Ե՛վ կետոնները, և՛ էսթերները օրգանական քիմիայի կարևորագույն ֆունկցիոնալ խմբերից են։Դրանք հայտնաբերված են օրգանական միացությունների լայն տեսականիում և կարևոր դեր են խաղում բազմաթիվ կենսաբանական և քիմիական գործընթացներում:Չնայած նրանց նմանությանը, նրանց բնութագրերն ու վարքագիծը բավականին տարբեր են:Եկեք ուսումնասիրենք, թե ինչ են կետոնները և եթերները, ինչպես են դրանք տարբեր, ինչպես են դրանք նման և ինչ են նշանակում քիմիայի և կենսաբանության մեջ:
Կետոնները օրգանական միացությունների դաս են, որոնք պարունակում են կարբոնիլային ֆունկցիոնալ խումբ (C=O) մոլեկուլի մեջտեղում։Կետոններն ունեն երկու ալկիլ կամ արիլ խմբեր՝ կապված կարբոնիլ ածխածնի հետ։Դրանցից ամենապարզը ացետոնն է, որն ունի (CH3)2CO բանաձեւը։Դրանք առաջանում են օրգանիզմում ճարպի քայքայման արդյունքում։Նաև հայտնի է որպես կետոնային մարմիններ, կետոնները քիմիական նյութեր են, որոնք արտադրվում են, երբ ձեր մարմինը սկսում է ածխաջրերի փոխարեն ճարպը քայքայել էներգիա ստանալու համար:
Կետոնները ձևավորվում են լյարդի ճարպաթթուներից և ազատվում արյան մեջ, որտեղ դրանք կարող են օգտագործվել որպես էներգիայի աղբյուր մարմնի բջիջների և օրգանների համար:Երբ մարմինը գտնվում է կետոզի մեջ, այն ապավինում է կետոններին՝ որպես վառելիքի հիմնական աղբյուր, այլ ոչ թե գլյուկոզայի, ինչի պատճառով էլ կետոգեն դիետան վերջին տարիներին այդքան տարածված է դարձել:Այնուամենայնիվ, կետոնները արտադրվում են ոչ միայն ծոմի կամ կետոգեն դիետայի ժամանակ:Նրանք կարող են նաև արտադրվել, երբ մարմինը գտնվում է սթրեսի մեջ, օրինակ՝ ծանր ֆիզիկական վարժությունների ժամանակ, կամ երբ օրգանիզմում ինսուլինի պակաս կա, ինչը կարող է տեղի ունենալ շաքարախտով հիվանդ մարդկանց մոտ:
Կետոզի ժամանակ առաջանում է երեք կետոն՝ ացետոն, ացետոացետատ և բետա-հիդրօքսիբուտիրատ (BHB):Դրանցից ացետոնը մի կետոն է, որը շնչառության միջոցով արտազատվում է մարմնից, որը շնչառության մեջ առաջացնում է մրգային կամ քաղցր հոտ, որը սովորաբար հայտնի է որպես «կետո շունչ»:Սա կարող է նշան լինել, որ ձեր մարմինը մտել է կետոզի վիճակ:Ացետոացետատը՝ մեկ այլ կետոն, արտադրվում է լյարդում և օգտագործվում է մարմնի բջիջների կողմից էներգիա ստանալու համար:Այնուամենայնիվ, այն նաև փոխակերպվում է BHB-ի, որն արյան մեջ կետոնի ամենատարածված տեսակն է ketosis-ի ժամանակ:BHB-ն հեշտությամբ կարող է անցնել արյունաուղեղային պատնեշը, դրանով իսկ էներգիա տալով ուղեղին և կարող է բարելավել մտավոր հստակությունն ու կենտրոնացումը:
