استرها ترکیباتی آلی هستند که معمولا از یک اسید به دست میآیند. این ترکیبات نوعی الکل به شمار میروند و کاربردهای مختلفی هم در صنایع دارند.
این ترکیبات شیمیایی معمولا از کربوکسیلیک اسید مشتق میشوند و به همین دلیل برای تولید آنها باید واکنشهای شیمیایی مختلفی در آزمایشگاه صورت بگیرد. یک Ester از یک کربن تشکیل شده که با یک پیوند دوگانه به یک اتم اکسیژن متصل شده است. خود اکسیژن هم به یک زنجیره کربنی دیگر متصل شده است. اگر میخواهید با انواع استرها، کاربردهای آنها، فرمول شیمیایی و نحوه خرید آنها آشنا شوید در ادامه با ما در «شیمی پل» همراه باشید.
ساختار استرها
یک Ester از یک گروه کربونیل (C=O) تشکیل شده که به یک اتم اکسیژن متصل است. این اکسیژن هم به صورت جدا از این کربونیل به یک زنجیره کربنی متصل شده و تشکیل استر داده است. ساختار این ترکیب شیمیایی به شکل زیر است:
O
||
R — C — O — R’
در این فرمول ساختاری R یک گروه آلی را نشان میدهد که ممکن است از اتمهای کربن، هیدروژن یا هر عنصر و گروه دیگری تشکیل شده باشد.
فرمول عمومی استر
فرمول شیمیایی عمومی استرها به شکل R–COO–R’ است. در این فرمول R یک گروه آلی یا آلکیلی را نشان میدهد که از اسید گرفته شده است. R’ هم یک ترکیب آلکیلی دیگر است که از الکل آمده است.
در واقع یک Ester از ترکیب کربوکسیلیک اسید و یک الکل ایجاد میشود. گروه آلکیلی الکل در این واکنش جای هیدروژن موجود در کربوکسیلیک اسید را میگیرد.
نام ساده ترین استر
سادهترین استری که شناخته شده متیل متانوآت (Methyl Methanoate) نام دارد. وقتی اسید متانوئیک (HCOOH) و متانول (CH₃OH) باهم واکنش میدهند متیل متانوات را میسازند. این ترکیب به دلیل گروههای کربنی کوچکی که دارد به عنوان سادهترین نوع این ترکیبات شناخته میشود.
فرمول شیمیایی متیل متانوات یا متیل فرمات هم HCOOCH3 است و بیشتر در تولید مواد شیمیایی دیگر مثل فرم آمید، دی متیل فرمامید و اسید فرمیک به عنوان ماده اولیه کاربرد دارد.
انواع استرها
استرها به دلیل اینکه بویی شبیه به بوی میوه دارند شناخته میشوند. این ترکیبات انواع مختلفی دارند که در ادامه آنها را به شما معرفی میکنیم:
- استرهای ساده: این ترکیبات از واکنش بین یک کربوکسیلیک اسید ساده و الکل به دست میآیند. از سادهترین ترکیبات میتوان به اتیل استات و متیل متانوات اشاره کرد.
- پلیاسترها: پلی استرها پلیمرهایی هستند که از واکنش بین دی کربوکسیلیک اسیدها و دیولها به وجود میآیند. این ترکیبات در ساخت پلاستیکهایی مانند پلی اتیلن ترفتالات(PET) کاربرد دارند. این پلاستیک ماده اولیه ساخت بطریهای پلاستیکی و همچنین پارچههای مختلف است.
- استرهای اسید چرب: این مواد از واکنش بین اسیدهای چرب و الکلهایی مانند گلیسرول به دست میآیند. ترکیبات اسید چرب در چربیها و روغنها (تری گلیسیریدها) وجود دارند و از اجزای ضروری سیستمهای بیولوژیکی به شمار میروند.
- لاکتونها و لاکتیدها: استرهای حلقوی (لاکتونها) زمانی تشکیل میشوند که گروههای اسید کربوکسیلیک و الکل با هم واکنش دهند. در نتیجه یک ساختار حلقهای ایجاد میشود. لاکتیدها برای ساخت پلاستیکهای زیست تخریبپذیر بسیار ضروری هستند.
کاربرد استرها
استرها ترکیبات پرکاربردی هستند که از زندگی روزمره و طبیعت گرفته تا صنایع مختلف، کاربردهای فراوانی دارند. در ادامه به رایجترین کاربردهای این ترکیبات اشاره میکنیم:
- تولید طعم دهندهها و عطرها: استرها بویی شبیه به میوه دارند و به همین دلیل در تولید طعم دهندهها و عطرسازی از آنها استفاده میکنند. ایزوآمیل استات بویی شبیه به موز دارد. متیل بوتانوات هم بوی سیب میدهد.
- تولید حلالها: ترکیباتی مانند اتیل استات و بوتیل استات به خوبی در روغنها، رزینها و ترکیبات آلی مختلف حل میشوند. به همین دلیل هم حلالهای خوبی برای انواع رنگها، لاک، چسبها و جوهرها هستند.
- صنعت داروسازی: این ترکیبات شیمیایی معمولا در داروسازی برای تولید پیش داروها مورد استفاده قرار میگیرند. پیشداروها ترکیباتی هستند که باید از طریق هیدرولیز در بدن فعال شوند. مثلا آسپرین (استیل سالیسیلیک اسید) دارویی است که پس از مصرف در بدن تجزیه و فعال میشود.
- ساخت پلاستیکها و پلیمرها: نوعی از این ترکیبات پلی استرها هستند که در تولید پلاستیکهای پلیمری، پارچه، مواد بستهبندی و مواد پلاستیکی دیگر کاربرد دارند.
