الكحول والألدهيدات والكيتونات. تذوب الأحماض التي تحتوي على أقل من خمسة ذرات كربون في الماء أولئك الذين لديهم وزن جزيئي أعلى غير قابلة للذوبان بسبب جزء الهيدروكربون الأكبر، وهو مادة كارهة للماء.

ومع ذلك، فإنّ أملاح الصوديوم والأمونيوم والبوتاسيوم للأحماض الكربوكسيلية قابلة للذوبان في الماء بشكل عام، وبالتالي يمكن جعل أي حمض كربوكسيل تقريبًا يذوب في الماء عن طريق تحويله إلى مثل هذا الملح، والذي يتم بسهولة عن طريق إضافة قاعدة قوية – الأكثر شيوعًا هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أو هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH). تستخدم أملاح الكالسيوم والصوديوم لحمض البروبانويك (بروبيونيك) كمواد حافظة بشكل رئيسي في الجبن والخبز والسلع المخبوزة الأخرى.

نقطة الغليان

تحتوي الأحماض الكربوكسيلية على نقاط غليان أعلى بكثير من الهيدروكربونات أو الكحولات أو الإيثرات أو الألدهيدات أو الكيتونات ذات الوزن الجزيئي المماثل. حتى أبسط حمض الكربوكسيل حمض الفورميك يغلي عند 101 درجة مئوية (214 درجة فهرنهايت)، وهو أعلى بكثير من نقطة غليان الإيثانول (كحول الإيثيل) الذي يغلي عند 78.5 درجة مئوية (173 درجة فهرنهايت) على الرغم من أن كلاهما لهما أوزان جزيئية متطابقة تقريبًا.

الفرق هو أنّ جزيئين من حمض الكربوكسيل يشكلان رابطتين هيدروجينيتين مع بعضهما البعض (يمكن لجزيئين كحول أن يشكلان واحدًا فقط) وهكذا، توجد الأحماض الكربوكسيلية على شكل ثنائيات (أزواج من الجزيئات) ليس فقط في الحالة السائلة ولكن حتى إلى حد ما في الحالة الغازية.

لذلك يتطلب غليان حمض الكربوكسيل إضافة حرارة أكثر من غليان الكحول المقابل؛ لأنّه إذا استمر الثنائي في الحالة الغازية فإنّ الوزن الجزيئي في الواقع يتضاعف، وإذا انكسر الثنائى عند الغليان فإنّ الطاقة الإضافية مطلوبة لكسر الروابط الهيدروجينية. الأحماض الكربوكسيلية ذات الأوزان الجزيئية الأعلى هي مواد صلبة في درجة حرارة الغرفة (على سبيل المثال أحماض البنزويك والبالميت). جميع أملاح الأحماض الكربوكسيلية تقريبًا عبارة عن مواد صلبة في درجة حرارة الغرفة كما هو متوقع بالنسبة للمركبات الأيونية.

الرائحة الكريهة

الأحماض الكربوكسيلية غير المتفرعة السلسلة (الأحماض الدهنية) التي هي سوائل في درجة حرارة الغرفة، وخاصة تلك من حمض البروبانويك إلى حمض الديكانويك لها روائح كريهة للغاية، ومن الأمثلة على ذلك حمض البوتانويك (الزبد) وهو المكون الرئيسي في التعرق الذي لا معنى له، وبالتالي السبب الرئيسي لرائحة “غرفة الخزانة”.

تطبيقات حمض اللاكتيك

حمض الكربوكسيل المعروف هو حمض اللاكتيك المادة التي تتراكم في العضلات أثناء التمرين اللاهوائي. عندما نتحرك نستخدم أدينوسين ثلاثي الفوسفات أو (ATP) للطاقة ويتكون (ATP) من الجلوكوز في عملية تسمى التنفس الهوائي تحدث في كل خلية من خلايانا. يمكن تخزين 85 جرامًا تقريبًا من (ATP) في وقت واحد أثناء التمرين، ويتم استخدام جميع (ATP) المخزنة بسرعة ويتعين على الجسم إنتاج المزيد.

حمض الساليسيليك في منتجات العناية بالبشرة

لا توجد الأحماض الكربوكسيلية في الجسم فقط، ولكن في المنتجات التجارية. اكتشف العلماء أنّ حمض بيتا هيدروكسيل حمض الكربوكسيل أو (BHA) يمكن استخدامه لصنع أدوية حب الشباب، لذلك يتم استخدامه بشكل متكرر في المنظفات كريم الأساس السائل، المرطبات، كريمات الترطيب المضادة للشيخوخة، جل العيون، واقيات الشمس.

نوع (BHA) الأكثر استخدامًا في منتجات العناية بالبشرة هو حمض الساليسيليك. يتشكل حب الشباب عندما تسد مواد مثل خلايا الجلد الميتة أو البكتيريا المسام. أحماض بيتا هيدروكسي مثل حمض الساليسيليك قادرة على تقشير خلايا الجلد الميتة ممّا يسرع عملية الجسم الطبيعية المتمثلة في التخلص من الطبقة الخارجية من الجلد الميت، وهذا يساعد على منع خلايا الجلد الميتة من انسداد المسام وتنعيم البشرة الخشنة، بالإضافة إلى ذلك فإنّ (BHA) قابل للذوبان في الدهون ممّا يعني أنّه يمكن أن يذوب في الزيوت.

حمض أسيتيل الساليسيليك في الأسبرين

يرتبط حمض أسيتيل الساليسيليك ارتباطًا وثيقًا بحمض الساليسيليك، وهو المادة الكيميائية الموجودة في الأسبرين. يمكن استخلاص كلتا المادتين الكيميائيتين من لحاء الصفصاف. في الجسم إنزيم سيلوكسيجيناز -2 هو إنزيم تنتجه الخلايا التالفة. ينتج الإنزيم بدوره البروستاجلاندين، والذي يرسل رسالة إلى الدماغ تسبب الإحساس بالألم، كما أنّه يسبب التهابًا حول المنطقة المتضررة، وعندما يدخل حمض أسيتيل الساليسيليك إلى مجرى الدم بعد تناول حبة الأسبرين فإنّه يرتبط بـ (clyooxygenase-2) ويمنع سيلوويكسجيناز -2 من إنتاج البروستاجلاندين وهذا يقلل من الإحساس بالألم ويقلل من الالتهاب.

يتداخل حمض أسيتيل الساليسيليك أيضًا مع إنتاج الثرموبوكسان. الثرموبوكسان هي المادة الكيميائية التي تسبب التصاق الصفائح الدموية وتشكيل جلطة دموية، وغالبًا ما ترتبط الجلطات الدموية بالنوبات القلبية لذلك بالنسبة للأشخاص الذين يعانون من أمراض القلب والأوعية الدموية يعتبر هذا من الآثار الجانبية الإيجابية للأسبرين.