Tính chất của este và ứng dụng của este trong đời sống và công nghiệp

Ester là một hợp chất hóa học và có vai trò rất quan trọng trong đời sống, đặc biệt là trong công nghiệp. Trong bài viết này, cùng GODO tìm hiểu rõ hơn về ứng dụng của este trong đời sống và sản xuất công nghiệp.

Khái niệm của este

Ester là một hợp chất hóa học được hình thành đơn giản bằng cách thay thế hydro của axit bằng một nhóm alkyl hoặc hữu cơ khác. Nó được tạo ra từ axit hữu cơ hoặc axit vô cơ, trong đó tối thiểu một nhóm –OH (hydroxyl) được thay thế bằng nhóm –O – alkyl (alkoxy). Thông thường, các este được tạo ra từ phản ứng thay thế của một axit và một rượu . Glyxerit, là este axit cacboxylic của glixerol, là những este quan trọng trong sinh học.

Nhiều chất béo và dầu thiết yếu hiện nay là este của axit béo. Este có  mùi ngọt và hoạt động như một dung môi chất lượng tốt cho chất dẻo, nhựa và sơn mài. Chúng cũng là một trong những loại chất bôi trơn tổng hợp quan trọng nhất trên thị trường thương mại.

Cấu trúc của este

Nhà hóa học người Đức Leopold Gmelin, đã cho chúng ta thuật ngữ este trong nửa thế kỷ 19. Tên este xuất phát từ rượu mẹ (trong đó rượu mẹ có thể là chất hữu cơ hoặc vô cơ) và axit mẹ. Tất cả các este đã được đặt tên bằng cách sử dụng tên IUPAC có hệ thống, được hỗ trợ tên cho axit theo sau là hậu tố “-oate.” Các este đơn giản chỉ được gọi bằng tên thông thường của chúng. Công thức hóa học của este hữu cơ thường được viết là R C02R′.

  • R: Gốc hidrocacbon của axit 
  • R’: Gốc Hidrocacbon của ancol

Tính chất của este

Tính chất vật lý và đặc tính

Este phân cực mạnh hơn ete nhưng kém ancol. Chúng tham gia vào liên kết hydro với tư cách là chất nhận liên kết hydro, nhưng không thể hoạt động như chất cho liên kết hydro, không giống như rượu mẹ của chúng. Do không có khả năng tạo liên kết hydro nên các este không tự liên kết. Do đó, các este dễ bay hơi hơn các axit cacboxylic có phân tử khối tương đối.

Đa số este ở trạng thái lỏng, có một số este cũng tồn tại ở trạng thái rắn do có khối lượng phân tử lớn (mỡ động vật, sáp ong…). Ở nhiệt độ thấp, este ở trạng thái rắn và hóa lỏng ở nhiệt độ cao.

Nhiệt độ sôi: Este là phân tử phân cực nhưng nhiệt độ sôi thấp hơn axit cacboxylic và rượu có khối lượng phân tử tương tự vì giữa các phân tử este không có liên kết hiđro liên phân tử.

Tính tan: Este có thể tạo liên kết hydro thông qua nguyên tử oxy của chúng với nguyên tử hydro của phân tử nước. Do vậy, các este ít tan trong nước. Tuy nhiên, vì este không có nguyên tử hiđro để tạo liên kết hiđro với nguyên tử oxi của nước nên chúng ít hòa tan hơn axit cacboxylic.

Bảng liệt kê khả năng hòa tan và điểm sôi của một số este. (Nguồn: sciencedirect.com/)

Tên IUPAC Điểm sôi, ° C Độ hòa tan, g / 100  g H 2 O
Metyl metanoat 32 Có thể trộn
Metyl etanol 57 24.4
Metyl propanoat 80 1,8
Metyl butanoat 102 0,5
Metyl pentanoat 126 0,2
Metyl hexanoat 151 0,06
Etyl metanoat 54 Có thể trộn
Etyl etanol 77 7.4
Etyl propanoat 99 1,7
Etyl butanoat 120 0,5
Etyl pentanoat 145 0,2
Propyl ethanoat 102 1,9
Butyl ethanoate 125 1,0
Metyl benzoat 199 0,1
Etyl benzoat 213 0,08

Mùi thơm

Mùi của các este khác hẳn mùi của các axit tương ứng. Axit có mùi khó chịu, nhưng este có mùi trái cây. Trên thực tế, các este là nguyên nhân tạo ra mùi của nhiều loại trái cây. Ví dụ, ethyl ethanoate xuất hiện trong dứa, 3-methylbutyl ethanoate trong táo và chuối, 3-methylbutyl-3-methylbutanoate trong táo, và octyl ethanoate trong cam.

Các este được sử dụng trong một số sản phẩm không nhất thiết giống như các este trong trái cây tự nhiên, nhưng chúng tạo ra mùi hoặc vị giống nhau. Việc lựa chọn các este có thể được quyết định bởi chi phí và tính sẵn có của chúng. Mặc dù các este không giống như các este xuất hiện tự nhiên trong trái cây, nhưng sản phẩm này không gây nguy hiểm. Các cấu trúc tương tự như cấu trúc của các este có trong tự nhiên.

