एक एस्टर बांड एक शराब समूह (-OH) और एक कार्बोक्जिलिक एसिड समूह (-COOH), एक पानी के अणु के उन्मूलन द्वारा गठित के बीच बंधन के रूप में परिभाषित किया गया है (एच 2 ओ) (Futura-विज्ञान,, एस एफ)।
एथिल एसीटेट की संरचना चित्र 1 में दिखाई गई है। एस्टर बॉन्ड वह एकल बांड है जो कार्बोक्जिलिक एसिड के ऑक्सीजन और इथेनॉल के कार्बन के बीच बनता है।
चित्रा 1: एथिल एसीटेट की संरचना।
R-COOH + R'-OH → R-COO-R '+ H 2 O
आकृति में, नीला भाग इथेनॉल से आने वाले यौगिक के भाग से मेल खाता है और पीला भाग एसिटिक एसिड से मेल खाता है। एस्टर बांड लाल सर्कल में चिह्नित है।
एस्टर बांड के हाइड्रोलिसिस
एस्टर बांड की प्रकृति को थोड़ा बेहतर समझने के लिए, इन यौगिकों के हाइड्रोलिसिस की प्रतिक्रिया तंत्र को समझाया गया है। एस्टर बॉन्ड अपेक्षाकृत कमजोर है। एक अम्लीय या बुनियादी माध्यम में, यह क्रमशः अल्कोहल और कार्बोक्जिलिक एसिड बनाने के लिए हाइड्रोलाइज करता है। एस्टर के हाइड्रोलिसिस की प्रतिक्रिया तंत्र का अच्छी तरह से अध्ययन किया जाता है।
बुनियादी माध्यम में, न्यूक्लियोफिलिक हाइड्रॉक्साइड्स पहले सी = ओ एस्टर के इलेक्ट्रोफिलिक सी पर हमला करते हैं, breaking बंधन को तोड़ते हैं और टेट्राहेड्रल मध्यवर्ती बनाते हैं।
फिर मध्यवर्ती ढह जाता है, सी = ओ में सुधार होता है, जिसके परिणामस्वरूप छोड़ने वाले समूह का नुकसान होता है, एल्कोक्साइड, आरओ-, जो कार्बोक्जिलिक एसिड की ओर जाता है।
अंत में, एक एसिड / बेस प्रतिक्रिया एक बहुत तेजी से संतुलन है जहां एल्कोऑक्साइड, आरओ- एक आधार के रूप में कार्य करता है जो कि कार्बोक्जिलिक एसिड, आरसीओ 2 एच, (एक एसिड उपचार प्रतिक्रिया से प्राप्त करने के लिए कार्बोक्जिलिक एसिड को प्राप्त करने की अनुमति देगा) है।
चित्र 2: एक बुनियादी माध्यम में एस्टर बांड के हाइड्रोलिसिस।
एक एसिड माध्यम में एस्टर बांड के हाइड्रोलिसिस का तंत्र थोड़ा अधिक जटिल है। एक एसिड / बेस प्रतिक्रिया पहले होती है, क्योंकि आपके पास केवल एक कमजोर न्यूक्लियोफाइल और एक खराब इलेक्ट्रोफाइल है जो आपको एस्टर को सक्रिय करने की आवश्यकता है।
कार्बोनिल एस्टर का प्रोटॉन इसे अधिक इलेक्ट्रोफिलिक बनाता है। दूसरे चरण में, पानी में ऑक्सीजन सी = ओ पर इलेक्ट्रोफिलिक सी पर हमला करके न्यूक्लियोफाइल के रूप में कार्य करता है, इलेक्ट्रॉनों के साथ हाइड्रोनियम आयन की ओर बढ़ता है, टेट्राहेड्रल मध्यवर्ती बनाता है।
तीसरे चरण में, एक एसिड / बेस प्रतिक्रिया होती है, जो पानी के अणु से आए ऑक्सीजन को चार्ज को बेअसर करने के लिए डिप्रोटेट करती है।
चौथे चरण में, एक और एसिड / बेस प्रतिक्रिया होती है। आपको -OCH3 को बाहर निकालने की आवश्यकता है, लेकिन आपको प्रोटॉन द्वारा इसे एक अच्छा छोड़ने वाला समूह बनाने की आवश्यकता है।
