Ésteres

Definição

Ésteres são compostos orgânicos ou inorgânicos derivados dos ácidos carboxílicos pela substituição dos hidrogênios ionizáveis do ácido por radicais orgânicos. Inclui nesse grupo os flavorizantes, lipídios e as ceras.

                   Ácido carboxílico         Saída do hidrogênio                 Radical éster

A Classificação Dos Ésteres

Classificação em Essências de Frutas, (flavorizantes) Lipídios e Ceras

Os Ésteres Como Flavorizantes

Na indústria, ou na produção artesanal caseira, os ésteres são usados para dar aroma ou seja; para dar cheiro (flavor) a doces em geral, balas, confetes, goma de mascar, bebidas, sucos artificiais já preparados ou em pó etc. Essas substâncias ativam os órgãos sensores da percepção olfativa nasais, responsáveis pelo reconhecimento dos aromas. 

Exemplos de Flavorizantes

Acetato de benzila 
     

        

O acetato de benzila serve como sabor artificial ou essências de cereja, abricô, pêssego e morango.

Benzoato de metila - Essência flavorizante de kiwi.

Etanoato de Isobutila - Essência flavorizante de maçã.

Obs: em alguns casos, substâncias químicas diferentes podem produzir o mesmo tipo essência.

Acetato de Etila, ou Veleriato de Isoamila – Essência flavorizante de maçã
    

Acetato de metilpropila - Essência flavorizante de morango

Acetato de Pentila ou acetato de Isopentila – Essência flavorizante de banana

Acetato de Isopentila - essência de Banana

Acetato do Octila – Essência flavorizante de laranja

Butanoato de butila – Essência flavorizante de damasco

Butanoato de Etila – Essência Flavorizante de Abacaxi.

Butanoato de Etila

Butanoato de Butila - Essência Flavorizante de Morango

Formato de isobutila – essência Flavorizante de framboesa.
Butanoato de etila

 Heptanoato de etila – Flavorizante de vinho

Nonilato de etila - Essência flavorizante de rosa

Antranilato de metila – Essência flavorizante de uvas.

                    Antranilato de metila

Nonilato de Etila

O nolilato de etila é utilizado como essência ou aroma de rosa.

Uso dos Flavorizantes

Uso do Benzoato de metila
      

O benzoato de metila que aparece como flavorizantes de alguns  é utilizado na industria da perfumaria e também na industria de pesticidas  na preparação de corantes, de outros flavorizantes, de plastificantes, solventes, na preparação de agroquímicos, de biomarcadores de crescimento de fungos e em fármacos em geral.

Ácidos Graxos - Esteres.

Ácidos Graxos - Precursores dos Lipídios

Os ácidos graxos aparecem na natureza nos óleos e gorduras vegetais e animais. São formados a partir da reação de ácidos carboxílicos de cadeia carbônica longa com o glicerol.

As estruturas das cadeias carbônicas dessas substâncias, são lineares, longas com o grupo funcional éster na extremidade.

São classificados de acordo com o tamanho da cadeia carbônica em: ácidos graxos saturados, insaturados, e essenciais (os polinsaturados).

Exemplos de Ácidos Graxos
       

Ácido Mirístico

Ácido mirístico o mesmo que tetradecanóico, possui cadeia carbônica de 14 carbonos, é  um éster saturado. Pode ser encontrado na nóz moscada, no óleo de palma (dendê), no espermacete, substância cerosa, de cor leitosa presente numa cavidade localizada na cabeça da baleia cachalote, está presente na manteiga, na semente de ucuúba uma planta da amazônia, no leite numa proporção de 8 a 12%, no óleo de coco,  da carnaúba ou babaçu,  planta nativa do Norte do Brasil, no seu fruto ou coco que é colhido por colheita extrativista. É um dos ácidos graxos usado na industria alimentícia, no entanto sua ingestão acima de certo limite promove o aumento do triglicérides e do colesterol no sangue. 

Ácido palmítico

O ácido palmítico (C16H32O2) é um ácido carboxílico que se torna um ácido graxo por ter a cadeia carbônica longa, de 16 carbonos.

