菖蒲



酯,這個名稱對大家來說,也許有點陌生,可它卻是自然界中形態最多樣、應用最廣泛的一類物質。無論植物、動物,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
我國農村有種風俗,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,味道既酸又澀,很不好喝。這是因為,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。這些物質都會大大刺激喉嚨,使喉嚨發干、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,隔一段時間,情況就不同了。土壤中的一些細菌可以通過多孔的陶器進入酒中,促使其中的醛類發生氧化,變成羧酸類物質,這種物質又會在細菌的催化作用下,與酒中的乙醇反應,產生具有芳香氣味的酯。
酸頭醇尾組成酯
酯的形成相當緩慢,因此,一般新釀好的酒都需要放置一段時間,使酯的形成也就是酯化充分一些,這個過程被稱為酒的陳化。陳化時間越長,酒中雜類物質去除越多,酯的含量也就越高。人們平時常說“酒越陳越香”,就是這個道理。
在古代,人們只知酒經過久藏會增加香味,并不了解變香的道理。真正了解酯的形成及其化學結構,還是近兩百年的事。1782年,瑞典青年藥劑師卡爾.杜勒發現醋酸與乙醇一起加熱蒸餾會產生一種具有香味的物質。他又用另外幾種有機酸與醇類反應,結果都出現了香氣撲鼻的物質。從此,人們開始在實驗室里專門制造生產各種有香味的物質酯。
20世紀三十年代,科學家終于弄清了酯的化學結構。原來,在酯化反應中,羧酸脫去了一個羥基(由氫氧原子組成的原子團)而醇只是脫去了羥基上的一個氫原子。脫下來的一個羥基和一個氫原子,會生成一個水分子,而羧酸和醇當中剩余的部分,就連在一起形成了酯。
酯的組成可看成是酸的“頭和醇的尾結合而成的,因此,酯的命名也就相當方便了,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,丙酸和丁醇如果發生酯化反應,它們的產物一定就是丙酸丁酯和水。
植物生生不息
走進花園,盛開的鮮花散發出濃郁的芳香,令人心曠神怡。花兒為什么這么香呢?原來花兒中也含有酯。
我們可以做一個實驗,摘下一些鮮花,把花朵浸在乙醇或苯的有機溶劑中。過一段時間,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”因為它時刻散發著誘人的香味。
“香水瓶”一般為低級酯,沸點低,揮發性很強。當鮮花盛開之際,香味吸引蜜蜂、蝴蝶來采蜜、傳粉。不多時,花粉傳好了,“香水瓶”也揮發得差不多了。這時,花就要開始凋謝了。
同樣,許多瓜果成熟后,也會產生瓜果系列的“香水瓶”。鳥類、獸類吃了這些瓜果后,果核和籽往往會隨著動物的糞便,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,科學家們很重視酯的作用,把它看成是生物鏈中重要的一環。
昆蟲的盔甲與皮靴
許多昆蟲都有一副堅硬而漂亮的外殼,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。蠟實際上也是一種酯,由許多高級脂肪酸和一元醇組成,常溫下往往是固態,滴水不沾,成為昆蟲的保護層。
蜜蜂就是用蜂蠟建造蜂房的,它們在里面產卵,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,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自如停住時,就如釘子釘在上面,爬行時,又迅速異常,真像一個天才雜技演員。這其實就得益于酯。
有些昆蟲的酯對人類很有益處,如蜂蠟、白蠟和蟲膠等,都有極大的應用價值。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、二甲苯等有機溶劑配制。這樣,害蟲的蠟質“盔甲”便被溶解了。
人體內的能源
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)組成的一種較高級的酯。脂肪分子中的碳、氫含量比糖類或蛋白質分子中都高,氧化時能產生較多的熱量,所以人們都把脂肪看作是人體內的主要能源之一。
在極其寒冷的地方,如果一個人主要吃肉餅,另一個人主要吃餅干,會怎么樣呢?幾個星期后,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,由于脂肪氧化時會產生較多水,因此駱駝能在沙漠中長途跋涉,忍饑耐渴。北極地區有一種愛斯基摩犬,體內也存有較多脂肪,它們不僅耐嚴寒,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。從制皂工業用的油脂到紡織工業的原料,從食品工業的奶制品到醫藥工業大量使用的甘油,哪一樣都少不了酯。感興趣的小讀者,一定要記住這個字,今后大家還會經常跟它打交道呢。