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カルボキシ基とは?

かるぼきしき

カルボキシ基とは、炭素酸素水素からなる官能基(−COOH)で、有機酸の酸性を示す性質の源となる構造です。

カルボキシ基カルボキシル基とも呼ばれる)は、炭素原子(C)に酸素原子(O)二つと水素原子(H)一つが結合した官能基で、化学式では−COOHと表されます。より正確には、カルボニル基(C=O)とヒドロキシ基(−OH)が同一の炭素に結合した構造です。

カルボキシ基の最も重要な性質は酸性を示すことです。水溶液中でヒドロキシ基の水素イオン(H⁺)を放出してカルボキシラートイオン(−COO⁻)になる反応が起こり、これが酸としての性質の源となっています。ただし、塩酸などの強酸と比べると弱い酸(弱酸)です。

カルボキシ基を持つ化合物は「カルボン酸」と総称され、自然界に広く存在します。代表例には次のものがあります。

  • 酢酸(CH₃COOH):食酢の主成分で最も身近なカルボン酸
  • クエン酸:柑橘類に含まれ、食品の酸味や保存料として使用
  • アミノ酸:タンパク質を構成するアミノ酸は全てカルボキシ基を持つ
  • 脂肪酸:油脂を構成するステアリン酸・オレイン酸などの末端にカルボキシ基がある

カルボキシ基は医薬品・食品・材料科学など多くの分野で重要な役割を果たしており、高分子化合物の設計や生体内の代謝反応(クエン酸回路など)においても欠かせない官能基です。

使い方・例文

「アミノ酸はカルボキシ基とアミノ基の両方を持つ化合物だ」という化学の授業の説明でよく登場します。

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