Este là gì? Tìm hiểu công thức cấu tạo, tính chất, cách điều chế, ứng dụng

Este là 1 hợp chất hữu cơ có nhiều ứng dụng trong đời sống cũng như sản xuất công nghiệp. Vậy este là gì? Cấu tạo của chúng như thế nào? Este có tính chất vật lý, hóa học ra sao cũng như ứng dụng? Hãy cùng trả lời các câu hỏi trên bằng việc tìm hiểu về hợp chất este qua bài viết dưới đây:

1. Este là chất gì?

Este là một hợp chất hữu cơ phức tạp, thường được tạo thành từ sự kết hợp giữa axit cacboxylic và ancol. Trong đó nhóm -OH trong -COOH của axit sẽ được thay thế bằng -OR’ của ancol. 

Este và các dẫn xuất của chúng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như tạo hương trong nước hoa,  sản xuất chất dẻo tổng hợp, làm dung môi hữu cơ…

Cấu tạo của este đơn chức

2. Phân loại este như thế nào?

Dựa vào gốc axit và gốc ancol mà có thể chia các hợp chất este thành các nhóm chính như sau:

Este đơn chức: Là este được tạo thành từ acid đơn chức và ancol đơn chức. Công thức chung của este đơn chức là RCOOR’, trong đó R là gốc hiđrocacbon và R’ là gốc ancol. 

Este đa chức: 

• Este của acid đa chức và ancol đơn chức. Công thức cấu tạo chung là (RCOO)mR’ với R’ là gốc ancol.
• Este của acid đơn chức và ancol đa chức. Công thức cấu tạo chung là R(COOR’)n (n ≥ 2; R ≥ 0).
• Este của acid đa chức và ancol đa chức (ít gặp), có dạng chung là Rm(COO)nmR’n. Nếu m = n thì tạo este vòng có dạng R(COO)nR’. 

Ngoài ra ta còn có thể chia este thành este no, este không no dựa vào gốc axit cacboxylic.

Phân loại este

3. Cách gọi tên este

Danh pháp của este được gọi theo công thức chung như sau:

Tên este = Tên ancol R’ + tên gốc axit (đuôi at)

Với este đơn chức: 

Tên este = tên của gốc hiđrocacbon của ancol (yl) + tên gốc hidrocacbon của axit (đổi đuôi ic thành at)

Ví dụ: CH3COOC3H7 – este propyl axetat

           CH2=CHCOOCH3 – este metyl acrylat

Với este đa chức: 

• Với ancol đa chức: Tên este = tên của ancol + tên của gốc axit (đuôi at)

Ví dụ: (C2H5COO)2C2H4: etylenglicol propionat 

• Với axit đa chức: Gọi theo tên riêng của từng este.

Ví dụ: C3H5(COOC17H35)3: tristearin 

4. Tính chất vật lý của este

• Trạng thái tồn tại: Các este thường tồn tại ở thể lỏng. Tuy nhiên với các este có phan tử lượng lớn thì sẽ tồn tại dưới dạng chất rắn.
• Nhiệt độ sôi của các hợp chất este khá thấp. So với các axit hữu cơ có cùng khối lượng phân tử hay cùng số cacbon thì este có nhiệt độ sôi thấp hơn.
• Độ tan: Este ít tan trong nước. So với axit cacboxylic thì độ tan của este trong nước kém hơn do khả năng tạo liên kết hidro giữa các phân tử este với các phân tử nước rất kém. 
• Este rất dễ bay hơi và có mùi hương đặc trưng. Ví dụ như este isoamyl axetat có mùi chuối chín; etyl propionat có mùi dứa, geranyl axetat có mùi hoa hồng,… Nhờ vào tính chất này mà este được sử dụng để làm chất tạo hương. 