- عملکردهای بیولوژیکی: استرها بخش جداییناپذیر موجودات زنده هستند. تری گلیسیریدها که ترکیبات اسیدهای چرب و گلیسرول هستند، انرژی را در سلولهای چربی ذخیره میکنند. این ترکیبات همچنین در ساختار لیپیدها و عملکرد بسیاری از فرایندهای بیولوژیکی بدن انسان و جانوران دیگر نقش دارند.
- لوازم آرایشی: بسیاری از این ترکیبات به عنوان حلال یا نرمکننده در لوسیونها، کرمها و لوازم آرایشی یافت میشوند. این ترکیبات بافت لوازم آرایش را بهبود میبخشند و باعث رطوبت آنها میشوند. محصولات فاقد چربی که به خوبی روی پوست پخش میشوند معمولا حاوی Ester هستند.
- تولید بیودیزل: متیل استرهای اسید چرب (FAMEs)به عنوان بیودیزل یا همان سوخت جایگزین مشتق شده از منابع تجدیدپذیر مانند روغن گیاهی یا چربیهای حیوانی مورد استفاده قرار میگیرند. بیودیزل به دلیل مزایای زیست محیطی که نسبت به سوختهای فسیلی دارد محبوبتر است.
فرمول استر سه عاملی
استرهای سه عاملی معمولا از یک الکل سه عاملی در ترکیب با اسید ساخته میشوند. مثلا گلیسرول یک الکل سه عاملی است. این ترکیبات سه عاملی از ترکیب یک الکل سه عاملی و سه اسید چرب ساخته میشوند. تری گلیسریدها نمونهای از این ترکیبات سه عاملی هستند. فرمول این ترکیبها هم به شکل C₃H₅(OOCR)₃ است. در این فرمول C₃H₅ همان الکل سه عاملی و OOCR همان مولکول اسید چرب است.
فرمول عمومی استر های سنگین
استر های سنگین ترکیبهایی هستند که از اسیدهای چرب زنجیره بلند تشکیل میشوند. فرمول عمومی این ترکیبها به شکل زیر است:
R – C (O) – O – R’
در این ترکیب R نشاندهنده زنجیره کربنی مربوط به کربوکسیلیک اسید است. R’ هم نشانه گروه کربنی مربوط به الکل است که در کنار هم یک استر تشکیل میدهند.
تفاوت استر و اسید چرب
در واقع میتوان گفت که استرها از اسیدهای چرب تشکیل میشوند. اسید چرب کربوکسیلیک اسیدی است که از یک زنجیره کربنی طولانی تشکیل شده، در حالی که Ester ترکیبی است که از واکنش بین کربوکسیلیک اسید و الکل به دست میآید.
در اسید چرب گروه OH با یک گروه OR جایگزین میشود تا استر به وجود بیاید؛ پس فرق این دو در ترکیبات و مولکولهایی است که دارند.
خواص فیزیکی استر ها
استرها به شکل مایع بیرنگ و با بویی شبیه به بوی میوه هستند. این ترکیبات در آب حل نمیشوند اما در ترکیبات آلی دیگر قابل حل شدن هستند. نقطه جوش این ترکیبها تقریبا پایین است یعنی خیلی زود به جوش میآیند. جالب است بدانید که نقطه ذوب این ترکیبات بسیار پایین است و تقریبا از منفی ۵۱ درجه سانتی گراد آغاز میشود.
اگر به Ester با این ویژگیها و خواص فیزیکی نیاز دارید میتوانید به فروشگاه «شیمی پل» مراجعه کنید. این فروشگاه انواع ترکیبات شیمیایی از جمله این ترکیبات میوهای را با درصد خلوص بالا و کیفیت عالی در اختیار شما قرار میدهد.
استر بلند زنجیر
استرهای بلند زنجیر ترکیباتی هستند که از واکنش بین یک اسید چرب و یک الکل به دست میآیند. این ترکیبات معمولا در ساختار خود زنجیره کربنی بلندی دارند؛ یعنی تعداد کربنهای آنها زیادی است و به همین دلیل به آنها زنجیره بلند میگویند. این ترکیبهای بلند زنجیر را میتوان در روغنها و چربیها پیدا کرد.
انحلال پذیری استرها در آب
به طور کلی میتوان گفت که استر ها به خوبی با آب ترکیب نمیشوند. ترکیباتی از این دست که زنجیره کربنی کوتاهتری دارند میتوانند به مقدار کم در آب حل شوند، اما هر چه زنجیره کربنی این ترکیبات بلندتر میشود درصد چربی آنها هم بالاتر میرود. به همین دلیل هم در آب حل نمیشوند.
روغنها و چربیها در آب حل نمیشوند. دلیل این موضوع هم همین وجود ترکیبات زنجیره بلند در آنهاست. هر چه تعداد کربنهای موجود در این ترکیبات بیشتر شود، خاصیت انحلال پذیری آنها در آب کاهش مییابد. با این حال این ترکیبات در ترکیبات آلی مانند الکلها یا کربوکسیلیک اسیدها حل میشوند.
اگر به استرهای زنجیره بلند یا زنجیره کوتاه نیاز دارید میتوانید به فروشگاه شیمی پل مراجعه کنید. در این فروشگاه امکان خرید این ترکیبات به هر میزانی که بخواهید وجود دارد. خوبی خرید از این فروشگاه این است که تمام ترکیبات با کیفیت و خلوص بالا به فروش میرسند. همچنین شما میتوانید خرید خود را به صورت کاملا آنلاین از این فروشگاه انجام دهید.