Էսթերները օրգանական միացություններ են RCOOR' ֆունկցիոնալությամբ, որտեղ R և R' ցանկացած օրգանական խումբ են:Եթերները ձևավորվում են, երբ կարբոքսիլաթթուները և սպիրտները արձագանքում են թթվային պայմաններում և վերացնում ջրի մոլեկուլը:Դրանք սովորաբար հանդիպում են եթերայուղերի և շատ մրգերի մեջ:Օրինակ, հասած բանանի բույրը գալիս է իզոամիլացետատ կոչվող էսթերից: Էսթերներն ունեն յուրահատուկ հատկություններ, որոնք դրանք արժեքավոր են դարձնում տարբեր ոլորտներում:
1. Օծանելիքներ
Էսթերների ամենատարածված կիրառություններից մեկը բուրմունքների և օծանելիքների մեջ է՝ շնորհիվ նրանց քաղցր, մրգային և հաճելի հոտի, և դրանք նաև օգնում են բարելավել արտադրանքի ընդհանուր բուրմունքը՝ դարձնելով այն ավելի գրավիչ օգտագործողների համար:
2. Սննդի համը
Եթերների յուրահատուկ քիմիական կառուցվածքը թույլ է տալիս նրանց հաղորդել մրգային և ծաղկային բուրմունքներ, ուստի եթերներն օգտագործվում են նաև սննդի արդյունաբերության մեջ, հատկապես բուրավետիչներում:Այն համեմատաբար տարածված է շատ մթերքների մեջ, ներառյալ հրուշակեղենը, հացաբուլկեղենը և խմիչքները:Առօրյա կյանքում եթերներն օգտագործվել են արհեստական բուրմունքների արտադրության մեջ և դարձել են շատ մթերքների հիմնական բաղադրիչները։
3. Պլաստիկ
Որպես պլաստիկացնողներ՝ եթերները պլաստիկն ավելի ճկուն և դիմացկուն են դարձնում:Այսպիսով, եթերներն օգտագործվում են տարբեր պլաստմասսաների արտադրության մեջ, և դրանք նաև օգնում են կանխել պլաստմասսաների փխրունությունը ժամանակի ընթացքում:Սա չափազանց կարևոր է երկարակյաց արտադրանքի համար, ինչպիսիք են ավտոմոբիլային բաղադրիչները կամ բժշկական սարքերը:
4. Լուծիչ
Քանի որ եթերները կարող են լուծարել օրգանական նյութեր, ինչպիսիք են յուղերը, խեժերը և ճարպերը:Հետևաբար, եթերները օգտակար են բազմաթիվ ոլորտներում որպես լուծիչներ այլ նյութերի լուծարման համար։Եթերները լավ լուծիչներ են, ինչը նրանց օգտակար է դարձնում ներկերի, լաքերի և սոսինձների արտադրության մեջ։
Համեմատելով կետոնները և եթերները՝ մենք կարող ենք պարզել, որ կետոնների և էսթերների միջև տարբերությունը հիմնականում հետևյալ ասպեկտներով է.
