菖蒲
酯,這個(gè)名稱對大家來說,也許有點(diǎn)陌生,可它卻是自然界中形態(tài)最多樣、應(yīng)用最廣泛的一類物質(zhì)。無論植物、動(dòng)物,還是人類都離不開酯。讓我們一起去生活中找找它吧!
酒香何處來
我國農(nóng)村有種風(fēng)俗,誰家遇上喜慶吉事,總愛拿出幾壇陳年好酒,招待親友。這些酒都是幾年前就釀好埋入地下的,一開壇,香氣四溢,令人心醉。雖然小讀者還不能喝酒,但我可以偷偷告訴你,酒味也是非常醇厚美妙的。
然而,讓很多人想不到的是,這些酒在剛釀成時(shí),味道既酸又澀,很不好喝。這是因?yàn)?,新釀的酒除了含有一定量的乙醇,還含有甲醇、丙醇、J醇等雜醇和甲酸、酒石酸等雜酸。不僅如此,這種酒還常常含有糠醛、乙醛等一些醛類物質(zhì)。這些物質(zhì)都會(huì)大大刺激喉嚨,使喉嚨發(fā)干、難受。因此新釀成的酒既不醇也不香,不僅不好喝,還有損健康。
好在,人們懂得,如果把新釀好的酒放入陶制的酒壇,埋入地下,隔一段時(shí)間,情況就不同了。土壤中的一些細(xì)菌可以通過多孔的陶器進(jìn)入酒中,促使其中的醛類發(fā)生氧化,變成羧酸類物質(zhì),這種物質(zhì)又會(huì)在細(xì)菌的催化作用下,與酒中的乙醇反應(yīng),產(chǎn)生具有芳香氣味的酯。
酸頭醇尾組成酯
酯的形成相當(dāng)緩慢,因此,一般新釀好的酒都需要放置一段時(shí)間,使酯的形成也就是酯化充分一些,這個(gè)過程被稱為酒的陳化。陳化時(shí)間越長,酒中雜類物質(zhì)去除越多,酯的含量也就越高。人們平時(shí)常說“酒越陳越香”,就是這個(gè)道理。
在古代,人們只知酒經(jīng)過久藏會(huì)增加香味,并不了解變香的道理。真正了解酯的形成及其化學(xué)結(jié)構(gòu),還是近兩百年的事。1782年,瑞典青年藥劑師卡爾.杜勒發(fā)現(xiàn)醋酸與乙醇一起加熱蒸餾會(huì)產(chǎn)生一種具有香味的物質(zhì)。他又用另外幾種有機(jī)酸與醇類反應(yīng),結(jié)果都出現(xiàn)了香氣撲鼻的物質(zhì)。從此,人們開始在實(shí)驗(yàn)室里專門制造生產(chǎn)各種有香味的物質(zhì)酯。
20世紀(jì)三十年代,科學(xué)家終于弄清了酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)。原來,在酯化反應(yīng)中,羧酸脫去了一個(gè)羥基(由氫氧原子組成的原子團(tuán))而醇只是脫去了羥基上的一個(gè)氫原子。脫下來的一個(gè)羥基和一個(gè)氫原子,會(huì)生成一個(gè)水分子,而羧酸和醇當(dāng)中剩余的部分,就連在一起形成了酯。
酯的組成可看成是酸的“頭和醇的尾結(jié)合而成的,因此,酯的命名也就相當(dāng)方便了,只要把其中酸和醇的名稱加在一起就行了。例如,乙酸乙酯就是由乙酸的“頭”和乙醇的“尾”組成的;反過來說,丙酸和丁醇如果發(fā)生酯化反應(yīng),它們的產(chǎn)物一定就是丙酸丁酯和水。
植物生生不息
走進(jìn)花園,盛開的鮮花散發(fā)出濃郁的芳香,令人心曠神怡?;▋簽槭裁催@么香呢?原來花兒中也含有酯。
