Ester ialah sebatian organik dengan struktur RCOOR', di mana R dan R' mewakili kumpulan alkil atau aril. Bahan ini digunakan secara meluas dalam industri kimia dan farmaseutikal kerana sifat dan aplikasinya yang pelbagai. Ester mempunyai ciri-ciri seperti bau yang menyenangkan, ketoksikan yang rendah, dan larut dalam pelarut organik. Tambahan pula, ia ditemui secara semula jadi dalam pelbagai produk, seperti minyak pati, lemak, lilin, dan pewangi. Dalam artikel ini, kita akan meneroka sifat, struktur, kegunaan dan contoh ester.
Ciri-ciri ester: apa yang anda perlu tahu tentang sifatnya.
Ester adalah sebatian organik dengan ciri unik dan digunakan secara meluas dalam pelbagai sektor perindustrian. Sifat fizikal dan kimianya ditentukan oleh struktur molekulnya, menjadikannya penting untuk memahami kegunaan dan aplikasinya.
Salah satu ciri utama ester ialah struktur kimianya, yang terdiri daripada ikatan kumpulan berfungsi ester (-COO-) kepada alkohol dan asid karboksilik. Ikatan ini memberikan ester bau yang menyenangkan dan bertanggungjawab untuk aroma banyak buah-buahan dan bunga. Tambahan pula, ester larut dalam pelarut organik tetapi tidak larut dalam air.
Satu lagi ciri penting ester ialah kereaktifan kimianya. Mereka boleh mengalami tindak balas hidrolisis berasid atau asas, mengakibatkan pembelahan ikatan ester dan pembentukan asid karboksilik dan alkohol. Tambahan pula, ester boleh mengambil bahagian dalam tindak balas pengesteran, di mana ester terbentuk daripada asid karboksilik dan alkohol.
Ester digunakan secara meluas dalam industri makanan, kosmetik, farmaseutikal dan kimia. Ia digunakan sebagai perasa, pelarut, pemplastis, dan banyak lagi. Beberapa contoh ester termasuk etil asetat, terdapat dalam banyak perisa tiruan, dan asid asetilsalisilik, yang dikenali sebagai aspirin.
Ciri-ciri ini menjadikannya sebatian serba boleh dan digunakan secara meluas dalam pelbagai aplikasi perindustrian.
Aplikasi ester dalam pelbagai bidang industri dan sains.
Ester ialah sebatian organik yang digunakan secara meluas dalam industri dan sains kerana sifat dan aplikasinya yang pelbagai. Mereka mempunyai struktur molekul yang terdiri daripada kumpulan berfungsi -COO yang terikat pada atom karbon. Struktur ini memberikan ciri unik ester yang membolehkannya digunakan dalam pelbagai sektor.
Dalam industri kimiaEster digunakan dalam pengeluaran pelarut, plastik, resin, bahan tambahan makanan, pewangi, dan produk lain. Ia adalah penting dalam pembuatan polimer, seperti polietilena tereftalat (PET), digunakan secara meluas dalam industri pembungkusan. Tambahan pula, ester digunakan dalam sintesis ubat-ubatan, racun perosak, dan kosmetik kerana sifat kimia dan biologinya.
Dalam industri makananEster digunakan sebagai perasa dan perasa dalam makanan dan minuman. Mereka memberikan rasa dan aroma yang khas kepada pelbagai produk, seperti minuman ringan, ais krim, gula-gula dan minuman keras. Ester juga digunakan dalam pengeluaran minyak dan lemak yang boleh dimakan, seperti minyak kelapa sawit dan minyak kelapa.
Dalam industri farmaseutikalEster digunakan sebagai perantara dalam sintesis ubat dan bahan aktif. Mereka boleh didapati dalam ubat-ubatan untuk merawat penyakit kardiovaskular, anti-radang, analgesik, dan lain-lain. Ester juga digunakan dalam penghasilan ubat topikal, seperti salap dan krim.
