І кетоны, і складаныя эфіры - дзве найбольш важныя функцыянальныя групы ў арганічнай хіміі. Яны сустракаюцца ў самых розных арганічных злучэннях і гуляюць важную ролю ў многіх біялагічных і хімічных працэсах. Нягледзячы на падабенства, іх характарыстыкі і паводзіны даволі розныя. Давайце даведаемся, што такое кетоны і эфіры, чым яны адрозніваюцца, чым падобныя і што яны азначаюць у хіміі і біялогіі.
Кетоны - гэта клас арганічных злучэнняў, якія ўтрымліваюць карбанільную функцыянальную групу (C=O) у сярэдзіне малекулы. Кетоны маюць дзве алкільныя або арыльныя групы, звязаныя з карбанільным вугляродам. Самы просты з іх - ацэтон, які мае формулу (CH3)2CO. Яны ўтвараюцца ў выніку расшчаплення тлушчу ў арганізме. Таксама вядомыя як кетонавыя целы, кетоны - гэта хімічныя рэчывы, якія ўтвараюцца, калі ваша цела пачынае расшчапляць тлушч замест вугляводаў для атрымання энергіі.
Кетоны ўтвараюцца з тоўстых кіслот у печані і выкідваюцца ў кроў, дзе іх можна выкарыстоўваць у якасці крыніцы энергіі для клетак і органаў цела. Калі арганізм знаходзіцца ў стане кетозу, ён спадзяецца на кетоны ў якасці асноўнай крыніцы паліва, а не на глюкозу, таму кетогенная дыета стала такой папулярнай у апошнія гады. Аднак кетоны выпрацоўваюцца не толькі падчас галадання або кетогенной дыеты. Яны таксама могуць выпрацоўвацца, калі арганізм знаходзіцца ў стане стрэсу, напрыклад, падчас цяжкіх фізічных нагрузак, або пры недахопе інсуліну ў арганізме, што можа адбыцца ў людзей з дыябетам.
Падчас кетозу ўтвараюцца тры кетоны: ацэтон, ацэтаацэтат і бэта-гідраксібутырат (BHB). Сярод іх ацэтон - гэта кетон, які выводзіцца з арганізма пры дыханні, што стварае фруктовы або салодкі пах у дыханні, шырока вядомы як "кета дыханне". Гэта можа быць прыкметай таго, што ваша цела ўвайшло ў стан кетозу. Ацэтаацэтат, іншы кетон, выпрацоўваецца ў печані і выкарыстоўваецца клеткамі цела для атрымання энергіі. Аднак ён таксама ператвараецца ў BHB, найбольш распаўсюджаны тып кетонаў у крыві падчас кетозу. BHB можа лёгка перасякаць гематоэнцефаліческій бар'ер, тым самым актывізуючы мозг і можа палепшыць разумовую яснасць і канцэнтрацыю.
Складаныя эфіры - гэта арганічныя злучэнні з функцыянальнасцю RCOOR', дзе R і R' - любая арганічная група. Складаныя эфіры ўтвараюцца, калі карбонавыя кіслоты і спірты рэагуюць у кіслых умовах і ліквідуюць малекулу вады. Яны звычайна сустракаюцца ў эфірных алеях і многіх садавіне. Напрыклад, водар спелых бананаў паходзіць ад складанага эфіру пад назвай изоамилацетат. Эфіры валодаюць унікальнымі ўласцівасцямі, якія робяць іх каштоўнымі ў розных галінах прамысловасці.
1. Водары
Адно з найбольш распаўсюджаных ужыванняў эфіраў - у водарах і духах з-за іх салодкага, фруктовага і прыемнага паху, а таксама яны дапамагаюць палепшыць агульны водар прадукту, робячы яго больш прывабным для карыстальнікаў.
2. Араматызатар ежы
Унікальная хімічная структура эфіраў дазваляе ім надаваць фруктовыя і кветкавыя водары, таму эфіры таксама выкарыстоўваюцца ў харчовай прамысловасці, асабліва ў араматызатарах. Ён адносна часта сустракаецца ў многіх харчовых прадуктах, уключаючы кандытарскія вырабы, хлебабулачныя вырабы і напоі. У паўсядзённым жыцці складаныя эфіры выкарыстоўваліся для вытворчасці штучных араматызатараў і сталі асноўнымі інгрэдыентамі многіх прадуктаў.