Mùi thơm của một số este

5. Tính chất hóa học của este

Các phản ứng đặc trưng của este gồm có:

• Phản ứng thủy phân của este: 

– Trong môi trường axit phản ứng thủy phân este là phản ứng thuận nghịch:

RCOOR’ + H2O (H+) ⇔ RCOOH + R’OH

– Trong môi trường kiềm, phản ứng thủy phân este được gọi là phản ứng xà phòng hóa: 

RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH

– Khi thủy phân este của ancol không no trong môi trường axit sẽ tạo ra andehit hoặc xeton. 

CH3COOCH=CH2 + H2O → CH3COOH + CH3CHO

– Este của phenol khi thủy phân trong môi trường NaOH sẽ tạo muối phenolat:

CH3COOC6H5 + 2 NaOH → CH3COONa + C6H5ONa + H2O

• Phản ứng khử của este bằng LiAlH4:

RCOOR’ → RCH2OH + R’OH (chất xúc tác: nhiệt độ, LiAlH4)

CH3COOC2H5 → CH3CH2OH + C2H5-OH

• Phản ứng đốt cháy este tạo CO2 và H2O. 

CH3COOC2H5 + 3O2 → 4CO2 + 4H2O

• Phản ứng cộng đối với các este không no.
• Phản ứng trùng hợp của este không no: 

nCH2=C(CH3)–COOCH3 → (CH2=C(CH3)–COOCH3) (plexiglass)

• Với este của axit fomic có tính chất như 1 andehit. 

6. Phương pháp điều chế este

• Để điều chế este thường dùng phản ứng este hóa giữa axit cacboxylic và ancol. Phản ứng này là phản ứng thuận nghịch xảy ra trong môi trường axit H2SO4đ, 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

• Để điều chế este của phenol sẽ cho anhidrit axit hoặc clorua axit cho tác dụng với phenol.

(C2H5CO)2O + C6H5OH  → C2H5COOC6H5 + C2H5COOH

• Để điều chế các este không no ta sẽ dùng axit cacboxylic phản ứng với ankin tương ứng. 

RCOOH + C2H2 → RCOOC2H3 (có nhiệt độ và chất xúc tác)

Phản ứng điều chế este

7. Ứng dụng của este trong đời sống

Các ứng dụng của este trong đời sống và sản xuất có thể kể đến như:

• Tạo mùi hương: Do este có mùi đặc trưng cũng như khả năng giữ mùi tốt nên chúng được sử dụng để tạo mùi hương cho các sản phẩm nước hoa, mỹ phẩm… Ngoài ra este còn được dùng làm phụ gia hương liệu trong chế biến thực phẩm. 
• Một số este có mùi thơm đặc trưng như là:

– Isoamyl axetat có mùi chuối.

– Amyl fomat có mùi mận.

– Metyl salixylat có mùi dầu gió.

– Etyl Isovalerat có mùi táo.

– Etyl butirat và Etyl propionat có mùi dứa.

– Geranyl axetat có mùi hoa hồng.

– Benzyl axetat có mùi thơm hoa nhài

• Làm dung môi hữu cơ: Este tan tốt trong các dung môi hữu cơ nên thường được sử dụng làm dung môi hòa tan, dung môi pha sơn, dung môi pha mực…
• Ứng dụng để tổng hợp nhiều hợp chất quan trọng: Ví dụ như poly metyl acrylat, poly metyl metacrylat chế tạo thủy tinh, poly vinyl axetat làm chất dẻo,… 
• Trong sản xuất dược phẩm: Các hợp chất este đóng vai trò là các tiền chất giúp bảo vệ dược chất chính của thuốc hoặc để tạo dạng bào chế phù hợp để tăng sinh khả dụng cho thuốc….

Một số ứng dụng của este trong đời sống

Trên đây là những thông tin cơ bản giúp bạn hiểu este là gì, tính chất và ứng dụng của este như thế nào? Nếu bạn có thêm những thắc mắc hãy liên hệ ngay với chúng tôi qua hotline 0826 010 010 hoặc tìm đọc thêm những bài viết trên website vietchem.com.vn để được hỗ trợ nhanh nhất.