पांचवें चरण में, वे एक आसन्न ऑक्सीजन से इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करते हैं, जो कि छोड़ने वाले समूह को "पुश आउट" करने में मदद करते हैं, एक तटस्थ अल्कोहल अणु का उत्पादन करते हैं।
अंतिम चरण में एक एसिड / बेस प्रतिक्रिया होती है। हाइड्रोनियम आयन के अवक्षेपण से कार्बोक्जिलिक एसिड उत्पाद में C = O कार्बोनिल का पता चलता है और एसिड उत्प्रेरक (डॉ। इयान हंट, एसएफ) को पुन: उत्पन्न करता है।
एस्टर प्रकार
कार्बोनिक एस्टर
इस प्रकार के यौगिक में कार्बोनिक एस्टर सबसे आम हैं। पहले कार्बोनिक एस्टर एथिल एसीटेट था या जिसे इथाइल एथानोएट भी कहा जाता था। पूर्व में इस यौगिक को सिरका ईथर के रूप में जाना जाता था, जिसका जर्मन में नाम Essig-whosether है जिसका संकुचन इस प्रकार के यौगिक के नाम से लिया गया था।
एस्टर प्रकृति में पाए जाते हैं और उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। कई एस्टर में विशिष्ट फल गंध होते हैं, और कई स्वाभाविक रूप से पौधों के आवश्यक तेलों में मौजूद होते हैं। इसके कारण कृत्रिम गंध और सुगंध में इसका सामान्य उपयोग हुआ है जब बदबू आने की कोशिश की जाती है।
कई बिलियन किलोग्राम पॉलीस्टरों का उत्पादन औद्योगिक रूप से प्रतिवर्ष किया जाता है, जैसे कि वे महत्वपूर्ण उत्पाद हैं; पॉलीइथिलीन टेरेफ्थेलेट, एक्रिलाट एस्टर और सेलुलोज एसीटेट।
कार्बोक्जिलिक एस्टर का एस्टर बॉन्ड जीवित जीवों में ट्राइग्लिसराइड्स के गठन के लिए जिम्मेदार है।
ट्राइग्लिसराइड्स सभी कोशिकाओं में पाए जाते हैं, लेकिन मुख्य रूप से वसा ऊतक में, वे मुख्य ऊर्जा आरक्षित हैं जो शरीर के पास हैं। Triacylglycerides (TAGs) ग्लिसरॉल अणु हैं जो एस्टर बांड के माध्यम से तीन फैटी एसिड से जुड़े होते हैं। TAG में मौजूद फैटी एसिड मुख्य रूप से संतृप्त होते हैं (विल्कोस, 2013)।
चित्रा 3: ग्लिसरॉल द्वारा गठित ट्राइग्लिसराइड और एक एस्टर बांड द्वारा जुड़े तीन फैटी एसिड।
Triacylglycerides (ट्राइग्लिसराइड्स) को व्यावहारिक रूप से सभी कोशिकाओं में संश्लेषित किया जाता है। टीएजी के संश्लेषण के लिए मुख्य ऊतक छोटी आंत, यकृत और एडिपोसाइट्स हैं। आंत और एडिपोसाइट्स को छोड़कर, टीएजी संश्लेषण ग्लिसरॉल से शुरू होता है।
ग्लिसरॉल को ग्लिसरॉल किनेज के साथ पहले फॉस्फोराइलेट किया जाता है और फिर सक्रिय फैटी एसिड (फैटी एसाइल-कोएज़) फॉस्फेटिडिक-एसिड फैटी एसिड के अतिरिक्त के लिए सब्सट्रेट के रूप में काम करता है। फॉस्फेट समूह को हटा दिया जाता है और अंतिम फैटी एसिड जोड़ा जाता है।
चित्रा 4: ग्लिसरॉल 3 फॉस्फेट का एस्टरिफिकेशन फॉस्फेटिडिक एसिड बनाता है।
