Estry

Estry kwasów karboksylowych to związki chemiczne powstające w wyniku reakcji kwasów karboksylowych z alkoholami.

Grupa funkcyjna estrów:
grupa estrowa −COO−		 grupa estrowa

Wzór ogólny estrów: R1−COO-R2  gdzie R1 to grupa węglowodorowa pochodząca od kwasu a R2 - od alkoholu.

Wzory i nazwy wybranych estrów

Nazwa systematyczna Nazwa zwyczajowa Wzór
metanian metylu mrówczan metylu HCOOCH3 
metanian etylu mrówczan etylu HCOOC2H5 
etanian metylu octan metylu CH3COOCH3  
etanian etylu octan etylu CH3COOC2H5  

Schemat tworzenia nazw:

  • Pierwsza część nazwy: od kwasu – reszta kwasowa z końcówką „-an” (metanian, etanian, propanian)
  • Druga część nazwy: od alkoholu – grupa alkilowa (metyl, etyl, propyl, itp.)..

Otrzymywanie estrów - reakcje estryfikacji

Reakcje między kwasami karboksylowymi a alkoholami prowadzą do powstania estrów w procesie nazywanym estryfikacją. Reakcja zachodzi w obecności katalizatora, najczęściej stężonego kwasu siarkowego (H2SO4), który pełni funkcję środka odwadniającego.
schemat ogólny:   kwas karboksylowy + alkohol → ester + woda

CH3COOH  + C2H5OH —stęż H2SO4→ CH3COOC2H5 + H2O
estryfikacja
                                                      etanian etylu
                                                      octan etylu

Inne reakcje estryfikacji

HCOOH + CH3OH → HCOOCH3 + H2O
Kwas metanowy (mrówkowy) + alkohol metylowy → metanian metylu (mrówczan metylu) + woda

HCOOH + C2H5OH → HCOOC2H5 + H2O
Kwas metanowy (mrówkowy) + alkohol etylowy → metanian etylu (mrówczan etylu) + woda

CH3COOH + CH3OH → CH3COOCH3 + H2O
Kwas etanowy (octowy) + alkohol metylowy → etanian metylu (octan metylu) + woda

Własności fizyczne estrów

  1. Zapach: Większość estrów ma charakterystyczny owocowy lub przyjemny zapach, co sprawia, że są używane w przemyśle perfumeryjnym i spożywczym.
  2. Stan skupienia: Lekkie estry są zazwyczaj cieczami.
  3. Rozpuszczalność: Estry o małych cząsteczkach mają umiarkowaną rozpuszczalność w wodzie, która maleje wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego.
  4. Palność: Wszystkie wymienione estry są łatwopalne.

Zastosowania wybranych estrów

Estry, takie jak mrówczan metylu, mrówczan etylu, octan metylu i octan etylu, znajdują szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach przemysłu ze względu na swoje właściwości chemiczne i fizyczne. Poniżej przedstawiono ich najważniejsze zastosowania:

1. Mrówczan metylu (HCOOCH₃)

  • Rozpuszczalnik: Używany w przemyśle chemicznym jako rozpuszczalnik do żywic, lakierów i barwników.
  • Produkcja chemiczna: Wykorzystywany jako substrat w syntezie różnych związków organicznych.
  • Pestycydy: Stosowany w produkcji środków owadobójczych.
  • Przemysł perfumeryjny: Dzięki przyjemnemu zapachowi znajduje zastosowanie w aromatach.

2. Mrówczan etylu (HCOOC₂H₅)

  • Rozpuszczalnik: Służy do rozpuszczania nitrocelulozy, tłuszczów i lakierów.
  • Produkcja chemikaliów: Używany w syntezie organicznej, np. przy produkcji estrów o wyższej masie cząsteczkowej.
  • Przemysł spożywczy: Używany jako składnik aromatyzujący, szczególnie w produktach cukierniczych.
  • Perfumy i kosmetyki: Dodawany do produktów zapachowych dzięki owocowemu aromatowi.

3. Octan metylu (CH₃COOCH₃)

  • Rozpuszczalnik: Powszechnie stosowany w przemyśle farb, lakierów, klejów i tuszów drukarskich.
  • Produkcja skór syntetycznych: Używany w procesach technologicznych związanych z wyrobem materiałów skóropodobnych.
  • Przemysł farmaceutyczny: Wykorzystywany w produkcji leków i innych związków chemicznych.
  • Czyszczenie: Stosowany jako środek odtłuszczający w przemyśle elektronicznym i mechanicznym.

4. Octan etylu (CH₃COOC₂H₅)

  • Rozpuszczalnik: Bardzo popularny rozpuszczalnik w przemyśle chemicznym i kosmetycznym, stosowany w lakierach, farbach i atramentach.
  • Produkcja perfum i kosmetyków: Ze względu na przyjemny zapach znajduje szerokie zastosowanie w produktach zapachowych.
  • Przemysł spożywczy: Stosowany jako aromat w napojach, cukierkach i innych produktach spożywczych.
  • Przemysł farmaceutyczny: Wykorzystywany w produkcji niektórych leków jako rozpuszczalnik i substancja pomocnicza.
  • Czyszczenie: Wykorzystywany jako środek czyszczący w przemyśle precyzyjnym.

Wszystkie wymienione estry charakteryzują się przyjemnym zapachem i dobrymi właściwościami rozpuszczalnika, co czyni je wszechstronnymi związkami w przemyśle chemicznym, kosmetycznym, spożywczym i farmaceutycznym. Ich zastosowania są szeroko rozpowszechnione w życiu codziennym, od aromatów i perfum po lakiery i środki czyszczące.