Dalam industri kosmetikEster digunakan dalam perumusan produk penjagaan kulit, rambut dan kuku. Mereka memberikan tekstur, kelembutan, dan penghidratan kepada krim, losyen, syampu dan perapi. Ester juga digunakan dalam pengeluaran minyak wangi dan cologne kerana sifatnya yang tidak menentu dan aromatik.
Sama ada dalam pengeluaran plastik, makanan, ubat-ubatan atau kosmetik, ester memainkan peranan asas dalam pembangunan produk dan teknologi baharu.
Temui maksud eter dan lihat contoh aplikasinya dalam kimia.
Eter ialah sebatian organik dengan struktur molekul di mana atom oksigen terikat kepada dua kumpulan alkil. Ikatan oksigen-karbon ini dipanggil ikatan eter. Eter boleh menjadi simetri, apabila kedua-dua kumpulan alkil adalah sama, atau tidak simetri, apabila mereka berbeza.
Eter digunakan secara meluas dalam kimia organik kerana sifat uniknya. Ia adalah pelarut kekutuban rendah, menjadikannya berguna dalam tindak balas yang melibatkan sebatian bukan kutub. Tambahan pula, eter mudah terbakar dan meruap, menjadikannya berguna dalam pengekstrakan dan penulenan sebatian organik.
Contoh biasa eter ialah dietil eter, juga dikenali sebagai etil eter. Kompaun ini digunakan secara meluas sebagai pelarut dalam makmal kimia, terutamanya untuk mengekstrak sebatian organik daripada campuran kompleks. Satu lagi contoh penting ialah metil tert-butil eter (MTBE), yang digunakan sebagai bahan tambahan dalam petrol untuk meningkatkan kadar oktananya.
Ester: sifat, struktur, kegunaan, contoh
Ester ialah sebatian organik yang diperoleh daripada asid karboksilik dan alkohol. Mereka mengandungi ikatan ester, yang dibentuk oleh ikatan atom oksigen kepada atom karbon. Ester terkenal dengan aroma yang menyenangkan dan sering digunakan dalam minyak wangi, perasa dan pewangi.
Mengenai sifatnya, ester biasanya cecair dengan takat didih yang rendah dan kemeruapan yang tinggi. Mereka larut dalam pelarut organik dan tidak larut dalam air. Tambahan pula, ester adalah sebatian yang stabil dan tidak reaktif, menjadikannya sesuai untuk aplikasi perasa dan pewangi.
Contoh biasa ester ialah etil asetat, yang mempunyai aroma manis dan sering digunakan dalam perasa buah. Contoh lain ialah asid acetylsalicylic, lebih dikenali sebagai aspirin, yang merupakan ester asid salisilik dan digunakan secara meluas sebagai analgesik dan anti-radang.
Ketahui tentang ester utama dan aplikasinya dalam pelbagai bidang industri dan sains.
Ester ialah sebatian organik yang digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang industri dan sains. Mereka dibentuk oleh tindak balas asid karboksilik dengan alkohol, mengakibatkan penyingkiran molekul air. Mereka mempunyai struktur umum RCOOR', di mana R dan R' mewakili rantai alkil atau aril.
Ester mempunyai sifat fizikal dan kimia yang unik, seperti takat lebur dan didih yang rendah, dan aroma yang menyenangkan. Ia digunakan secara meluas dalam industri makanan, pewangi, dan kosmetik. Beberapa ester biasa termasuk etil asetat, metil benzoat, dan asid asetik.
Dalam industri makananEster digunakan sebagai perasa dan perasa dalam produk seperti minuman ringan, gula-gula, dan minuman beralkohol. Mereka memberikan rasa buah, bunga dan kayu, menjadikan makanan lebih menarik.
Dalam industri kosmetikEster digunakan dalam perumusan krim, losyen, dan minyak wangi. Mereka bertindak sebagai emolien, memberikan tekstur dan kelembutan produk, serta menyediakan wangian yang menyenangkan yang menjadikan kosmetik lebih menarik kepada pengguna.
