一个酯键被定义为醇基（-OH）和羧酸基团（-COOH），通过消除水分子的形成之间的键（H 2 O）（富利-Sciences公司,, SF）。
乙酸乙酯的结构如图1所示。酯键是在羧酸的氧与乙醇的碳之间形成的单键。
图1：乙酸乙酯的结构。
R-COOH + R'-OH→R-COO-R'+ H 2 O
在图中，蓝色部分对应于化合物中来自乙醇的部分，黄色部分对应于乙酸。酯键在红色圆圈中标记。
酯键水解
为了更好地理解酯键的性质，解释了这些化合物水解的反应机理。酯键相对较弱。在酸性或碱性介质中，它分别水解形成醇和羧酸。酯水解的反应机理已得到很好的研究。
在碱性介质中，亲核氢氧化物首先攻击C = O酯的亲电子C，打破π键并生成四面体中间体。
然后中间体崩溃，重整C = O，导致离去基团醇盐RO-的丢失，从而生成羧酸。
最后，酸/碱反应是非常快速的平衡，其中醇盐RO-充当使羧酸RCO2H去质子化的碱（酸处理可从反应中获得羧酸）。
图2：在碱性介质中酯键的水解。
在酸性介质中酯键的水解机理要复杂一些。首先发生酸/碱反应，因为您只有弱的亲核试剂和较差的亲电试剂，因此您需要激活酯。
羰基酯的质子化使其更具亲电性。在第二步中，水中的氧气通过以C = O攻击亲电子C来充当亲核试剂，同时电子朝着氢离子移动，生成四面体中间体。
在第三步中，发生酸/碱反应，使水分子中的氧气脱除，从而中和电荷。
在第四步中，发生另一次酸/碱反应。您需要取出-OCH3，但是需要通过质子化使其成为一个好的离去基团。
在第五步中，他们使用来自相邻氧的电子来帮助“推出”离去基团，从而产生中性的醇分子。
在最后一步中，发生酸/碱反应。氢离子的去质子化显示出羧酸产物中的C = O羰基并再生了酸催化剂（伊恩·亨特博士，SF）。
酯类
碳酸酯
碳酸酯是这类化合物中最常见的。第一碳酸酯是乙酸乙酯或也称为乙醇酸乙酯。该化合物以前被称为醋醚，其德语名称为Essig-Äther，其收缩作用源自此类化合物的名称。
酯存在于自然界，并在工业中广泛使用。许多酯具有特有的水果气味，许多自然存在于植物的精油中。当气味被模仿时，这也导致了它在人造气味和香水中的普遍使用。
每年工业生产数十亿公斤的聚酯，它们是重要的产品。聚对苯二甲酸乙二酯，丙烯酸酯和醋酸纤维素。
羧酸酯的酯键负责在生物体中形成甘油三酸酯。
甘油三酸酯存在于所有细胞中，但主要存在于脂肪组织中，是人体的主要能量储备。三酰基甘油酯（TAG）是通过酯键与三个脂肪酸相连的甘油分子。TAG中存在的脂肪酸主要是饱和的（Wilkosz，2013年）。
图3：由甘油和三个通过酯键连接的脂肪酸形成的甘油三酸酯。
甘油三酸酯（甘油三酸酯）实际上在所有细胞中合成。TAG合成的主要组织是小肠，肝脏和脂肪细胞。除肠和脂肪细胞外，TAG的合成始于甘油。
甘油首先被甘油激酶磷酸化，然后被活化的脂肪酸（脂肪酰基辅酶A）作为底物，用于添加产生磷脂酸的脂肪酸。除去磷酸基团并加入最后的脂肪酸。
图4：甘油3磷酸酯化形成磷脂酸。
在小肠中，膳食TAG被水解后释放出脂肪酸和单酰基甘油酯（MAG），然后被肠细胞摄取。肠上皮细胞MAGs在产生TAG的两步过程中充当酰化的底物。
在脂肪组织中，没有甘油激酶的表达，因此该组织中TAG的基础是糖酵解中间体磷酸二羟基丙酮DHAP。
DHAP通过胞浆3-磷酸甘油脱氢酶还原为3-磷酸甘油，其余的TAG合成反应与所有其他组织相同。
磷酸酯
磷酸酯是通过在醇和磷酸之间形成酯键而产生的。给定酸的结构，这些酯可以是单，二和三取代的。
图5：磷酸三酯的结构。
这些类型的酯键存在于诸如磷脂，ATP，DNA和RNA等化合物中。
