Τα καρβοξυλικά οξέα είναι μια κατηγορία οργανικών ενώσεων που περιέχουν μια καρβοξυλική ομάδα (-COOH), η οποία αποτελείται από ένα άτομο άνθρακα συνδεδεμένο με ένα άτομο οξυγόνου και μια ομάδα υδροξυλίου (-ΟΗ). Σε ένα μόριο καρβοξυλικού οξέος, το άτομο άνθρακα συνδέεται με το άτομο οξυγόνου με διπλό δεσμό για να σχηματίσει μια καρβονυλ ομάδα (C=) ενώ το άτομο άνθρακα της ομάδας καρβονυλίου συνδέεται με το άτομο οξυγόνου της υδροξυλική ομάδα με έναν απλό δεσμό. Ο γενικός τύπος του καρβοξυλικού οξέος είναι R-COOH, όπου το R αντιπροσωπεύει μια δομή άνθρακα αλυσίδας ή δακτυλίου άνθρακα, που μπορεί να είναι διαφορετικές οργανικές ομάδες όπως αλκύλιο, αλκένιο, αρύλιο κ.λπ.
Οι ιδιότητες των καρβοξυλικών οξέων περιλαμβάνουν:
1. Τα καρβοξυλικά οξέα μπορούν να ιονίσουν ιόντα υδρογόνου (Η+) στο νερό και επομένως είναι όξινα.
2. Το άτομο καρβοξυλικού υδρογόνου στο μόριο του καρβοξυλικού οξέος είναι επιρρεπές σε αντιδράσεις υποκατάστασης, όπως εστεροποίηση, αμίδωση κ.λπ., λόγω της ισχυρής του οξύτητας.
3. Το άτομο άνθρακα του καρβονυλίου στο μόριο του καρβοξυλικού οξέος μπορεί να υποστεί αντιδράσεις προσθήκης, όπως η προσθήκη με υδρογόνο για να σχηματιστεί αλκοόλη.
4. Τα καρβοξυλικά οξέα μπορούν να χάσουν τις καρβοξυλικές τους ομάδες μέσω αποκαρβοξυλίωσης για να σχηματίσουν αντίστοιχους υδρογονάνθρακες ή ολεφίνες.
Τα καρβοξυλικά οξέα βρίσκονται ευρέως στη φύση, όπως το κιτρικό οξύ, το οξικό οξύ (οξικό οξύ), το μηλικό οξύ κ.λπ., και είναι επίσης ενδιάμεσα προϊόντα των μεταβολικών οδών σε πολλούς οργανισμούς. Στον βιομηχανικό και φαρμακευτικό τομέα, τα καρβοξυλικά οξέα και τα παράγωγά τους έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, όπως πλαστικά, καουτσούκ, φαρμακευτικά προϊόντα, πρόσθετα τροφίμων κ.λπ.