我們可以做一個(gè)實(shí)驗(yàn),摘下一些鮮花,把花朵浸在乙醇或苯的有機(jī)溶劑中。過一段時(shí)間,再把它們放入蒸餾瓶中蒸餾,就可以得到一小瓶香氣撲鼻的油狀液體,這就是酯的溶液。因此,有人把花中的酯稱作“香水瓶”因?yàn)樗鼤r(shí)刻散發(fā)著誘人的香味。
“香水瓶”一般為低級(jí)酯,沸點(diǎn)低,揮發(fā)性很強(qiáng)。當(dāng)鮮花盛開之際,香味吸引蜜蜂、蝴蝶來采蜜、傳粉。不多時(shí),花粉傳好了,“香水瓶”也揮發(fā)得差不多了。這時(shí),花就要開始凋謝了。
同樣,許多瓜果成熟后,也會(huì)產(chǎn)生瓜果系列的“香水瓶”。鳥類、獸類吃了這些瓜果后,果核和籽往往會(huì)隨著動(dòng)物的糞便,被帶到其他地方,于是,新的地方又開始長出新的瓜果。
植物就是通過這樣的方法,依靠酯類的香味,完成自身的繁衍生息,傳宗接代。所以,科學(xué)家們很重視酯的作用,把它看成是生物鏈中重要的一環(huán)。
昆蟲的盔甲與皮靴
許多昆蟲都有一副堅(jiān)硬而漂亮的外殼,好像穿上了一副“盔甲”。有了這層殼,昆蟲就不怕水淹,還能抵御敵害。昆蟲的這一副“盔甲”里含有大量的蠟質(zhì)。蠟實(shí)際上也是一種酯,由許多高級(jí)脂肪酸和一元醇組成,常溫下往往是固態(tài),滴水不沾,成為昆蟲的保護(hù)層。
蜜蜂就是用蜂蠟建造蜂房的,它們在里面產(chǎn)卵,孵化后代,保證了小蜜蜂在各自的蜂房里安全成長。蒼蠅則巧妙地在自己的毛腿尖處分泌一些中性酯類物質(zhì),為自己的六只腳都套上“防滑靴”。不知你注意過沒有,蒼蠅在玻璃窗上行動(dòng)自如停住時(shí),就如釘子釘在上面,爬行時(shí),又迅速異常,真像一個(gè)天才雜技演員。這其實(shí)就得益于酯。
有些昆蟲的酯對人類很有益處,如蜂蠟、白蠟和蟲膠等,都有極大的應(yīng)用價(jià)值。但是,蒼蠅是害蟲,對付它的方法是殺蟲劑。不過,有些水溶性殺蟲劑往往受到蒼蠅腿部酯類的“擋駕無法奏效。因此,目前使用的殺蟲劑都用苯、二甲苯等有機(jī)溶劑配制。這樣,害蟲的蠟質(zhì)“盔甲”便被溶解了。
人體內(nèi)的能源
脂肪是人類食物的三大要素之一,它是由脂肪酸和丙三醇(甘油)組成的一種較高級(jí)的酯。脂肪分子中的碳、氫含量比糖類或蛋白質(zhì)分子中都高,氧化時(shí)能產(chǎn)生較多的熱量,所以人們都把脂肪看作是人體內(nèi)的主要能源之一。
在極其寒冷的地方,如果一個(gè)人主要吃肉餅,另一個(gè)人主要吃餅干,會(huì)怎么樣呢?幾個(gè)星期后,很有可能吃肉餅的人健康狀況良好,而吃餅干的人一由于餅干中主要是含熱量較低的糖類——健康狀況大受影響,一再受到凍傷。顯而易見,多吃脂肪不怕冷”這句話是千真萬確的。
對于動(dòng)物來說,脂肪就更重要了。比如,駱駝背上的駝峰就是貯存較多脂肪的地方,由于脂肪氧化時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多水,因此駱駝能在沙漠中長途跋涉,忍饑耐渴。北極地區(qū)有一種愛斯基摩犬,體內(nèi)也存有較多脂肪,它們不僅耐嚴(yán)寒,而且還能在冰天雪地里拉雪橇跑很長的路呢。
自然界的酯,多種多樣,用途也是千千萬萬,舉不勝舉。從制皂工業(yè)用的油脂到紡織工業(yè)的原料,從食品工業(yè)的奶制品到醫(yī)藥工業(yè)大量使用的甘油,哪一樣都少不了酯。感興趣的小讀者,一定要記住這個(gè)字,今后大家還會(huì)經(jīng)常跟它打交道呢。