Dalam industri kimiaEster digunakan sebagai pelarut dalam sintesis dan penulenan sebatian organik. Ia juga digunakan dalam pengeluaran plastik, resin, dan gentian sintetik, yang penting untuk pembuatan bahan seperti PET dan PVC.
Sama ada dalam industri makanan, kosmetik atau kimia, sebatian organik ini penting untuk penghasilan pelbagai jenis produk yang kita gunakan dalam kehidupan seharian kita.
Ester: sifat, struktur, kegunaan, contoh
Os ester adalah sebatian organik yang mempunyai komponen asid karboksilik dan komponen alkohol. Formula kimia am mereka ialah RCO 2 R ' atau RCOOR ' . Bahagian kanan, RCOO, sepadan dengan kumpulan karboksil, manakala bahagian kanan, OR ', ialah alkohol. Kedua-duanya berkongsi atom oksigen dan berkongsi persamaan tertentu dengan eter (ROR ').
Oleh itu etil asetat, CH 3 Cooch 2 CH 3 , ester termudah, dianggap sebagai asid asetik atau cuka eter, dan oleh itu asal usul nama etimologi 'ester'. Oleh itu, ester terdiri daripada penggantian asid hidrogen kumpulan COOH oleh kumpulan alkil daripada alkohol.
Di manakah ester ditemui? Dari perspektif kimia organik, terdapat banyak sumber semula jadi. Aroma buah-buahan yang menyenangkan seperti pisang, pear, dan epal adalah hasil interaksi ester dengan banyak komponen lain. Mereka juga terdapat dalam bentuk trigliserida dalam minyak dan lemak.
Badan kita menghasilkan trigliserida daripada asid lemak, yang mempunyai rantai karbon yang panjang, dan gliserol alkohol. Apa yang membezakan sesetengah ester daripada yang lain terletak pada kedua-dua R, rantai komponen asid, dan R', rantai komponen alkohol.
Ester berat molekul rendah sepatutnya mempunyai sedikit karbon pada R dan R', manakala yang lain, seperti lilin, mempunyai banyak karbon, terutamanya pada R', komponen alkohol, dan oleh itu berat molekul tinggi.
Walau bagaimanapun, tidak semua ester adalah organik. Jika atom karbon kumpulan karbonil digantikan dengan atom fosforus, maka RPOOR' akan diambil. Ini dikenali sebagai ester fosfat, dan ia adalah penting untuk struktur DNA.
Oleh itu, selagi atom boleh terikat dengan cekap kepada karbon atau oksigen, seperti sulfur (RSOOR'), ia boleh membentuk ester tak organik.
Hartanah
Ester bukan asid atau alkohol, jadi mereka tidak berkelakuan sedemikian. Takat lebur dan takat didihnya, sebagai contoh, adalah lebih rendah daripada berat molekul yang serupa, tetapi lebih dekat dengan aldehid dan keton.
Butanoik, CH 3 CH 2 CH 2 COOH, mempunyai takat didih 164 °C, manakala etil asetat, CH 3 Cooch 2 CH 3 , daripada 77.1ºC.
Sebagai tambahan kepada contoh terkini, takat didih 2-metilbutana, CH 3 CH (CH 3 ) CH 2 CH 3 , metil asetat, CH 3 Cooch 3 , dan 2-butanol, CH 3 , CH (OH) CH 2 CH 3 , ialah: 28, 57 dan 99. Ketiga-tiga sebatian mempunyai berat molekul 72 dan 74 g/mol.
Ester dengan berat molekul rendah cenderung tidak menentu dan mempunyai bau yang menyenangkan, itulah sebabnya kandungan buahnya memberikan mereka wangian yang biasa. Sebaliknya, apabila berat molekulnya tinggi, ia adalah pepejal kristal tidak berwarna dan tidak berbau, atau bergantung pada strukturnya, ia menunjukkan ciri-ciri berminyak.
Keterlarutan air
Asid karboksilik dan alkohol biasanya larut dalam air melainkan ia mempunyai sifat hidrofobik tinggi dalam struktur molekulnya. Perkara yang sama berlaku untuk ester. Apabila R atau R' adalah rantai pendek, ester boleh berinteraksi dengan molekul air melalui dipol-dipol dan daya London.
