第12章-類脂化合物

1、第一節(jié)第一節(jié) 油脂油脂 第二節(jié)第二節(jié) 其他類脂化合物其他類脂化合物 第三節(jié)第三節(jié) 萜類及甾族化合物萜類及甾族化合物 類脂包括油脂、蠟、磷脂、萜類、甾體化合物等，它 們的某些物理性質(zhì)與油脂相似，因此稱為類脂化合物。 油脂是高級(jí)脂肪酸的甘油酯。 第第1212章章 類脂化合物類脂化合物 用途用途 提供生命活動(dòng)需要的能量（ 1克油脂氧化放出約39kJ的 熱量，1克糖、蛋白質(zhì)約17kJ）；提供人體和動(dòng)植物體所需 的不飽和脂肪酸；幫助脂溶性維生素在體內(nèi)的吸收和運(yùn)輸； 動(dòng)物的皮下脂肪可防止體溫散失，保護(hù)內(nèi)臟免受機(jī)械損傷。 植物種子中的油脂是供種子發(fā)芽時(shí)需要的養(yǎng)料。 油脂也是重要的化工原料，非食用油大量用于制

2、肥皂、 油漆和潤滑劑等。 第一節(jié)第一節(jié) 油脂油脂 ( (fats and oils)fats and oils) 一一 、 油脂的存在和用途油脂的存在和用途 存在存在 動(dòng)物體內(nèi)，主要存在于內(nèi)臟的脂肪組織、皮下組織和 骨髓中。植物體中，油脂主要在果實(shí)種子內(nèi)。 R1，R2，R3相同，為單純甘油酯；不相同的，為混合甘油酯。 天然油脂大多數(shù)是多種混合甘油酯的混合物。 二、二、 油脂的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)油脂的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu) 室溫下呈液態(tài)的油脂稱為油，呈固態(tài)或半固態(tài)的稱為脂肪。 從化學(xué)結(jié)構(gòu)看，都是高級(jí)脂肪酸與甘油形成的酯。 CH2 CH2 O C R2 O C R3 O C R1 CH O O O 偶數(shù)碳原子

3、偶數(shù)碳原子的飽和或不飽和的一元直鏈高級(jí)一元直鏈高級(jí)脂肪酸。 不飽和脂肪酸中，雙鍵的構(gòu)型大多為順式為順式。 油脂中常見的脂肪酸： 軟脂酸、硬脂酸、油酸、亞油酸 例如： 俗名 系統(tǒng)命名 油酸 順 -9-十八碳烯酸 亞油酸 順，順-9，12-十八碳二烯酸 油脂中脂肪酸的特點(diǎn)：油脂中脂肪酸的特點(diǎn)： 命名不飽和脂肪酸時(shí)，常以“”代表雙鍵，將雙鍵 的位次寫在“”的右上角。 例如：豬油主要成分為 -油酸-軟脂酸- -硬脂酸 某些天然存在的脂肪酸某些天然存在的脂肪酸 通俗名通俗名系統(tǒng)名系統(tǒng)名簡寫符號(hào)簡寫符號(hào)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)熔點(diǎn)熔點(diǎn) 存在存在 月桂酸月桂酸十二酸12:0CH3(CH2)10COOH44.2可可油 軟脂酸

4、軟脂酸十六酸16:0CH3(CH2)14COOH63.1動(dòng)、植物油脂 硬脂酸硬脂酸十八酸18:0CH3(CH2)16COOH69.6動(dòng)、植物油脂 油酸油酸十八碳-9-烯酸18:19CH3(CH2)7CH= CH (CH2) 7COOH 13.4橄欖油等 亞油酸亞油酸十八碳-9,12-二烯酸18:29,12CH3(CH2)4(CH=CH- CH2)2 (CH2)6-COOH -5大豆油、亞麻籽 油等 -亞麻酸亞麻酸十八碳-9,12 ,15 三烯 酸 18:39,12,15CH3CH2CH=CHCH2CH= CHCH2CH=CH(CH2)7CO OH -11大豆油、亞麻籽 油等 -亞麻酸亞麻酸十八

5、碳-6,9,12 三烯酸18:36,9,12,CH3( CH2) 4( CH) =CHCH2CH=CHCH2CH= CH(CH2)4COOH -14.4月見草種子油、 動(dòng)物脂中少量存 在 花生四烯酸花生四烯酸二十碳-5,8,11,14 四烯 酸 20:45,8,11,14:CH3(CH2)4(CH=CH- CH2)4(CH2)2COOH -44.9腦磷脂，卵磷脂 EPA二十碳-5,8,11,14,17 五烯酸 C20:5n-3 CH3CH2CH=CHCH2CH =CHCH2CH=CHCH2CH =CHCH2CH=CH(CH2)3 COOH -54魚油、動(dòng)物磷脂 DHA二十二碳- 4,7,10,