1. Կետոնների և էսթերների հիմնական տարբերությունը հիմնականում քիմիական կառուցվածքի մեջ է։Կետոնների կարբոնիլ խումբը գտնվում է ածխածնային շղթայի մեջտեղում, իսկ եթերների կարբոնիլ խումբը՝ ածխածնային շղթայի վերջում։Այս կառուցվածքային տարբերությունը հանգեցնում է նրանց ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների տարբերությունների:
●Կետոնները օրգանական միացություններ են, որոնք ունեն կարբոնիլ խումբ, որը բաղկացած է թթվածնի ատոմից, որը կրկնակի կապված է ածխածնի ատոմի հետ, որը գտնվում է ածխածնային շղթայի մեջտեղում:Նրանց քիմիական բանաձևը R-CO-R' է, որտեղ R և R' ալկիլ կամ արիլ են:Կետոնները առաջանում են երկրորդային սպիրտների օքսիդացումից կամ կարբոքսիլաթթուների տրոհումից։Նրանք նաև ենթարկվում են keto-enol tautomerism, ինչը նշանակում է, որ նրանք կարող են գոյություն ունենալ ինչպես կետոնային, այնպես էլ էնոլ ձևերով:Կետոնները սովորաբար օգտագործվում են լուծիչների, պոլիմերային նյութերի և դեղագործական արտադրանքի արտադրության մեջ:
●Էսթերները օրգանական միացություններ են, որոնք ունեն կարբոնիլ խումբ ածխածնային շղթայի վերջում և R խումբ՝ կապված թթվածնի ատոմին։Նրանց քիմիական բանաձևը R-COOR' է, որտեղ R և R' ալկիլ կամ արիլ են:Եթերներն առաջանում են կարբոքսիլաթթուների սպիրտների հետ փոխազդեցությունից՝ կատալիզատորի առկայությամբ։Նրանք ունեն մրգային հոտ և հաճախ օգտագործվում են օծանելիքի, էսենցիաների և պլաստիկացնող նյութերի արտադրության մեջ։
2.Կետոնների և էսթերների միջև առավել ակնհայտ տարբերությունը նրանց եռման կետն է:Կետոնների եռման կետն ավելի բարձր է, քան եթերներինը, քանի որ դրանք ունեն ավելի ուժեղ միջմոլեկուլային ուժեր։Կետոնի կարբոնիլային խումբը կարող է ջրածնային կապեր ձևավորել մոտակայքում գտնվող կետոնի մոլեկուլների հետ, ինչը հանգեցնում է ավելի ուժեղ միջմոլեկուլային ուժերի:Ի հակադրություն, եթերներն ունեն ավելի թույլ միջմոլեկուլային ուժեր R խմբի թթվածնի ատոմների մոտակայքում գտնվող էսթերային մոլեկուլների հետ ջրածնային կապեր ստեղծելու անկարողության պատճառով։
3.Բացի այդ, կետոնների և էսթերների ռեակտիվությունը տարբեր է:Կարբոնիլ խմբի երկու կողմերում երկու ալկիլ կամ արիլ խմբերի առկայության պատճառով կետոններն ավելի ռեակտիվ են, քան եթերները։Այս խմբերը կարող են էլեկտրոններ նվիրաբերել կարբոնիլին՝ դարձնելով այն ավելի ենթակա նուկլեոֆիլային հարձակման։Ի հակադրություն, եթերներն ավելի քիչ ռեակտիվ են՝ թթվածնի ատոմի վրա ալկիլ կամ արիլ խմբի առկայության պատճառով։Այս խումբը կարող է էլեկտրոններ նվիրաբերել թթվածնի ատոմին՝ դարձնելով այն ավելի քիչ խոցելի նուկլեոֆիլային հարձակման համար։
4. Կետոնների և էսթերների տարբեր կառուցվածքների, եռման կետերի և ռեակտիվության շնորհիվ որոշվում են դրանց կիրառման տարբերությունները։Կետոնները հաճախ օգտագործվում են լուծիչների, պոլիմերային նյութերի և դեղամիջոցների արտադրության մեջ, մինչդեռ եթերները հաճախ օգտագործվում են բուրավետիչների, բուրավետիչների և պլաստիկացնող նյութերի արտադրության մեջ:Կետոնները օգտագործվում են նաև որպես վառելիքի հավելումներ բենզինի մեջ, իսկ եթերներն օգտագործվում են որպես քսանյութ մեքենաներում։
Մենք արդեն գիտենք կետոնների և էսթերների մանրամասները, ուստի ո՞րն է տարբերությունը կետոնների, էսթերների և եթերների միջև:
Առաջին հերթին մենք պետք է իմանանք, թե ինչ է եթերը:Եթերը պարունակում է թթվածնի ատոմ, որը կապված է երկու ածխածնի ատոմների հետ:Դրանք միացություն են, որը հայտնի է իր թմրամիջոցներով:Եթերը սովորաբար անգույն է, ավելի քիչ խիտ, քան ջուրը և լավ լուծիչներ են այլ օրգանական միացությունների համար, ինչպիսիք են յուղերը և ճարպերը:Դրանք նաև օգտագործվում են որպես վառելիքի հավելումներ բենզինային շարժիչներում՝ շարժիչների աշխատանքը բարելավելու համար:
Այս երեքի քիմիական կառուցվածքներն ու օգտագործումը հասկանալուց հետո մենք կարող ենք հստակ իմանալ, որ կետոնների, էսթերների և եթերների միջև եղած տարբերությունները ներառում են հետևյալ երկու ասպեկտները.