Ini kerana ester adalah penerima ikatan hidrogen. Contohnya, dengan dua atom oksigen mereka RCOOR'. Molekul air membentuk ikatan hidrogen dengan salah satu daripada atom oksigen ini. Tetapi apabila rantai R atau R' terlalu panjang, ia menangkis air di sekeliling, menjadikan pembubaran mustahil.
Contoh yang jelas tentang ini berlaku dengan ester trigliserida. Rantai sisi yang panjang menjadikan minyak dan lemak tidak larut dalam air melainkan ia bersentuhan dengan pelarut yang kurang polar yang lebih rapat dengan rantai ini.
Tindak balas hidrolisis
Ester juga boleh bertindak balas dengan molekul air dalam apa yang dikenali sebagai tindak balas hidrolisis. Walau bagaimanapun, mereka memerlukan medium berasid atau asas yang mencukupi untuk menggalakkan mekanisme tindak balas ini:
RCOOR '+ H 2 O <=> RCO OH + R'O H
(Medium berasid)
Molekul air ditambah kepada kumpulan karbonil, C=O. Hidrolisis asid diringkaskan dengan menggantikan setiap R' komponen alkohol dengan OH daripada air. Perhatikan juga bagaimana ester "pecah" kepada dua komponennya: asid karboksilik, RCOOH, dan alkohol R'OH.
RCOOR '+ OH - => RCO O - + R'O H
(Medium asas)
Apabila hidrolisis dijalankan dalam medium asas, tindak balas tak boleh balik berlaku dikenali sebagai saponifikasi . Ini digunakan secara meluas dan merupakan asas dalam pembuatan sabun artisan atau industri.
RCOO - ialah anion karboksilat yang stabil, secara elektrostatik dikaitkan dengan kation utama dalam medium.
Jika bes yang digunakan ialah NaOH, garam RCOONa terbentuk. Apabila ester adalah trigliserida, yang mengikut definisi mempunyai tiga rantai sisi R, tiga garam asid lemak terbentuk, RCOONa dan gliserol alkohol.
Reaksi pengurangan
Ester ialah sebatian teroksida tinggi. Apakah maksudnya? Ini bermakna mereka mempunyai beberapa ikatan kovalen dengan oksigen. Dengan menghapuskan ikatan CO, pecah berlaku yang akhirnya memisahkan komponen berasid dan alkohol; dan lebih-lebih lagi, asid dikurangkan kepada bentuk kurang teroksida, alkohol:
RCOOR ' => RCH 2 OH + R'OH
Ini adalah tindak balas pengurangan. Ejen pengurangan yang kuat, seperti litium aluminium hidrida, LiAlH, diperlukan. 4 , dan medium berasid yang menggalakkan penghijrahan elektron. Alkohol ialah bentuk terkecil, iaitu, yang mempunyai ikatan kovalen paling sedikit dengan oksigen (hanya satu: C–OH).
Kedua-dua alkohol, RCH 2 OH + R'OH datang daripada dua rantai ester permulaan masing-masing RCOOR'. Ini ialah kaedah mensintesis alkohol nilai tambah daripada esternya. Contohnya, jika anda ingin membuat alkohol daripada sumber ester eksotik, ini adalah laluan yang baik.
Tindak balas transesterifikasi
Ester boleh diubah menjadi lain jika ia bertindak balas dalam media berasid atau asas dengan alkohol:
RCOOR '+ R”OH <=> RCO ATAU' ' + R'O H
Struktur
Imej di atas mewakili struktur umum semua ester organik. Perhatikan bahawa R, kumpulan karbonil C = O, dan OR' membentuk segi tiga rata, hasil hibridisasi sp. 2 atom karbon pusat. Walau bagaimanapun, atom lain boleh menggunakan geometri lain, dan strukturnya bergantung pada sifat intrinsik R atau R'.
