Khi nhắc đến kiến thức Ester, nhiều người có thể nghĩ ngay đến những ứng dụng phong phú trong ngành công nghiệp. Ester mang lại những đặc tính độc đáo như hương thơm dễ chịu và khả năng hòa tan tốt, điều này khiến chúng trở thành nguyên liệu lý tưởng cho nhiều sản phẩm. Nắm vững kiến thức Ester không chỉ giúp học sinh học Hóa 10-11-12 THPT thấu hiểu các phản ứng phức tạp mà còn giải quyết bài tập liên quan. Hãy cùng onthidgnl tìm hiểu nhé!
1. Ester là gì?
Trong hóa học, ester là một hợp chất hóa học được sinh ra từ một acid (hữu cơ hoặc vô cơ), trong đó, ít nhất một nhóm LIPOH (hydroxyl) được thay bằng nhóm alkyl (kiềm).[1] Thông thường, ester được cấu tạo từ acid carboxylic và alcohol. Glyceride, ester acid béo của glycerol, là loại ester rất quan trọng trong sinh học. Glyceride cũng là một loại lipid phổ biến và có mặt trong chất béo động vật và dầu thực vật. Ester có trọng lượng phân tử thấp và thường được sử dụng làm nước hoa. Ngoài ra, ester cũng được tìm thấy trong các loại tinh dầu và pheromone. Phosphoester tạo nên mạch khung của phân tử DNA. Các ester nitrat, chẳng hạn như nitroglycerin, là thành phần của thuốc nổ. Polyester lại là những chất dẻo quan trọng; trong polyester, các đơn phân được liên kết bởi các gốc ester. Ester thường có mùi thơm và được coi là dung môi tốt cho rất nhiều các chất dẻo, chất hóa dẻo, nhựa cây và sơn mài.[2] Đây cũng đồng thời là một trong chất bôi trơn tổng hợp lớn nhất trên thị trường. https://vi.wikipedia.org/wiki/Ester
Khái niệm este
Khi thay nhóm –OH ở nhóm carboxyl của carboxylic acid bằng nhóm –OR’ thì được ester.
Đặc điểm cấu tạo
Ester đơn chức, mạch hở có công thức chung là R – COO – R’.
Trong đó R là gốc hydrocacbon hoặc nguyên tử H, R’ là gốc hydrocarbon.
+ Đồng phân cấu tạo ester có công thức phân tử C3H6O2
+ Đồng phân cấu tạo ester có công thức phân tử C4H8O2
Ester no, đơn chức, mạch hở có công thức chung là R – COO – R’ hoặc CnH2nO2 (n ≥ 2, k = 2).
Ester không no 1 nối đôi C = C, đơn chức, mạch hở có công thức chung là CnH2nO2 (n ≥ 3, k = 3).
Phân loại và Quy tắc gọi tên ester
Hợp chất este được chia làm 4 loại chính:
- Este của axit đơn chức và alcohol đơn chức.
- Este của axit đa chức và alcohol đơn chức. Loại này có thể chia thành 2 loại nhỏ là este trung hòa và este axit.
- Este của axit đơn chức và alcohol đa chức.
- Este của acid đa chức và alcohol đa chức (loại này ít gặp nhất trong chương trình học 12).
Quy tắc gọi tên ester
Tính chất hóa học và tính chất vật lý
Tính chất vật lý của este
Este của các loại rượu đơn chức và acid đơn chức (với số nguyên tử cacbon thấp) thường ở thể lỏng, khó tan trong nước, rất dễ bay hơi và có mùi hương dễ chịu của các loài hoa khác nhau.
Nhiệt độ sôi của este so với acid có cùng công thức phân tử thấp hơn rất nhiều vì không có liên kết hidro
Tính chất hóa học
Các este có các tính chất chung sau:
- Thủy phân trong môi trường axít (phản ứng thuận nghịch):
RCOOR′ + H2O (H+) ↔ RCOOH + R′OH - Thủy phân trong môi trường kiềm hay còn gọi là phản ứng xà phòng hóa:
RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH
- Ngoài ra một số este có tính chất hóa học riêng như:
-Este của acid formic: HCOOR có tính chất của một aldehyde (an – đê – hít).