1. Ամենաուշագրավ տարբերություններից մեկը, որը մենք կարող ենք գտնել կետոնների, էսթերների և եթերների միջև, նրանց ֆունկցիոնալ խմբերն են:Կետոնները պարունակում են կարբոնիլային խմբեր, եթերները պարունակում են էսթեր-COO- կապեր, իսկ եթերները չեն պարունակում որևէ ֆունկցիոնալ խմբեր:Կետոններն ու էսթերները որոշ նմանություններ ունեն քիմիական հատկությունների մեջ։Երկու միացություններն էլ բևեռային են և կարող են ջրածնային կապեր ձևավորել այլ մոլեկուլների հետ, սակայն կետոններում ջրածնային կապերն ավելի ամուր են, քան եթերներում, ինչը հանգեցնում է ավելի բարձր եռման կետի:
2.Մեկ այլ կարևոր տարբերություն այն է, որ երեքն ունեն տարբեր կիրառումներ
(1)Կետոնների ամենատարածված օգտագործումներից մեկը որպես խեժերի, մոմերի և յուղերի լուծիչ է:Դրանք օգտագործվում են նաև նուրբ քիմիկատների, դեղագործական և ագրոքիմիկատների արտադրության մեջ։Կետոններ, ինչպիսիք են ացետոնը, օգտագործվում են պլաստմասսաների, մանրաթելերի և ներկերի արտադրության մեջ:
(2)Էսթերները սովորաբար օգտագործվում են սննդի և կոսմետիկ արդյունաբերության մեջ իրենց հաճելի բույրի և համի համար:Օգտագործվում են նաև որպես լուծիչներ թանաքների, լաքերի և պոլիմերների համար։Էսթերներն օգտագործվում են նաև խեժերի, պլաստիկացնող նյութերի և մակերեսային ակտիվ նյութերի արտադրության մեջ։
(3)Եթերն իր եզակի հատկությունների շնորհիվ ունի օգտագործման լայն շրջանակ:Դրանք, ի թիվս այլոց, օգտագործվում են որպես լուծիչներ, անզգայացուցիչներ և մակերեսային ակտիվ նյութեր:Գյուղատնտեսական արդյունաբերության մեջ դրանք օգտագործվում են որպես ֆումիգանտներ՝ պահպանված մշակաբույսերը վնասատուներից և սնկային վարակներից պաշտպանելու համար:Եթերն օգտագործվում է նաև էպոքսիդային խեժերի, սոսինձների և երեսպատման նյութերի արտադրության մեջ:
Կետոնները և էսթերները լայն կիրառություն ունեն օրգանական քիմիայում և հանդիսանում են բազմաթիվ արդյունաբերական գործընթացների կառուցման բլոկներ։Օրինակ, կետոնները օգտագործվում են որպես լուծիչներ, դեղագործական և պոլիմերների արտադրության մեջ։Էսթերները, մյուս կողմից, օգտագործվում են օծանելիքի և կոսմետիկ արդյունաբերության մեջ, որպես բուրավետիչներ սննդի արդյունաբերության մեջ, որպես լուծիչներ, ինչպես նաև ներկերի և ծածկույթների մեջ:
Հրապարակման ժամանակը՝ հունիս-14-2023