Jika R atau R' ialah rantai alkil ringkas, contohnya jenis (CH 2 ) n CH 3 , yang akan menggunakan zigzag di angkasa. Ini adalah kes pentil butanoat, CH 3 CH 2 CH 2 Cooch 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 .
Walau bagaimanapun, pada mana-mana karbon dalam rantai ini, percabangan atau ketidaktepuan boleh didapati (C = C, C )C), yang mengubah suai struktur keseluruhan ester. Dan atas sebab ini, sifat fizikalnya, seperti keterlarutan dan takat didih dan leburnya, berbeza dengan setiap sebatian.
Sebagai contoh, lemak tak tepu mempunyai ikatan berganda dalam rantai R mereka, yang memberi kesan negatif kepada interaksi antara molekul. Akibatnya, takat leburnya berkurangan, sehingga ia menjadi cecair atau minyak pada suhu bilik.
Penerima ikatan hidrogen
Walaupun imej itu menyerlahkan segi tiga tulang belakang ester, ia adalah rantai R dan R' yang bertanggungjawab terhadap kepelbagaian dalam strukturnya.
Walau bagaimanapun, segi tiga layak mempunyai ciri struktur ester: ia adalah penerima ikatan hidrogen. Sebagai Melalui oksigen kumpulan karbonil dan alkoksida (-OR ').
Mereka mempunyai pasangan elektron tunggal, yang boleh menarik atom hidrogen bercas separa positif daripada molekul air.
Oleh itu, ia adalah sejenis interaksi dipol-dipol khas. Molekul air menghampiri ester (jika tidak menghalang rantai R atau R') dan membentuk jambatan C=OH. 2 O, atau OH 2 -O-R'.
Nomenklatura
Bagaimanakah ester dinamakan? Untuk menamakan ester dengan betul, perlu mengambil kira nombor karbon bagi rantai R dan R'. Juga, sebarang kemungkinan percabangan, substituen, atau ketidaktepuan.
Setelah ini dilakukan, akhiran -yl ditambahkan pada nama setiap R' kumpulan alkoksida -OR', manakala pada rantai R kumpulan karboksil -COOR, akhiran -ate. Pertama, bahagian R disebut, diikuti dengan perkataan 'of' dan kemudian nama bahagian R'.
Contohnya, CH 3 CH 2 CH 2 Cooch 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 mempunyai lima karbon di sebelah kanan, iaitu mereka yang sepadan dengan R'. Dan di sebelah kiri terdapat empat atom karbon (termasuk kumpulan karbonil C = O). Oleh itu, R' ialah kumpulan pentil dan R ialah butana (untuk memasukkan karbonil dan dianggap sebagai rantai utama).
Jadi untuk menamakan kompaun, hanya tambahkan akhiran dan nama dalam susunan yang sesuai: butana ato ditindas il .
Cara menamakan sebatian berikut: CH 3 CH 2 COOC (CH 3 ) 3 ? -C (rantai CH 3 ) 3 sepadan dengan substituen tert-butil alkil. Oleh kerana bahagian kiri mempunyai tiga karbon, ia adalah "propana." Namanya kemudian: propana ato daripada tertiari butil .
Bagaimana mereka terbentuk?
Pengesteran
Terdapat banyak laluan untuk sintesis ester, sesetengah daripadanya mungkin baru. Walau bagaimanapun, mereka semua menumpu pada fakta bahawa segitiga dalam imej struktur mesti dibentuk, iaitu ikatan CO-O. Untuk melakukan ini, ia mesti bermula daripada sebatian yang sebelum ini mempunyai kumpulan karbonil: seperti asid karboksilik.
Dan apakah yang harus diikat oleh asid karboksilik? Untuk alkohol, jika tidak, ia tidak akan mempunyai komponen alkohol yang mencirikan ester. Walau bagaimanapun, asid karboksilik memerlukan haba dan keasidan untuk membolehkan mekanisme tindak balas diteruskan. Persamaan kimia berikut mewakili perkara di atas:
RCOOH + R'OH <=> RCOOR '+ H 2 S
(Medium berasid)
Ini dikenali sebagai tindak balas daripada pengesteran .