3. Пластык
У якасці пластыфікатараў складаныя эфіры робяць пластык больш гнуткім і трывалым. Такім чынам, складаныя эфіры выкарыстоўваюцца ў вытворчасці розных пластмас, і яны таксама дапамагаюць прадухіліць пластык ад таго, каб з часам стаць далікатным. Гэта вельмі важна для даўгавечных вырабаў, такіх як аўтамабільныя кампаненты або медыцынскія прылады.
4. Растваральнік
Таму што складаныя эфіры могуць раствараць арганічныя рэчывы, такія як масла, смалы і тлушчы. Такім чынам, эфіры карысныя ў многіх галінах прамысловасці ў якасці растваральнікаў для растварэння іншых рэчываў. Складаныя эфіры з'яўляюцца добрымі растваральнікамі, што робіць іх карыснымі ў вытворчасці фарбаў, лакаў і клеяў.
Параўноўваючы кетоны і складаныя эфіры, мы можам выявіць, што розніца паміж кетонамі і эфірамі ў асноўным заключаецца ў наступных аспектах:
1. Асноўнае адрозненне паміж кетонамі і эфірамі ў асноўным заключаецца ў хімічнай структуры. Карбанільная група кетонаў знаходзіцца ў сярэдзіне вугляроднага ланцуга, у той час як карбанільная група эфіраў знаходзіцца ў канцы вугляроднага ланцуга. Гэта структурнае адрозненне прыводзіць да адрозненняў у іх фізічных і хімічных уласцівасцях.
●Кетоны - гэта арганічныя злучэнні, якія маюць карбанільную групу, якая складаецца з атама кіслароду, злучанага падвойнай сувяззю з атамам вугляроду, размешчаным у сярэдзіне вугляроднага ланцуга. Іх хімічная формула R-CO-R', дзе R і R' - алкіл або аріл. Кетоны ўтвараюцца пры акісленні другасных спіртоў або адшчапленні карбонавых кіслот. Яны таксама падвяргаюцца кето-енольной таўтамерыі, што азначае, што яны могуць існаваць як у кетоннай, так і ў енольнай формах. Кетоны звычайна выкарыстоўваюцца ў вытворчасці растваральнікаў, палімерных матэрыялаў і фармацэўтычных прэпаратаў.
●Складаныя эфіры - гэта арганічныя злучэнні, якія маюць карбанільную групу на канцы вугляроднага ланцуга і групу R, злучаную з атамам кіслароду. Іх хімічная формула R-COOR', дзе R і R' - алкіл або аріл. Складаныя эфіры ўтвараюцца пры рэакцыі карбонавых кіслот са спіртамі ў прысутнасці каталізатара. Яны маюць фруктовы пах і часта выкарыстоўваюцца ў вытворчасці духаў, эсэнцый і пластыфікатараў.
2.Самае відавочнае адрозненне паміж кетонамі і складанымі эфірамі - іх тэмпература кіпення. Тэмпература кіпення кетонаў вышэй, чым у складаных эфіраў, таму што яны маюць больш моцныя міжмалекулярныя сілы. Карбанільная група ў кетоне можа ўтвараць вадародныя сувязі з бліжэйшымі малекуламі кетонаў, што прыводзіць да ўзмацнення міжмалекулярных сіл. Наадварот, складаныя эфіры маюць больш слабыя міжмалекулярныя сілы з-за няздольнасці атамаў кіслароду ў групе R утвараць вадародныя сувязі з бліжэйшымі малекуламі складанага эфіру.
3.Акрамя таго, рэакцыйная здольнасць кетонаў і эфіраў розная. З-за наяўнасці двух алкільных або арыльных груп па абодва бакі ад карбанільнай групы кетоны больш рэакцыйныя, чым складаныя эфіры. Гэтыя групы могуць аддаваць электроны карбанілу, што робіць яго больш успрымальным да нуклеафільнай атакі. Наадварот, складаныя эфіры менш рэакцыйныя з-за наяўнасці алкільнай або арыльнай групы на атаме кіслароду. Гэтая група можа аддаваць электроны атаму кіслароду, што робіць яго менш уразлівым для нуклеафільнай атакі.