Bảng một số Este được sử dụng làm chất tạo hương (Nguồn: sciencedirect.com/)

Tên IUPAC Hương vị
Metyl butanoat Quả táo
Pentyl butanoate Quả mơ
Pentyl ethanoat Trái chuối
Octyl ethanoat Quả cam
Etyl butanoat Quả dứa
Etyl metanoat Rum

Phản ứng

Este phản ứng với nucleophile ở cacbon cacbonyl. Carbonyl có tính điện li yếu. Do đó, nó bị tấn công bởi các nucleophile mạnh (amin, alkoxit, nguồn hyđrua, các hợp chất hữu cơ, v.v.). Các liên kết C – H gắn liền với cacbonyl có bản chất là axit yếu nhưng nó vẫn trải qua quá trình deproton hóa với bazơ mạnh. Quá trình này đôi khi bắt đầu các phản ứng ngưng tụ.

Ứng dụng của este

Este là một chất có mùi ngọt. Một số trong số chúng được sử dụng làm hương liệu thực phẩm và các este khác được sử dụng làm chất thơm hoặc nước hoa. Ngoài ra, chúng có thể được biến thành các polyme được gọi là polyeste có thể được sử dụng để làm đồ hộp hoặc chai nhựa.

Dưới đây là một số người dùng khác của este:

  • Este có mùi thơm được sử dụng như một thành phần của nước hoa, tinh dầu, hương liệu thực phẩm, mỹ phẩm, v.v.: Este được biết đến với khả năng giữ mùi tốt, và điều này làm cho chúng trở thành sản phẩm hoàn hảo được sử dụng trong nước hoa. Ngoài ra, chúng còn được dùng để tạo vị cho các loại thực phẩm và cũng là để tạo mùi cho các loại thực phẩm đã qua chế biến.

Ứng dụng este có mùi thơm

Ứng dụng của este có mùi thơm sản xuất nước hoa

  • Nó được sử dụng như một dung môi hữu cơ: Các loại este nhỏ hơn được sử dụng làm dung môi trong chất kết dính, sơn và mực vì chúng khá dễ bay hơi. Ví dụ, pentyl ethanoate được sử dụng trong sơn móng tay.
  • Được sử dụng trong ngành sơn mài: Este lỏng có độ bay hơi thấp phục vụ tốt nhất như là chất làm mềm nhựa và nhựa. Ngoài ra, các este dễ bay hơi khác được sử dụng làm dung môi cho sơn mài và sơn. Mục đích này đã thúc đẩy quá trình sản xuất thương mại etyl axetat và butyl axetat.
  • Chất béo và dầu tự nhiên là các este axit béo của glixerol.
  • Các este nitrat, chẳng hạn như nitroglycerin, được sử dụng làm vật liệu nổ: Các este nitrat, chẳng hạn như glyceryl nitrat, có đặc tính dễ nổ nên tốt nhất để sử dụng trong việc sản xuất chất nổ.
  • Polyeste có thể tiếp tục được chuyển đổi thành sợi để may quần áo.

Ứng dụng este

Ứng dụng khác của este

  • Nó được sử dụng để làm chất hoạt động bề mặt Ví dụ như xà phòng, chất tẩy rửa: Điều này được thực hiện thông qua quá trình xà phòng hóa, trong đó quá trình thủy phân chất béo hoặc dầu, với sự có mặt của kiềm mạnh, được kết hợp để tạo ra glycerol
  • Y tế: Este hữu cơ được sử dụng trong sản xuất thuốc như aspirin và dầu của cây đông xanh, còn được gọi là dầu maroc. Dầu này được hấp thụ bởi da, để giúp giảm các cơn đau thấp khớp. Ngoài ra, aspirin là một loại thuốc quan trọng vì có khả năng làm giảm nhiệt độ và giảm đau đầu. Aspirin cũng làm giảm đông máu trong cơ thể, do đó ngăn ngừa bất kỳ bệnh liên quan đến tim.
  • Dung môi cho dầu và mỡ bôi trơn: Este là dung môi tốt vì chúng có thể hòa tan các chất lỏng hữu cơ. Este có tính ổn định ở nhiệt độ cao, khả năng làm sạch tốt hơn và độ bay hơi thấp, do đó nó trở thành dung môi tốt nhất cho dầu và mỡ.

Ngoài ra, este còn có nhiều ứng dụng trong công nghiệp giày, thuốc bảo vệ thực vật, chất bảo quản thực phẩm và thuốc, sản xuất kính bảo hộ, làm chất dẻo…

Xem thêm: Ứng dụng của axit sunfuric

Qua bài viết trên, hy vọng bạn hiểu hơn về Este và ứng dụng của este trong đời sống và công nghiệp.

Nếu bạn có nhu cầu tìm mua bơm công nghiệp, bơm màng ứng dụng trong thực phẩm, dược phẩm, bơm hóa chất, bơm nước thải, bơm keo, mực in, bơm nguyên liệu sản xuất… hãy liên hệ với GODO qua hotline 0969928169 để nhận được tư vấn máy bơm phù hợp với giá tốt từ nhà sản xuất.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.