Ácido palmítico – Ácido hexadecanóico 

O ácido palmítico  descoberto pelo químico francês Michel Eugene Chevreu que pesquisou os ácidos graxos da manteiga e da palmeira do dendê. A palmeira de origem Africana, encontrada na Guiné, Senegal e Angola, trazida para o Brasil se adaptou muito bem na Costa do Nordeste. O ácido palmítico está contido no óleo do caroço dessa palmeira, sendo um dos vegetais que o contém em grande quantidade, com mais ou menos a proporção de 44% dos componentes totais do óleo, que é chamado também de dendê. O ácido palmítico, além de ser encontrado nessa palmeira (Elaeis guianeensis) também é encontrado em vários outros vegetais como amendoim (Arachis hypogaea L), soja, milho, girassol, principalmente na semente, geralmente na forma de triglicerídio, é encontrado também nos animais aquáticos. Aparece nos animais, na gordura, especialmente no leite de bovinos, na manteiga e carne . Esse ácido é orgânico e saturado, entra na composição da estrutura de muitas gorduras saturadas como por exemplo; na banha extraída de animais. O ácido palmítico possui sua estrutura molecular, a cadeia carbônica com 16 átomos desse elemento químico.

Ácido oléico - Omega 9

É um ácido graxo insaturado, ou mais precisamente; mono insaturado por ter uma única dupla ligação entre os carbonos 9 e 10 da cadeia de 18. O ácido oléico (ômega 9) ácido (9Z)-9-octadecenóico, é encontrado no óleo de oliveira, aproximadamente 80%, de sua constituição. No óleo de palma, na semente de uva, amendoim que possui alta concentração desse ácido, em amendoas, castanhas, avelãs, no óleo de canola, girassol, pistache e macadâmia. 

Ácido esteárico

Ácido octadecanóico, é um ácido saturado de 18 carbonos, encontrado na gordura da carne bovina, suína caprina, de 9 a 12%, e de aves de 6 a 7 %. Nos óleos de cozinha se encontra numa proporção de 2 a 4%.  No óleo de soja por exemplo, se encontra numa porcentagem aproximada de 3,8 % e no óleo de milho 1,8%.

Ácidos Graxos Saturados

Ácidos Graxos Insaturados 

Ácidos Graxos poliinsaturados ou Essenciais

Ácido alfa-linolênico - Omega 3

O ácido ômega 3 possui a dupla ligação posicionada no carbono 3 da extremidade oposta ao grupo carboxílico. Esse ácido graxo pertence ao grupo dos polinsaturados por possuir mais de uma dupla ligação entre os carbonos da cadeia.

Ácido araquidônico - ácido eicosatetraenóico

Na forma de isômero cis, as quatro ligações duplas desse ácido estão localizadas nos carbonos denominados de cis-5-cis-8-cis-11-cis14. Observe que começa-se a contar os carbonos a partir da extremidade da cadeia em que está localizada a carboxila.

O ácido araquidônico é o ácido omega 6, esse ácido graxo é um dos ácidos essenciais e pode ser encontrado no óleo de girassol, milho, soja, algodão e amendoim. 

Ácido araquidônico

Ácido behênico

Ácido behênico

O ácido behênico é um ácido graxo saturado,  está no óleo de cozinha, da semente de pracaxi em grande concentração, árvore da Amazônia que possui poder terapêutico sobre úlceras e picadas de cobras. No óleo da semente de Platymiscium floribundum Vogel (sacambu), jacarandá-do-litoral, árvore nativa da mata Atlântica do Estado de São Paulo, Rio de Janeiro e Rio Grande do Sul,  na proporção de 5,2 %, no óleo de milho, aparece em traços, no óleo de girassol, traços no azeite de oliva, na margarina 0,5%. No mercado esse  ácido pode ser encontrado em embalagens de diversos tamanhos e pesos, no entanto é comercializado em grandes quantidades ( toneladas).
     

Os Esteres Como Lipídios
 

A Origem Dos Óleos  

A maior parte dos triglicerídios ou óleos originam-se de vegetais, como por exemplo; do caroço de algodão, amendoim, oliva, milho, girassol, dendê, óleo de canola etc. Geralmente apresentam grau de insaturação elevado. Há exceções como o óleo de coco e da manteiga que são quase saturados.

Flores de girassol (Helianthus annuus) obtém-se óleo de sua semente que utilizado na preparação de alimentos, é considerado como óleo protetor da pele portanto utilizado na preparação de cosméticos. Esse óleo é formado por triglicerídios que contém o ácido palmítico que é um óleo saturado, ácido esteárico que também é saturado, ácido oleico que é monoinsaturado contendo o ômega 9, e o ácido oleico polinsaturado contendo o ômega 6 

Os Lipídios  em Três Grupos na Função Éster

Os lipídios possuem três grupos da função éster, portanto são classificados como triéster.

Triéster Derivado do Glicerol

Os triéster derivados do glicerol são os triglicerídios ou triglicérides, que são três moléculas de éster.