4. З-за рознай структуры, тэмпературы кіпення і рэакцыйнай здольнасці кетонаў і складаных эфіраў вызначаюцца адрозненні ў іх выкарыстанні. Кетоны часта выкарыстоўваюцца ў вытворчасці растваральнікаў, палімерных матэрыялаў і лекаў, а складаныя эфіры часта выкарыстоўваюцца ў вытворчасці отдушек, араматызатараў і пластыфікатараў. Кетоны таксама выкарыстоўваюцца ў якасці паліўных дабавак да бензіну, а складаныя эфіры выкарыстоўваюцца ў якасці змазачных матэрыялаў у машынах.
Мы ўжо ведаем дэталі кетонаў і складаных эфіраў, так у чым розніца паміж кетонамі, складанымі эфірамі і эфірам?
Перш за ўсё, нам трэба ведаць, што такое эфір? эфір змяшчае атам кіслароду, звязаны з двума атамамі вугляроду. Яны ўяўляюць сабой злучэнне, вядомае сваімі наркатычнымі ўласцівасцямі. эфір звычайна бясколерны, менш шчыльны, чым вада, і з'яўляецца добрым растваральнікам для іншых арганічных злучэнняў, такіх як масла і тлушчы. Яны таксама выкарыстоўваюцца ў якасці дабавак да паліва ў бензінавых рухавіках для паляпшэння прадукцыйнасці рухавікоў.
Пасля разумення хімічнай структуры і выкарыстання гэтых трох, мы можам дакладна ведаць, што адрозненні паміж кетонамі, складанымі эфірамі і эфірам ўключаюць наступныя два аспекты:
1. Адным з найбольш прыкметных адрозненняў, якія мы можам знайсці паміж кетонамі, складанымі эфірамі і эфірамі, з'яўляюцца іх функцыянальныя групы. Кетоны ўтрымліваюць карбанільныя групы, складаныя эфіры ўтрымліваюць эфір-COO- сувязі, а эфіры не ўтрымліваюць ніякіх функцыянальных груп. Кетоны і складаныя эфіры маюць некаторае падабенства ў хімічных уласцівасцях. Абодва злучэнні палярныя і могуць утвараць вадародныя сувязі з іншымі малекуламі, але вадародныя сувязі ў кетонах мацнейшыя, чым у складаных эфірах, што прыводзіць да больш высокай тэмпературы кіпення.
2.Яшчэ адно важнае адрозненне ў тым, што гэтыя тры маюць рознае прымяненне
(1)Адно з найбольш распаўсюджаных ужыванняў кетонаў - у якасці растваральніка для смол, воску і алеяў. Яны таксама выкарыстоўваюцца ў вытворчасці тонкай хіміі, фармацэўтыкі і аграхімікатаў. Кетоны, такія як ацэтон, выкарыстоўваюцца ў вытворчасці пластмас, валокнаў і фарбаў.
(2)Эфіры звычайна выкарыстоўваюцца ў харчовай і касметычнай прамысловасці з-за іх прыемнага водару і густу. Яны таксама выкарыстоўваюцца ў якасці растваральнікаў для чарнілаў, лакаў і палімераў. Складаныя эфіры таксама выкарыстоўваюцца ў вытворчасці смол, пластыфікатараў і павярхоўна-актыўных рэчываў.
(3)эфір мае шырокі спектр прымянення дзякуючы сваім унікальным уласцівасцям. Яны выкарыстоўваюцца ў якасці растваральнікаў, анестэтыкаў і павярхоўна-актыўных рэчываў, сярод іншага. У сельскагаспадарчай прамысловасці яны выкарыстоўваюцца ў якасці фумігантаў для абароны захоўваемых культур ад шкоднікаў і грыбковых інфекцый. Эфір таксама выкарыстоўваецца ў вытворчасці эпаксідных смол, клеяў і абліцавальных матэрыялаў.
Кетоны і складаныя эфіры шырока прымяняюцца ў арганічнай хіміі і з'яўляюцца будаўнічымі блокамі многіх прамысловых працэсаў. Напрыклад, кетоны выкарыстоўваюцца ў якасці растваральнікаў, у вытворчасці фармацэўтычных прэпаратаў і палімераў. З іншага боку, складаныя эфіры выкарыстоўваюцца ў парфумерна-касметычнай прамысловасці, у якасці араматызатараў у харчовай прамысловасці, у якасці растваральнікаў, а таксама ў фарбах і пакрыццях.
Час публікацыі: 14 чэрвеня 2023 г