-Este không no phản ứng cộng và trùng hợp như hydrocarbon không no. Ví dụ rõ nhất trong phản ứng điều chế thủy tinh hữu cơ:
nCH2=C(CH3)–COOCH3 → (CH2=C(CH3)–COOCH3) (plexiglass)
Đây là phản ứng trùng hợp khi có điều kiện về nhiệt độ và xúc tác thích hợp cùng áp suất cao.
-Este của phenol bị thủy phân trong môi trường kiềm không tạo ra rượu.
Ví dụ:
CH3COOC6H5 + 2 NaOH → CH3COONa + C6H5ONa + H2O
-Este của các rượu có liên kết pi khi bị thủy phân có thể tạo ra aldehyde hoặc keton. Ví dụ:
CH3COOCH=CH2 + H2O → CH3COOH + CH3CHO
Điều chế và ứng dụng của ester
Điều chế
Ester thường được điều chế bằng cách đun hỗn hợp carboxylic acid, alcohol và dung dịch H2SO4 đặc (phản ứng ester hóa).
Tăng hiệu suất phản ứng ester hóa:
+ Lấy dư một trong hai chất đầu alcohol hoặc cacboxylic acid.
+ Làm giảm nồng độ các sản phẩm (chưng cất ester).
+ Đồng thời dùng H2SO4 đặc làm chất xúc tác
Ứng dụng
– Nhiều ester dùng làm dung môi: ethyl acetate tách caffeine khỏi cà phê, butyl acetate hòa tan cellulose nitrate tạo sơn mài…
– Methyl methacrylate điều chế poly(methyl methacrylate) sản xuất răng giả, kính áp tròng, xi măng sinh học trong chấn thương chỉnh hình.
– Do có mùi thơm một số ester (ethyl butyrate, benzyl acetate…) dùng làm hương liệu trong công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm (linalyl acetate, gernanyl acetate…)
– Một số ester dùng để sản xuất chất dẻo poly(methyl methacrylate), sơn tường (polyacrylate), dược phẩm (aspirin, methyl salicylate…), dùng làm dung môi để tách chiết chất hữu cơ (ethyl acetate), pha sơn (butyl acetate).
Sơ đồ tư duy Ester:
Bài tập Ester có giải chi tiết và đáp án tham khảo:
Bài tập 100 câu hỏi đúng sai chương ester lipid:
https://drive.google.com/file/d/1uKYun0eNzMs0OYMPEKUOx1GGoWWEDsyL/view
Kiến thức ESTER – LIPID – xà phòng và chất giặt rửa
https://drive.google.com/file/d/10g9Ydld0qttLTvbHAHqPfdkXAbKBf0Ly/view
Tài liệu ESTER-LIPID bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa 10-11-12
https://drive.google.com/file/d/1uC_9Cs9wpwSmcYb5U_dKo_Fke36rJeHk/view
Hệ thống bài tập Ester Lipid từ đề thi học sinh giỏi có giải chi tiết
https://drive.google.com/file/d/1rR3k-45_PS4Ily8d2AZk9vQiqVGYrwbH/view
BT ESTE – LIPIT khác có đáp án:
https://drive.google.com/file/d/1_nLc2p34wK92TYduPIpnA7CbBjfk9X8h/view
Có thể nói, ester là phần rất quan trọng trong kiến thức chất hữu cơ, để học tốt hóa học 12 buộc các bạn phải nắm rõ và hiểu về este; tổng hợp được kiến thức hóa học THPT để thi tốt nghiệp hoặc ôn thi đánh giá năng lực hiệu quả.
Theo dõi MXH của Onthidgnl để update nhiều tài liệu miễn phí nhé:
FB: https://www.facebook.com/onthidgnlcom