O Que São Triglicerídios?

Os triglicerídios podem aparecer sob duas formas: insaturados, forma líquida, são os óleos e apresentam-se também na forma das gorduras saturadas. Na forma de óleos aparecem em número maior, especialmente nos vegetais, que as gorduras saturadas que aparecem principalmente nos animais, a banha de porco, toucinho ou bacon. O comprimento da cadeia carbônica influencia muito  no estado físico do éster, pois moléculas com números de 16 carbonos para mais, esses compostos logicamente deveriam se apresentar no estado sólido. No entanto há triglicerídios com cadeias carbônicas com 30 ou mais carbonos que são líquidos, apresentando-se na forma de óleos. Esse fato se dá devido a (s) ligação (es) de insaturação de suas cadeias formadoras; que pode ser uma, os monoinsaturados e os poli-insaturados (possuem duas ou várias duplas ligações) entre os carbonos de suas cadeias de ácidos graxos formadores.

Exemplos de Triglicerídios

Trioleína ou trioleato de glicerila

A Estearina

A estearina cuja composição é formada pelo ácido esteárico associado ao glicerol, é uma fração sólida ou gordura obtida do óleo de palma, extraído por hidrólise ou saponificação. Uma das técnicas de extração empregada, é a que utiliza água quente, com temperatura por volta de 170 ºC, em autoclave sob pressão de 6 a 8 atmosferas. Há a técnica que utiliza a enzima lipase que hidroliza essa gordura e de um modo geral os  triglicerídios. Essa enzima é produzida no pâncreas, estômago e intestino dos animais ou ainda por plantas, mas; pode ser obtida industrialmente por ação fermentativa de microrganismos.  A estearina nos vegetais além da palma é encontrada no óleo de oliva, de dendê e amêndoas. Nos animais se encontra nas gorduras do leite, manteiga e no sebo. É solúvel em álcool especialmente a quente. Como produto industrial, pode ser  encontrada comercializada na forma  cristalizada, em embalagens de 1 ou 5 kg. 

(Tri)oleato de Glicerila - óleo de Lorenzo

O oleato de glicerila é formado por três moléculas do ácido oleico que se combina com uma molécula de glicerol. Cada molécula do  ácido oleico perde um hidrogênio da carboxila e o álcool glicerol perde três hidroxilas na combinação entre esses dois compostos. 

Óleo de Lorenzo e Peroxissomas

Peroxissomas e Degradação de Gorduras

No citoplasma das células vegetais e animais há organelas, dentre os vários tipos existentes, ocorre uma organela chamada de peroxissoma. Nos seres humanos  está presente especialmente nas células dos rins (adrenal) e do fígado. No interior dos peroxissomas existem vários tipos de enzimas responsáveis pela degradação de substâncias tóxicas para o organismo. Uma dessas enzimas é a catalase, que degrada o peróxido de hidrogênio, em água e oxigênio molecular, o peróxido é formado a partir da degradação de ácidos graxos gordos, essa substância e outras ali formadas, são tóxicas para as células e o organismo em geral.

Peroxissomas - Localização

No fígado os peroxissomas também sintetizam ácidos biliares, além disso; oxidam substâncias absorvidas pelo sangue, como no caso das gorduras. Disfunção genética dos peroxissomas, pode levar a doenças genéticas crônicas dos rins, ossos, fígado, cérebro e glândula adrenal.  Defeitos por mutação interfere no funcionamento normal dessa organela,  especialmente a que ocorre no bloqueio do transporte das gorduras do citoplasma celular para dentro dos peroxissomos, isso causa o acúmulo de ácidos graxos de cadeia longa no seu exterior, propriamente nas células das adrenais impedindo a síntese de hormônios importantes e também nas células do cérebro. No cérebro, ou sistema nervoso, destrói a bainha de mielina dos axônios, que são as células nervosas, impedindo a transmissão de impulsos nervosos.

Enzima Ligada ao Peroxissoma

No caso da doença de Lorenzo, ocorre por causa de um gene defeituoso situado no lócus Xq-28 do cromossomo X, que  causa o funcionamento anormal do peroxissomo, que não produz a enzima Ligase acil CoA gordurosa, de membrana do peroxissomo, enzima essa que carrega a gordura do citoplasma para o interior da organela para ser metabolizada. Nesse caso ocorre acumulação de gordura no citoplasma das células da adrenal que passa a não funcionar direito. Por fim complica-se pelo desencadeamento do processo de desmielinização das bainhas de mielina das células nervosas, com degeneração e prejuízo de seu funcionamento.