通过在醇和磷脂酸磷酸酯（1,2-二酰基甘油3-磷酸酯）之间形成酯键来合成磷脂。大多数磷脂在甘油主链的C-1上具有饱和脂肪酸，在C-2上具有不饱和脂肪酸。
最常见添加的醇（丝氨酸，乙醇胺和胆碱）也含有可以带正电的氮，而甘油和肌醇则不带（King，2017）。
图6：磷脂的结构。酯键在红色圆圈中标记。
三磷酸腺苷（ATP）是一种分子，用作细胞中的能量货币。该分子由连接到带有三个磷酸酯基团的核糖分子上的腺嘌呤分子组成（图8）。
图7：ATP分子。酯键在红色圆圈中标记。
该分子的三个磷酸基团称为γ（γ），β（β）和Alpha（α），后者将核糖的C-5羟基酯化。
核糖和α-磷酰基之间的键是磷酸酯键，因为它包含一个碳原子和一个磷原子，而ATP中的β-和γ-磷酰基通过不涉及碳原子的磷酸酐键连接。 。
所有的磷酸氢酐都有相当大的化学势能，ATP也不例外。这种势能可以直接用于生化反应（ATP，2011年）。
磷酸二酯键是共价键，其中磷酸基团通过酯键连接到相邻的碳上。该键是两个糖基的羟基与磷酸基之间的缩合反应的结果。
磷酸与DNA和主链RNA中两个糖分子之间的二酯键将两个核苷酸连接在一起，形成寡核苷酸聚合物。磷酸二酯键将DNA和RNA中的3'碳连接到5'碳。
（碱1）-（核糖）-OH + HO-P（O）2-O-（核糖）-（碱2）
（基数1）-（核糖）-O-P（O）2-O-（核糖）-（基数2）+ H 2 O
在磷酸中的两个羟基与另外两个分子中的羟基反应期间，在磷酸二酯基中形成两个酯键。失去一个分子的水的缩合反应生成每个酯键。
在核苷酸聚合形成核酸的过程中，磷酸基的羟基附着于一个核苷酸的糖的3'碳上，以形成与另一核苷酸的磷酸的酯键。
该反应形成磷酸二酯键并除去水分子（磷酸二酯键形成，SF）。
硫酸酯
硫酸酯或硫酯是具有官能团RS-CO-R'的化合物。它们是羧酸与硫醇之间或与硫酸进行酯化的产物（Block，2016年）。
图8：硫酯的一般结构。酯键在红色圆圈中标记。
在生物化学中，最广为人知的硫酯是辅酶A的衍生物，例如乙酰辅酶A。
乙酰辅酶A或乙酰辅酶A（图8）是一种参与许多生化反应的分子。它是脂质，蛋白质和碳水化合物代谢中的核心分子。
它的主要功能是将乙酰基传递到柠檬酸循环（克雷布斯循环）中以进行氧化以产生能量。它也是脂肪酸合成的前体分子，是某些氨基酸降解的产物。
图9：乙酰辅酶A的结构。
上面提到的CoA活化脂肪酸是源自肌肉细胞的硫酯的其他实例。脂肪酸-CoA硫酯的氧化实际上发生在称为线粒体的离散囊泡中（Thompson，2015）。
参考文献
- ATP。（2011年8月10日）。从learnbiochemistry.wordpress中恢复：learnbiochemistry.wordpress.com。
- E.Block（2016年4月22日）。有机硫化合物。从britannica检索：britannica.com。
- 伊恩·亨特（Ian Hunt）。（SF）。酯的水解。从chem.ucalgary.ca中恢复：chem.ucalgary.ca。
- 未来科学，。（SF）。酯键。从futura-sciences.us中恢复。
- MW金（2017年3月16日）。脂肪酸，甘油三酸酯和磷脂的合成和代谢。从themedicalbiochemistrypage.org恢复。
- 磷酸二酯键形成。（SF）。从biosyn中恢复：biosyn.com。
- 汤普森（TE）（2015年8月19日）。血脂 从britannica中恢复：britannica.com。
- Wilkosz，R.（2013年11月6日）。脂质合成中酯键的形成。从wisc-online.com恢复。