Sebagai contoh, asid lemak boleh diesterifikasi dengan metanol, CH 3 OH, untuk menggantikan asid metil H, maka tindak balas ini juga boleh dianggap sebagai metilasi Ini adalah langkah penting dalam menentukan profil asid lemak bagi minyak atau lemak tertentu.
Ester asil klorida
Satu lagi cara untuk mensintesis ester adalah daripada asil klorida, RCOCl. Dalam ini, bukannya menggantikan kumpulan hidroksil dengan OH, atom Cl digantikan:
RCOCl + R'OH => RCOOR '+ HCl
Dan tidak seperti pengesteran asid karboksilik, air tidak dilepaskan, tetapi asid hidroklorik.
Kaedah lain boleh didapati dalam dunia kimia organik, seperti pengoksidaan Baeyer-Villiger, yang menggunakan peracids (RCOOOH).
Kegunaan
Antara kegunaan utama ester ialah:
-Dalam pembuatan lilin, seperti dalam imej di atas, ester rantai sisi yang sangat panjang digunakan untuk tujuan ini.
-Sebagai pengawet dalam ubat-ubatan atau makanan. Ini disebabkan oleh tindakan paraben, yang tidak lebih daripada ester asid parahydroxybenzoic. Walaupun mereka mengekalkan kualiti produk, beberapa kajian mempersoalkan kesan positifnya pada badan.
Ia digunakan untuk membuat wangian tiruan yang meniru bau dan rasa banyak buah atau bunga. Ester ditemui dalam gula-gula, ais krim, minyak wangi, kosmetik, sabun, syampu dan produk komersial lain yang memerlukan aroma atau perisa yang menarik.
Ester juga boleh mempunyai kesan farmakologi yang positif. Atas sebab ini, industri farmaseutikal telah mendedikasikan dirinya untuk mensintesis ester yang diperoleh daripada asid yang terdapat dalam badan untuk menilai potensi penambahbaikan dalam rawatan penyakit. Aspirin adalah salah satu contoh paling mudah bagi ester tersebut.
– Ester cecair, seperti etil asetat, adalah pelarut yang sesuai untuk jenis polimer tertentu, seperti nitroselulosa dan pelbagai jenis resin.
Contoh
Beberapa contoh tambahan ester adalah seperti berikut:
– Pentil bunonoat, CH 3 CH 2 CH 2 Cooch 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 , yang berbau aprikot dan pear.
-Vinyl asetat CH 3 Cooch 2 CH = CH 2 , yang mana polimer polivinil asetat dihasilkan.
etil isopentil pentanoat, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 Cooch 2 CH 2 CH (CH 3 ) 2 , yang meniru rasa epal.
Etil propanoat, CH 3 CH 2 Cooch 2 CH 3 .
– Propil metanoat, HCOOCH 2 CH 2 CH 3 .
Rujukan
- T. W. Graham Solomons, Craigh B. Fryhle. Kimia Organik (Edisi Kesepuluh, ms 797–802, 820) Wiley Plus.
- Carey, F.A. Kimia Organik (2006) Edisi Keenam. Rumah Penerbitan McGraw Hill
- Teks Percuma Kimia. Nomenklatur ester. Diperoleh daripada: chem.libretexts.org
- Admin (19 September 2015). Ester: Sifat Kimia, Sifat dan Kegunaannya. Diperoleh daripada: pure-chemical.com
- Kimia Organik dalam Kehidupan Seharian Kita. (9 Mac 2014). Apakah kegunaan ester? Diperoleh daripada: gen2chemistassignment.weebly.com
- Quimicas.net (2018). Contoh ester. Diperoleh daripada: quimicas.net
- Paz Maria de Lourdes Cornejo Arteaga. Aplikasi utama ester. Diperoleh daripada: uaeh.edu.mx
- Jim Clark (Januari 2016). Memperkenalkan ester. Diperoleh daripada: chemguide.co.uk