Bæði ketónar og esterar eru tveir af mikilvægustu virku hópunum í lífrænni efnafræði. Þau finnast í fjölmörgum lífrænum efnasamböndum og gegna mikilvægu hlutverki í mörgum líffræðilegum og efnafræðilegum ferlum. Þrátt fyrir líkindi þeirra eru einkenni þeirra og hegðun mjög ólík. Við skulum kanna hvað ketónar og esterar eru, hvernig þeir eru ólíkir, hvernig þeir eru líkir og hvað þeir þýða í efnafræði og líffræði.
Ketón eru flokkur lífrænna efnasambanda sem innihalda karbónýl virkan hóp (C=O) í miðri sameindinni. Ketón eru með tvo alkýl- eða arýlhópa tengda karbónýlkolefninu. Einfaldast af þessu er asetón, sem hefur formúluna (CH3)2CO. Þau eru framleidd með niðurbroti fitu í líkamanum. Einnig þekktur sem ketónlíkama, ketón eru efni sem myndast þegar líkaminn byrjar að brjóta niður fitu í stað kolvetna fyrir orku.
Ketón myndast úr fitusýrum í lifur og losna út í blóðrásina þar sem hægt er að nýta þau sem orkugjafa fyrir frumur og líffæri líkamans. Þegar líkaminn er í ketósu treystir hann á ketón sem aðal eldsneytisgjafa, frekar en glúkósa, sem er ástæðan fyrir því að ketógen mataræði hefur orðið svo vinsælt á undanförnum árum. Hins vegar eru ketónar ekki aðeins framleiddar við föstu eða ketógenískt mataræði. Þeir geta einnig myndast þegar líkaminn er undir álagi, svo sem við erfiða hreyfingu, eða þegar það er skortur á insúlíni í líkamanum, sem getur gerst hjá fólki með sykursýki.
Þrír ketónar myndast við ketósu: asetón, asetóasetat og beta-hýdroxýbútýrat (BHB). Meðal þeirra er asetón ketón sem skilst út úr líkamanum með öndun, sem framleiðir ávaxta- eða sæta lykt í andardrættinum, almennt þekktur sem „keto breath“. Þetta gæti verið merki um að líkaminn sé kominn í ketósuástand. Acetóasetat, annað ketón, er framleitt í lifur og notað af líkamsfrumum til orku. Hins vegar breytist það einnig í BHB, algengasta tegund ketóns í blóði meðan á ketósu stendur. BHB getur auðveldlega farið yfir blóð-heila þröskuldinn, þannig orkugefið heilann og getur bætt andlega skýrleika og einbeitingu.
Esterar eru lífræn efnasambönd með RCOOR' virkni, þar sem R og R' eru hvaða lífrænn hópur sem er. Esterar myndast þegar karboxýlsýrur og alkóhól hvarfast við súr aðstæður og útrýma vatnssameind. Þeir finnast almennt í ilmkjarnaolíum og mörgum ávöxtum. Til dæmis kemur ilmurinn í þroskuðum bönunum frá ester sem kallast isoamyl acetate.Esterar hafa einstaka eiginleika sem gera þá verðmæta í ýmsum atvinnugreinum.
1. Ilmefni
Ein algengasta notkun estera er í ilm- og ilmvötnum vegna sætrar, ávaxtaríkrar og skemmtilegrar lyktar, auk þess sem þeir hjálpa til við að auka almennan ilm vöru, sem gerir hana meira aðlaðandi fyrir notendur.
2. Matarbragð
Einstök efnafræðileg uppbygging estera gerir þeim kleift að gefa ávaxta- og blómakeim og því eru esterar einnig notaðir í matvælaiðnaði, sérstaklega í bragðefni. Það er tiltölulega algengt í mörgum matvælum, þar á meðal sælgæti, bakkelsi og drykkjum. Í daglegu lífi hafa esterar verið notaðir við framleiðslu gervibragðefna og eru orðnir grunnefni í mörgum matvælum.
3. Plast
Sem mýkiefni gera esterar plastið sveigjanlegra og endingargott. Þannig að esterar eru notaðir við framleiðslu á ýmsum plastefnum og þeir koma líka í veg fyrir að plast verði brothætt með tímanum. Þetta er mikilvægt fyrir varanlegar vörur eins og bílaíhluti eða lækningatæki.
4. Leysir
Vegna þess að esterar geta leyst upp lífræn efni eins og olíur, kvoða og fitu. Þess vegna eru esterar gagnlegir í mörgum atvinnugreinum sem leysiefni til að leysa upp önnur efni. Esterar eru góð leysiefni, sem gerir þá gagnlega við framleiðslu á málningu, lökkum og límefnum.
Með því að bera saman ketóna og estera getum við komist að því að munurinn á ketónum og esterum er aðallega í eftirfarandi þáttum:
1. Helsti munurinn á ketónum og esterum er aðallega í efnafræðilegri uppbyggingu. Karbónýlhópur ketóna er staðsettur í miðri kolefniskeðjunni, en karbónýlhópur estera er staðsettur í lok kolefniskeðjunnar. Þessi byggingarmunur leiðir til mismunandi eðlis- og efnafræðilegra eiginleika þeirra.