छोटी आंत में, डायटरी टीएजी को एंटरोसाइट्स से आगे निकलने के लिए फैटी एसिड और मोनोसेक्ग्लिसराइड्स (एमएजी) छोड़ने के लिए हाइड्रोलाइज किया जाता है। एंटरोसाइट मैग्ज एक दो-चरण प्रक्रिया में एसिलेशन के लिए सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है जो टीएजी का उत्पादन करता है।
वसा ऊतक के भीतर ग्लिसरॉल काइनेज की कोई अभिव्यक्ति नहीं है, इसलिए इस ऊतक में टीएजी के लिए बिल्डिंग ब्लॉक ग्लाइकोलाइटिक इंटरमीडिएट, डायहाइड्रोक्सीसिटोन फॉस्फेट, डीएचएपी है।
डीएचएपी को साइटोसोलिक ग्लिसरॉल-3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा ग्लिसरॉल-3-फॉस्फेट के लिए कम किया जाता है और शेष टीएजी संश्लेषण प्रतिक्रिया अन्य सभी ऊतकों के लिए समान होती है।
फॉस्फोरिक एस्टर
फॉस्फोरिक एस्टर एक अल्कोहल और फॉस्फोरिक एसिड के बीच एस्टर बॉन्ड के निर्माण से उत्पन्न होते हैं। एसिड की संरचना को देखते हुए, ये एस्टर मोनो, डि और ट्रिसुबस्टिक्टेड हो सकते हैं।
चित्रा 5: फॉस्फोरिक एसिड त्रिक की संरचना।
इस प्रकार के एस्टर बॉन्ड फॉस्फोलिपिड्स, एटीपी, डीएनए और आरएनए जैसे यौगिकों में पाए जाते हैं।
फॉस्फोलिपिड्स एक अल्कोहल और फॉस्फेटिडिक एसिड फॉस्फेट (1,2-डायसेलिग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट) के बीच एस्टर बांड के गठन द्वारा संश्लेषित होते हैं। अधिकांश फॉस्फोलिपिड्स में सी -1 पर संतृप्त वसा अम्ल और ग्लिसरॉल बैकबोन के सी -2 पर एक असंतृप्त वसा अम्ल होता है।
सबसे अधिक जोड़ी जाने वाली अल्कोहल (सेरीन, इथेनॉलमाइन, और कोलीन) में भी नाइट्रोजन होता है जिसे सकारात्मक रूप से चार्ज किया जा सकता है, जबकि ग्लिसरॉल और इनोसिटोल नहीं होता है (राजा, 2017)।
चित्रा 6: एक फॉस्फोलिपिड की संरचना। एस्टर बांड लाल सर्कल में चिह्नित है।
एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) एक अणु है जो सेल में ऊर्जा की मुद्रा के रूप में उपयोग किया जाता है। यह अणु तीन फॉस्फेट समूहों (आंकड़ा 8) के साथ रिबोस अणु से जुड़ा एक एडेनिन अणु से बना है।
चित्र 7: एटीपी अणु। एस्टर बांड लाल सर्कल में चिह्नित है।
अणु के तीन फॉस्फेट समूहों को गामा (,), बीटा (osphate) और अल्फा (α) कहा जाता है, जो बाद में राइबोज के C-5 हाइड्रॉक्सिल समूह को एस्टरलाइज़ करता है।
राइबोस और α-फॉस्फोरिल समूह के बीच का बंधन एक फॉस्फोस्टर बॉन्ड होता है क्योंकि इसमें कार्बन परमाणु और फॉस्फोरस परमाणु शामिल होता है, जबकि एटीपी में β- और ory-फॉस्फोरिल समूह फॉस्फोएनहाइड्राइड बॉन्ड से जुड़े होते हैं जिसमें कार्बन परमाणु शामिल नहीं होते हैं। ।
सभी फॉस्फोनिहाइड्रो में काफी रासायनिक क्षमता है, और एटीपी कोई अपवाद नहीं है। इस संभावित ऊर्जा का उपयोग सीधे जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं (एटीपी, 2011) में किया जा सकता है।