Função do Trioleato de Glicerila

A função do trioleato de glicerila ou óleo de Lorenzo que ainda não está bem esclarecida,  mas leva-se a acreditar que seria de ocupar o lugar e reduzir o acúmulo de ácidos graxos de cadeias longas nas células específicas (adrenocorticais), o que levaria a reduzir a desmielinização da bainha de mielina das células  nervosas.

Ceras

As ceras aparecem nos vegetais em muitas espécies na parte externa das folhas servindo como proteção, nos animais mamíferos e nas aves aquáticas impermeabilizando as penas para não afundar na água.

Exemplos de ceras

Cera de Carnaúba

As ceras são ésteres derivados de ácidos graxos e álcoois. Suas moléculas possuem elevado número de carbonos na sua estrutura. Aparecem como camada de pó cerífero permeabilizante, recobrindo a epiderme de folhas especialmente das mais jovens, de certos vegetais como a palmeira carnaúba (Copernícia cerífera), cuja função é proteger e retardar a evaporação da água.

Cerotato de Mericila – cera de carnaúba

Ceras de Animais - Cera de Abelhas 

As  abelhas jovens produzem cera em glândulas ceríferas localizada na parte inferior  do abdômen. Essa cera segundo pesquisadores da área, é composta não só do éster especificado aqui, mas por aproximadamente 300 outros componentes.

Palmitato de Mericila - cera de abelhas

Cera de Baleia Cachalote

Cera de espermacete – cuja composição está contido principalmente o éster cetílico do ácido palmítico, é a cera extraída de um compartimento da cabeça da baleia cachalote, cujo local pode ser armazenado até 2 toneladas desse líquido. Antigamente  se confundia com esperma de baleia, por se parecer com o líquido espermático de cor branca opaca semitransparente. O líquido ceroso do  nosso caso é inodoro.

Cera de Lã de Carneiro

Cera de lanolina produzido por glândulas sebáceas, é um óleo ou gordura extraída da lã de carneiro. Essa cera é constituída de uma mistura complexa de álcoois esterificados.

Cerotato de Cetila - cera de lanolina - lã de carneiro

Uso Dos Esteres

Uso dos Flavorizantes
         
Uso do Benzoato de metila

Benzoato de metila é preparado a partir de ácido carboxílico, e utilizado na preparação de corantes, de outros flavorizantes, de plastificantes; de aditivos que suavizam os plásticos tornando-os mais flexíveis, e também na produção de pesticidas e de solventes, ou na industria da perfumaria por ter odor agradável e ainda tem seu emprego na produção de fármacos e de biomarcadores de crescimento de fungos.

       
Metanoato de metila 

O metanoato de metila é utilizado como flavorizante do run.

Propanoato de isobutila

É também é utilizado como flavorizante do run.

Acetato de Pentila

É utilizado como flavorizante de banana.

Nonilato de Etila 

O nolilato de etila é utilizado como essência ou aroma de rosa

Reações Que Acontecem Com os Esteres

Síntese do Benzoato de metila

O benzoato de metila pode ser preparado a partir ao ácido carboxílico com álcool metanol, utilizando o ácido sulfúrico como catalisador, que resultará num próton H+ livre, no éster e água.

Plástico Poliéster
      
Poliácido Láctico (PLA ou Ácido Poliláctico) 

O PLA – Poli Ácido Láctico é um poliéster termoplástico alifático (gorduroso), é biodegradável, provindo do fontes renováveis agrícola,como o milho, mandioca, cana de açúcar, batata, beterraba. Na sua degradação os microrganismos se alimentam dele, os produtos finais dessa biodegradação são gás carbônico,  água e húmus, fertilizante para a terra. Também pode ser incinerado sem lançar na atmosfera produtos tóxicos.

                         

A estrutura do copolímero poli (ácido lático-b-etileno glicol

Cobertor 100% poliéster.
    

1) Na formação dos ésteres ocorre a substituição dos hidrogênios ionizáveis do ácido inorgânicos por radicais orgânicos. Então podemos definir os ésteres como compostos orgânicos ou inorgânicos derivados dos:

a) ácidos de Arrhenius.
b) ácidos de Lewis.
c) ácidos carboxílicos.

d) ácidos inorgânicos.

 2)  Inclui nesse grupo dos ésteres os:

a)  ácidos carboxílicos, aldeidos e cetonas.

b) flavorizantes, lipídios e as ceras.

c) ionizantes, os ácidos Inorgânicos e as gorduras.

d) aldeidos cetonas e ácidos carboxílicos.

