«اِستر» عاملی با کاربرد چندگانه

به گزارش خبرنگار ایمنا، «اِستر» یک ترکیب شیمیایی است که دارای گروه عاملی COO است. ترکیب‌هایی به فرمول R’COOR، استر نامیده می‌شود که در آن گروه‌های R آلکیل هستند، اما جزو اصلی تشکیل دهنده آن‌ها، استرهایی هستند که از واکنش اسیدهای چرب و الکل‌های با زنجیر طویل به وجود می‌آیند. چربی‌های جامد و روغن‌های مایع، استرهایی هستند که از واکنش اسید چرب سنگین و گلیسیرین به وجود می‌آیند و گلیسیرید نامیده می‌شوند. مهم‌ترین اسیدهای چرب اشباع شده‌ای که از هیدرولیز چربی‌ها و روغن‌ها به دست آمده‌اند، شامل اسید لوریک (Lauric acid)، اسید پالمتیک (Palmitic acid)، اسید استئاریک (Stearic acid) هستند.

«اِستر» یکی از مباحث مهم گروه‌های عاملی به‌شمار می‌رود که به طور خاص در شیمی آلی مورد بررسی قرار می‌گیرد. استر مبحثی کاربردی از شیمی آلی است که نه تنها در این شاخه بلکه در شاخه‌های دیگری مانند شیمی تجزیه، پلیمر و فیتوشیمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای بررسی و شناخت بیشتر استرها به عنوان یکی از گروه‌های عاملی کاربردی با حمیدرضا یوسفی، دکترای شیمی آلی گفت‌وگویی انجام داده‌ایم که در ادامه می‌خوانید:

«اِستر» در چه شاخه‌ای از علم شیمی مورد بررسی قرار می‌گیرد؟

مبحثی که در علم شیمی تحت عنوان استر شناخته می‌شود، به طور خاص جزو مباحث شیمی آلی است؛ از طرفی این مبحث که در شیمی آلی مورد توجه قرار می‌گیرد به نوعی با شاخه پلیمر نیز در ارتباط است. درواقع شیمی آلی به مرور زمان گسترش یافته و امروزه گرایش‌های بسیاری به آن اضافه شده است.

در بین علوم مختلف، دانش شیمی را می‌توان به عنوان یک علم پایه و کاربردی در نظر گرفت که همواره در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. امروزه شیمی در تمام سطوح جامعه مورد توجه قرار دارد و اکثر مردم با این دانش آشنایی دارند. هر ساله فارغ‌التحصیلان بسیاری نیز با دانش علم شیمی به صنعت کشور تزریق می‌شوند.

گروه‌های عاملی چه ارتباطی با استرها دارد؟

دانش شیمی از ابتدا شامل گرایش‌های مختلفی از جمله شیمی تجزیه، آلی و معدنی بود که این گرایش‌ها شاخه‌های اصلی علم شیمی را تشکیل می‌دهند، اما به مرور زمان هر یک از شاخه‌های اصلی نیز توسعه پیدا کرده و در شیمی آلی مبحث جدیدی تحت عنوان گروه‌های عاملی مورد توجه قرار گرفت.

در گروه‌های عاملی دسته‌بندی‌های مختلفی از جمله آلکان، آلکن، آلکیل و الکل مشاهده می‌شود و یکی از مهم‌ترین دسته‌بندی‌های گروه‌های عاملی استر و پلی‌استر است. درواقع اگر بخواهیم پیرامون استرها و پلی‌استرها شناخت بیشتری کسب کنیم باید در شیمی آلی و گروه‌های عاملی به دنبال این دسته‌بندی بگردیم و از این طریق با ویژگی‌های مختلف استرها آشنا شویم.

دانش‌آموزان چه زمانی با گروه‌های عاملی آشنا می‌شوند؟

گروه‌های عاملی یکی از مباحث مهم علم شیمی است که از مقطع دبیرستان مورد توجه قرار می‌گیرد و البته به تازگی این مبحث در متوسطه اول نیز آموزش داده می‌شود و دانش‌آموزان از سال‌های تحصیلی هفتم، هشتم و نهم با این مسائل آشنا می‌شوند.

استرها با کدام یک از گرایش‌های علم شیمی در ارتباط است؟

در حالت کلی گروه‌های عاملی و استرها در شاخه شیمی آلی مورد توجه و بررسی قرار می‌گیرد، اما شیمی پلیمر نیز با مباحث مربوط به استر و پلی‌استر در ارتباط است. درواقع این مبحث مختص شیمی آلی نیست و حتی شاخه تجزیه نیز از متریال‌های متعلق به آن دسته بهره می‌برد، اما در علم شیمی آلی همواره برای سنتز ترکیبات استر به عنوان ماده اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گروه‌های عاملی بر چه اساس دسته‌بندی می‌شوند؟

درواقع گروه‌های عاملی از دسته‌بندی‌های متعددی تشکیل شده‌اند که هر یک از آن‌ها دارای مشخصه‌های ویژه‌ای هستند، به طور مثال الکل‌ها که یکی از دسته‌های مهم گروه‌های عاملی به شمار می‌رود در ترکیب خود کربن متصل به OH دارد. آلدهیدها نیز گروه عاملی هستند که کربن متصل به OH و O دارد.

بنابراین می‌توان گفت که هر یک از دسته‌های گروه‌های عاملی دارای ویژگی‌های خاص است که براساس ساختار آن از یکدیگر متمایز می‌شوند. در کنکور نیز این مسائل بسیار مورد توجه طراحان سوال قرار می‌گیرد و داوطلبان کنکور باید برای موفقیت در آزمون حدود ۱۶ گروه عاملی اصلی را در خاطر داشته باشند.

استرها دارای چه مشخصات ساختاری هستند؟

در بین گروه‌های عاملی زمانی که ۳۰ باند دوگانه متصل به O وجود داشته‌باشد، در کنار آن کربن متصل به یک O قرار گیرد و در مجاور آن‌ها R و ’R باشد، به ساختاری تحت عنوان استر دست پیدا می‌کنیم. به بیان دیگر زمانی که در بین چند گروه عاملی به ۳۰ باند دوگانه O رسیدیم باید وجود استر در آن ترکیب مشکوک شویم.

آیا استرها در ترکیبات طبیعی نیز مشاهده می‌شوند؟

بله، دسته‌های گروه‌های عاملی ساختار ویژه‌ای دارند و استرها نیز ساختار خاصی هستند که در یک مولکول عظیم قرار می‌گیرند. با این حال استرها به طور طبیعی در بسیاری از میوه‌ها از جمله موز، سیب و انگور مشاهده می‌شود. این استرهای طبیعی به طور مجزا شاخه دیگری از علم شیمی را تشکیل می‌دهند که تحت عنوان شیمی ترکیبات طبیعی یا فیتوشیمی شناخته می‌شود.

با توجه به این مسئله می‌توان گفت که استر به عنوان مبحثی مهم از گروه‌های عاملی وابسته به شیمی آلی است، اما در پلیمر نیز مورد توجه قرار می‌گیرد، همچنین استرهای طبیعی نمونه‌های مهمی برای کارشناسان حوزه فیتوشیمی است. متخصصان این حوزه می‌توانند با استفاده از استرهای طبیعی اسانس‌های مختلف طراحی کنند که این فعالیت از اهمیت بسیاری برخوردار است.