एक फॉस्फोडिएस्टर बॉन्ड एक सहसंयोजक बंधन है जिसमें एक फॉस्फेट समूह आसन्न बॉन्ड के माध्यम से आसन्न कार्बन से जुड़ा होता है। बांड दो चीनी समूहों के एक हाइड्रॉक्सिल समूह और एक फॉस्फेट समूह के बीच संक्षेपण प्रतिक्रिया का परिणाम है।
फॉस्फोरिक एसिड और डीएनए में दो चीनी अणुओं के बीच डायस्टर बॉन्ड, ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड पॉलिमर बनाने के लिए दो न्यूक्लियोटाइड को एक साथ जोड़ता है। फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड डीएनए और आरएनए में एक 3 'कार्बन को 5' कार्बन से जोड़ता है।
(बेस 1) - (राइबोस) -OH + HO-P (O) 2-O- (राइबोज) - (बेस 2)
(बेस 1) - (राइबोस) - ओ - पी (ओ) 2 - ओ- (राइबोज) - (बेस 2) एच / ओ (O)
दो अन्य अणुओं में हाइड्रॉक्सिल समूह के साथ फॉस्फोरिक एसिड में हाइड्रॉक्सिल समूहों में से दो की प्रतिक्रिया के दौरान, फॉस्फोडाइस्टर समूह में दो एस्टर बॉन्ड बनते हैं। एक संक्षेपण प्रतिक्रिया जिसमें पानी का एक अणु खो जाता है, प्रत्येक एस्टर बंधन उत्पन्न करता है।
न्यूक्लिक एसिड बनाने के लिए न्यूक्लियोटाइड के पोलीमराइजेशन के दौरान, फॉस्फेट समूह के हाइड्रॉक्सिल समूह एक न्यूक्लियोटाइड के चीनी के 3 nucle कार्बन को एक अन्य न्यूक्लियोटाइड के फॉस्फेट को एस्टर बॉन्ड बनाने के लिए जोड़ते हैं।
प्रतिक्रिया एक फॉस्फोडाइस्टर बांड बनाती है और एक पानी के अणु (फॉस्फोडिएस्टेरर बांड गठन, एसएफ) को हटा देती है।
सल्फ्यूरिक एस्टर
सल्फ्यूरिक एस्टर या थायोस्टर कार्यात्मक समूह आरएस-सीओ-आर 'के साथ यौगिक हैं। वे एक कार्बोक्जिलिक एसिड और एक थिओल के बीच या सल्फ्यूरिक एसिड (ब्लॉक, 2016) के बीच एस्टेरिफिकेशन के उत्पाद हैं।
चित्र 8: एक थिएस्टर की सामान्य संरचना। एस्टर बांड लाल सर्कल में चिह्नित है।
जैव रसायन विज्ञान में, सबसे अच्छा ज्ञात थायोस्टर कोएन्ज़ाइम ए का डेरिवेटिव है, उदाहरण के लिए, एसिटाइल-सीओए।
एसिटाइल कोएंजाइम ए या एसिटाइल-सीओए (चित्र 8) एक अणु है जो कई जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है। यह लिपिड, प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट के चयापचय में एक केंद्रीय अणु है।
इसका मुख्य कार्य एसिटाइल समूह को साइट्रिक एसिड चक्र (क्रेब्स चक्र) में पहुंचाना है ताकि ऊर्जा उत्पादन के लिए ऑक्सीकरण किया जा सके। यह फैटी एसिड के संश्लेषण के लिए अग्रदूत अणु भी है और कुछ अमीनो एसिड के क्षरण का एक उत्पाद है।
चित्रा 9: एसिटाइल सीओए की संरचना।
ऊपर वर्णित सीओए-सक्रिय फैटी एसिड मांसपेशी कोशिका के भीतर उत्पन्न होने वाले थायोस्टर के अन्य उदाहरण हैं। फैटी एसिड-सीओए थायोस्टर का ऑक्सीकरण वास्तव में असतत पुटकीय निकायों में होता है जिसे माइटोकॉन्ड्रिया (थॉम्पसन, 2015) कहा जाता है।
संदर्भ
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