3) Os ésteres são classificados em quatro grupos bem distintos em:

a)  nonilato de etila, .

b)  essências, (flavorizantes) lipídios e ceras.

c)  butanoato de butila, (flavorizantes) lipídios e ceras.

d)  essências, (flavorizantes) lipídios e ceras.

e)  essências, (flavorizantes) lipídios e ceras.

4) Os ésteres também são flavorizantes. Um exemplo de flavorizante é a essência flavorizante de laranja cujo nome é:

a) a cerotato de cetila.

b) a estearina.

c) o palmitato de mericila. 

d) o acetato do octila.

e) o ácido mirístico.

5) É um éster preparado a partir de ácido carboxílico, e utilizado na preparação de corantes, de outros flavorizantes, de plastificantes; de aditivos que suavizam os plásticos tornando-os mais flexíveis, e também na produção de pesticidas e de solventes, ou na indústria da perfumaria por ter odor agradável e ainda tem seu emprego na produção de fármacos e de biomarcadores de crescimento de fungos.

a) Benzoato de metila.
b) Metanoato de metila.
c) Acetato de pentila.

d) Nonilato de etila.

6) O Flavorizante que também é utilizado para produzir o aroma de rum é o:

a) propanoato de isobutila.

b) acetato de Pentila.

c) ácido behênico.

d) heptanoato de etila.

7) Os triglicerídios também estão inseridos no grupo éster, podem aparecer sob duas formas: insaturados, forma líquida, são os óleos e apresentam-se também na forma das gorduras saturadas.

            O esquema ao lado representa a estrutura de um triglicerídio.
            Esse triglicerídio é:

            

            a) tripalmitina ou tripalmitato de glicerol.

            b) a estearina.

            c) trioleína ou trioleato de glicerila.

            d) triéster de glicerina ou glicerina.

8) O biodiesel é um combustível obtido a partir de fontes renováveis, que surgiu como alternativa ao uso do diesel de petróleo. para motores de combustão interna. Ele pode ser obtido pela reação entre triglicerídios, presentes em óleos vegetais e gorduras animais, entre outros, e álcoois de baixa massa molar, como o metanol ou etanol, na presença de um catalisador, de acordo com a equação química:

                     

A função química presente no produto que representa o biodiesel é:

a) éter.

b) éster. 

c) álcool.

d) cetona.

e) ácido carboxílico.

9) É um plástico poliéster termoplástico alifático (gorduroso), é biodegradável, provindo do fontes renováveis agrícola, como o milho, mandioca, cana de açúcar, batata, beterraba. Na sua degradação os microrganismos se alimentam dele, os produtos finais dessa biodegradação são: gás carbônico,  água e húmus, fertilizante para a terra. Também pode ser incinerado sem lançar na atmosfera produtos tóxicos. Esse plástico é o:

a) PLB  - Provavelmente Livre de Acidez.

b) PCA – Poli Vitamínico C e A.

c) PLA – Poli Ácido Láctico.

d) PRA – Pode ser Realmente Ácido.

Bibliografia

Química - A Essência da Vida!: Flavorizantes
cesarmauriciosantos.blogspot.com/2008/11flavorizantes.html

Benzoato lamelares como catalisadores ... - PIPE
www.pipe.ufpr.br/portal/defesas/dissertação/183.pdf
de BLCCH PARA - 2010

Francisco Miragaia Peruzzo, Eduardo Leite Canto - Química na Abordagem do Cotidiano. Vol. 3, 2a edição. Editora Moderna. P. 347 a 382. 

Ricardo Feltre - Química (para o ensino médio) - Química Orgânica. Vol. 3, 6 edição, p. 98 a 100, 301 a 303. Editora Moderna, São Paulo 2004.

Geraldo Jose Covre. Química - O Homem e a Natureza. Vol. 3 - Química Orgânica, p. 311 a 317. Editora FTD, São Paulo 2000.

Ácidos Graxos - edições natureza www.ednatureza.com.br/acidos.htm

Produção de lipase extracelular por leveduras em cultivo submerso www.bibliotecadigital.ufmg.br/dspace/..../1843/..../dessertação_final.pdf?...

Flavia Augusta Guilherme Gonçalves. Produção de lipase extracelular por leveduras em cultivo Submerso. Faculdade de ...

Peroxissoma - Wikipédia. a enciclopédia livre pt.wikpedia.org/wiki/Peroxissoma 

Peroxissomos - Brasil Escola www.brasilescola.com> Biologia Celular.

Poliácido láctico - wikipédia, a enciclopédia livre
https:??pt.wikipédia.org/wiki/Poliácido_láctico