●Ketón eru lífræn efnasambönd með karbónýlhóp sem samanstendur af súrefnisatómi sem er tvítengt kolefnisatómi staðsett í miðri kolefniskeðju. Efnaformúla þeirra er R-CO-R', þar sem R og R' eru alkýl eða arýl. Ketón myndast við oxun aukaalkóhóla eða klofnun karboxýlsýra. Þeir gangast einnig undir keto-enol tautomerism, sem þýðir að þeir geta verið til í bæði ketón- og enólformum. Ketón eru almennt notuð við framleiðslu á leysiefnum, fjölliða efnum og lyfjum.
●Esterar eru lífræn efnasambönd með karbónýlhóp í lok kolefniskeðju og R hóp sem er tengdur við súrefnisatóm. Efnaformúla þeirra er R-COOR', þar sem R og R' eru alkýl eða arýl. Esterar myndast við hvarf karboxýlsýra við alkóhól í viðurvist hvata. Þeir hafa ávaxtalykt og eru oft notaðir við framleiðslu á ilmvötnum, ilmefnum og mýkingarefnum.
2.Augljósasti munurinn á ketónum og esterum er suðumark þeirra. Suðumark ketóna er hærra en estera vegna þess að þeir hafa sterkari millisameindakrafta. Karbónýlhópurinn í ketóni getur myndað vetnistengi við nálægar ketónsameindir, sem leiðir til sterkari millisameindakrafta. Aftur á móti hafa esterar veikari millisameindakrafta vegna vanhæfni súrefnisatóma í R hópnum til að mynda vetnistengi við nálægar estersameindir.
3.Að auki er hvarfgirni ketóna og estera mismunandi. Vegna nærveru tveggja alkýl- eða arýlhópa hvoru megin við karbónýlhópinn eru ketónar hvarfgjarnari en esterar. Þessir hópar geta gefið rafeindir til karbónýlsins, sem gerir það næmari fyrir kjarnasæknum árásum. Aftur á móti eru esterar minna hvarfgjarnir vegna nærveru alkýl- eða arýlhóps á súrefnisatóminu. Þessi hópur getur gefið rafeindir til súrefnisatómsins, sem gerir það minna viðkvæmt fyrir kjarnasæknum árásum.
4. Vegna mismunandi uppbyggingar, suðumarks og hvarfgirni ketóna og estera er munurinn á notkun þeirra ákvarðaður. Ketón eru oft notuð við framleiðslu leysiefna, fjölliða efna og lyfja en esterar eru oft notaðir við framleiðslu á ilm-, bragð- og mýkingarefnum. Ketón eru einnig notuð sem eldsneytisaukefni í bensíni en esterar eru notaðir sem smurefni í vélum.
Við þekkjum nú þegar upplýsingar um ketón og estera, svo hver er munurinn á ketónum, esterum og eter?
Fyrst af öllu þurfum við að vita hvað eter er? eter inniheldur súrefnisatóm sem er tengt tveimur kolefnisatómum. Þau eru efnasamband þekkt fyrir fíkniefna eiginleika þess. eter er venjulega litlaus, minna þétt en vatn og eru góð leysiefni fyrir önnur lífræn efnasambönd eins og olíur og fitu. Þau eru einnig notuð sem eldsneytisaukefni í bensínvélum til að bæta afköst vélanna.
Eftir að hafa skilið efnafræðilega uppbyggingu og notkun þessara þriggja, getum við greinilega vitað að munurinn á ketónum, esterum og eter felur í sér eftirfarandi tvo þætti:
1. Einn athyglisverðasti munurinn sem við getum fundið á ketónum, esterum og eter er starfrænir hópar þeirra. Ketón innihalda karbónýlhópa, esterar innihalda ester-COO-tengi og eter innihalda enga virka hópa. Ketón og esterar deila nokkrum líkindum hvað varðar efnafræðilega eiginleika. Bæði efnasamböndin eru skautuð og geta myndað vetnistengi við aðrar sameindir, en vetnistengin í ketónum eru sterkari en í esterum, sem leiðir til hærra suðumarks.
2.Annar mikilvægur munur er að þeir þrír hafa mismunandi notkun
(1)Ein algengasta notkun ketóna er sem leysir fyrir kvoða, vax og olíur. Þau eru einnig notuð við framleiðslu á fínum efnum, lyfjum og landbúnaðarefnum. Ketón eins og asetón eru notuð við framleiðslu á plasti, trefjum og málningu.
(2)Esterar eru almennt notaðir í matvæla- og snyrtivöruiðnaði fyrir skemmtilega ilm og bragð. Þau eru einnig notuð sem leysiefni fyrir blek, lökk og fjölliður. Esterar eru einnig notaðir við framleiðslu á kvoða, mýkiefnum og yfirborðsvirkum efnum.
(3)eter hefur mikið úrval af notkunum vegna einstakra eiginleika þeirra. Þau eru meðal annars notuð sem leysiefni, deyfilyf og yfirborðsvirk efni. Í landbúnaðariðnaðinum eru þau notuð sem úðaefni til að vernda geymda ræktun fyrir meindýrum og sveppasýkingum. eter er einnig notað við framleiðslu á epoxýkvoða, límum og klæðningarefnum.
Ketónar og esterar hafa víðtæka notkun í lífrænni efnafræði og eru byggingareiningar margra iðnaðarferla. Til dæmis eru ketón notuð sem leysiefni, við framleiðslu á lyfjum og fjölliðum. Esterar eru hins vegar notaðir í ilmvatns- og snyrtivöruiðnaðinum, sem bragðefni í matvælaiðnaðinum, sem leysiefni og einnig í málningu og húðun.
Birtingartími: 14-jún-2023
