Este là gì? Công thức cấu tạo và tính chất đặc trưng của este

Este là hợp chất hữu cơ có rất nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống, đặc biệt là ngành công nghiệp thực phẩm vì tạo ra nhiều hương vị đặc trưng. Hãy cùng LabVIETCHEM nghiên cứu về Este là gì? Những tính chất vật lý, hoá học và công thức cấu tạo của Este qua bài viết dưới đây.

1. Este là gì?

Este là hợp chất hữu cơ được tạo thành từ acid, trong đó có ít nhất 1 nhóm hydroxyl được thay thế bằng alkyl, thông thường nó được cấu tạo từ acid carboxylic và alcohol. 

Công thức tổng quát chung RyCOOxyR’x.

Este và các dẫn xuất của chúng thường có mùi thơm đặc trưng nên được ứng dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất nước hoa, chất dẻo tổng hợp, sơn mài,... và cũng là một chất bôi trơn tổng hợp lớn nhất trên thị trường. 

Este là gì?

2. Phân loại este

Tuỳ vào gốc axit và gốc ancol mà este được chia thành các nhóm chủ yếu sau: 

- Este đơn chức: Được tạo thành từ acid và ancol đơn chức với công thức cấu tạo chung là RCOOR’. Trong đó, R là gốc hidrocacbon và R’ là gốc ancol.

- Este đa chức gồm những loại sau: 

+ Este của acid đa chức và ancol đơn chức với công thức tổng quát là (RCOO)mR’.

+ Este của acid đơn chức và ancol đa chức với công thức tổng quát là  R(COOR’)n (n ≥ 2; R ≥ 0).

+ Este của acid đa chức và ancol đa chức: Trường hợp này rất ít gặp với công thức cấu tạo chung là Rm(COO)nmR’n. Khi m = n thì tạo este vòng có dạng R(COO)nR’. 

Ngoài ra, có thể phân loại este thành este no và không no dựa vào gốc axit cacboxylic.

3. Các tính chất đặc trưng của Este

3.1. Tính chất vật lý

- Este của các loại rượu đơn chức và acid đơn chức với số C không lớn lắm thường tồn tại dưới dạng chất lỏng dễ bay hơi, có mùi thơm dễ chịu của nhiều các loại hoa quả khác nhau.

Mùi hương đặc trưng của 1 số loại este

- Nhiệt độ sôi của este so với acid có cùng phân tử thấp hơn nhiều. Nguyên nhân là do không có sự tạo thành liên kết hydro.

- Độ tan: Ít tan trong nước.

3.2. Tính chất hoá học

Một số tính chất đặc trưng của este có thể kể đến như:

- Phản ứng thuỷ phân:

+ Trong môi trường acid [H+], phản ứng diễn ra thuận nghịch: 

RCOOR′ + H2O ↔ RCOOH + R′OH

+ Trong môi trường kiềm hay còn gọi là phản ứng xà phòng hoá: 

RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH

Tuỳ vào loại este mà sẽ có một số tính chất riêng biệt, chẳng hạn như:

- Ester của acid formic: HCOOR thể hiện tính chất của một aldehyde: Tham gia vào phản ứng tráng gương. 

- Ester của phenol bị thủy phân trong môi trường kiềm nhưng sản phẩm tạo ra thành là muối và nước, không tạo ra ancol. Chẳng hạn:

CH3COOC6H5 + 2 NaOH → CH3COONa + C6H5ONa + H2O

- Ester của các ancol có liên kết đôi có thể bị thuỷ phân để tạo ra  aldehyde hoặc keton. Ví dụ:

CH3COOCH=CH2 + H2O → CH3COOH + CH3CHO

- Este không no có phản ứng cộng và trùng hợp giống với H-C không no. Chẳng hạn như phản ứng điều chế thuỷ tinh hữu cơ với điều kiện nhiệt độ, xúc tác thích hợp ở áp suất cao.

CH2=C(CH3)–COOCH3 → (CH2=C(CH3)–COOCH3)

- Ester có thể bị khử bằng hydro với phương trình diễn ra như sau:

RCOOR’ + H2 -> R’-H + R-H + CO/CO2/H2O (Mo-Ni/Co-Mo trên nền alumina, to,p)

4. Các phương pháp điều chế este

Để điều chế este, người ta thường thực hiện phản ứng este hóa giữa axit cacboxylic và ancol, được thực hiện ở trong môi trường axit và nhiệt độ.

R(COOH)x + xR'OH <=> R(COOR')x + xH2O

yR(COOH)x + xR'(OH)y <=> Ry(COO)xyR'x + xyH2O

xRCOOH + R'(OH)x <=> R'(OOCR)x + xH2O

Chẳng hạn như: C2H5OH + CH3COOH <=> CH3COOC2H5 + H2O

Ngoài ra, có thể điều chế bằng cách cho axit tác dụng với alkyl hoặc thực hiện phản ứng cộng giữa phenol với anhydrid acid.

5. Ứng dụng của Este đối với các lĩnh vực

Vì có mùi hương đặc trưng nên nó thường được sử dụng trong các chế phẩm nước hoa, mỹ phẩm, hương liệu trong chế biến thực phẩm,... Một số este có mùi hương đặc trưng phải kể đến như: 

- Isoamyl axetat tạo hương chuối.

- Amyl fomat có mùi mận.

- Metyl salicylat có mùi dầu gió, thường được sử dụng trong các loại thuốc xoa giảm đau.

- Etyl Isovalerat có hương táo.

- Methyl 2-aminobenzoat cho hương mùi hoa cam.

- Etyl butirat và Etyl propionat có hương dứa.

- Geranyl axetat có mùi hoa hồng, thích hợp dùng trong nước hoa.

- Benzyl axetat cho mùi thơm thoang thoảng hoa nhài

Ứng dụng este trong mỹ phẩm 

Được sử dụng làm dung môi hữu cơ dùng để pha sơn, pha mực,...

Có nhiều este được sử dụng để làm nguyên liệu tổng hợp các hợp chất quan trọng như poly metyl acrylat, poly metyl metacrylat chế tạo thủy tinh, poly vinyl axetat làm chất dẻo,… 

Ngành sản xuất dược phẩm: Ester đóng vai trò là tá dược là tiền chất bảo vệ hoặc đôi khi cũng là dược chất chính giúp phát huy tối đa tác dụng của thuốc. 

Như vậy, ta có thể thấy este có rất nhiều vai trò quan trọng đối với đời sống. Hy vọng những kiến thức chúng tôi kể trên giúp bạn đọc hiểu hơn về nhóm chất này. Nếu có vấn đề gì thắc mắc, bạn đọc có thể tìm kiếm các bài viết khác trên website của chúng tôi hoặc liên hệ qua số hotline 0826 020 020 để được tư vấn nhanh nhất.