6、13,16,19 六烯 酸 C22:6n-3 CH3CH2CH=CHCH2CH =CHCH2CH=CHCH2CH =CHCH2CH=CHCH2CH = CH(CH2)2COOH -45.5魚油、動(dòng)物磷脂 同碳數(shù)的飽和脂肪酸的熔點(diǎn)比不飽和脂肪酸的高。 因?yàn)樘继茧p鍵的順式構(gòu)型使分子有彎曲處，阻礙分子在固 態(tài)時(shí)彼此緊密靠近，順式構(gòu)型的雙鍵越多，其熔點(diǎn)越低。因 此，不飽和脂肪酸的熔點(diǎn)隨著不飽和度的增加而降低。 植物油中不飽和脂肪酸甘油酯含量較高，熔點(diǎn)較低，室溫 下呈液態(tài)；動(dòng)物脂肪中含較多的飽和脂肪酸甘油酯，熔點(diǎn)較 高，室溫下常為固態(tài)或半固態(tài)。 為什么植物油室溫下呈液態(tài)；動(dòng)物脂肪室溫下常為固態(tài)為什么植物

7、油室溫下呈液態(tài)；動(dòng)物脂肪室溫下常為固態(tài) 或半固態(tài)?；虬牍虘B(tài)。 三、油脂的化學(xué)性質(zhì)三、油脂的化學(xué)性質(zhì) 1 1、水解反應(yīng)、水解反應(yīng) 油脂在堿性溶液中的水解反應(yīng)稱為皂化反應(yīng)。皂化反應(yīng)。 3RCOOK+ OH OH OH CH CH2 CH2 O O O CH O C R1 O C R3 O C R2 CH2 CH2 +KOH3 油脂分子結(jié)構(gòu)中含有酯鍵和碳碳雙鍵等官能團(tuán)，可發(fā)生 水解、加成、氧化、聚合等反應(yīng)。 在酸或酶的作用下，油脂水解生成甘油和高級(jí)脂肪酸， 反應(yīng)是可逆的。在堿性溶液中，水解生成甘油和高級(jí)脂肪 酸鹽，反應(yīng)是不可逆的。 各種油脂的平均分子質(zhì)量不同，單位重量油脂中所含分子的 摩爾數(shù)不同，皂

8、化時(shí)所需的堿量也就不同。 平均分子質(zhì)量 = 3561000 皂化值 天然油脂都有正常的皂化值范圍，如果測得某油脂的皂 化值低于或高于其正常范圍，表明該油脂中含有不能被皂化 或者可以與KOH作用的雜質(zhì)。皂化值是檢驗(yàn)油脂質(zhì)量的重 要指標(biāo)之一。 從皂化值可以計(jì)算油脂的平均分子質(zhì)量。 皂化1克油脂所需KOH的毫克數(shù)叫做該油脂的皂化值皂化值。 脂肪的相對(duì)分子質(zhì)量與其皂化值的關(guān)系 2 2、加成反應(yīng)、加成反應(yīng) (1) (1) 氫化氫化 含較多不飽和脂肪酸甘油酯的液態(tài)油，催化加氫可轉(zhuǎn) 化為飽和程度較高的固態(tài)或半固態(tài)脂肪，叫油脂的氫化或 硬化。 氫化后得的油脂稱為硬化油。 (2) (2) 加鹵素加鹵素 油脂分析

9、中，用油脂與碘的加成來測定油脂的不飽和程度。 100克油脂所吸收碘的克數(shù)為該油脂的碘值碘值。 碘值大，表示油脂中不飽和酸的含量高或不飽和度高。 自然界普通脂類的皂化價(jià)與碘價(jià)* 酸敗的主要原因： 1、空氣中的氧使油脂氧化分解 不飽和脂肪酸甘油酯中的C=C被空氣氧化形成過氧化物， 過氧化物水解生成低級(jí)的有氣味的醛、酮和酸。 2、微生物使油脂分解 微生物的作用主要是一些細(xì)菌和霉菌可促使油脂水解產(chǎn)生 脂肪酸，脂肪酸進(jìn)一步受微生物的作用，發(fā)生-氧化生成- 酮酸，-酮酸脫羧后形成低級(jí)的酮或羧酸。 中和1克油脂中的游離脂肪酸所需KOH的毫克數(shù)，稱為該 油脂的酸值酸值。 酸值大小也是衡量油脂品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)

10、之一 。 油脂在貯存過程中，受濕、熱、光和空氣的作用逐漸變質(zhì)， 產(chǎn)生不愉快的氣味的現(xiàn)象稱為油脂的酸敗。 3 3、油脂的酸敗、油脂的酸敗 干化作用的化學(xué)本質(zhì)不十分清楚，一般認(rèn)為與油脂的不飽 和程度以及C=C的共軛有關(guān)。 碘值是標(biāo)志油脂不飽和程度的重要數(shù)據(jù)，故按碘值大小將 油脂分為三類： 130以上的為干性油， 100130之間的為半干性油， 100以下的為非干性油。 4 4、干化作用、干化作用 某些油脂如桐油、亞麻油等涂成薄層暴露在空氣中，能 逐漸形成一層堅(jiān)韌、有彈性、不透水的薄膜，這種現(xiàn)象稱 為油脂的干化作用。 第二節(jié)第二節(jié) 其他類脂化合物其他類脂化合物( (lipids)lipids) 1、

11、卵磷脂、卵磷脂 L-卵磷脂 H3PO4與甘油中的1或3位碳原子的羥基結(jié)合，為-異 構(gòu)體，與2位碳原子上的羥基結(jié)合，為-異構(gòu)體。 CH2O-C-R O C CH2 O 0-P-OCH2CH2N(CH3)3OH- + OH R C O O H * * 卵磷脂有和兩種異構(gòu)體。 自然界常見的是L-卵磷脂。 卵磷脂是吸濕性很強(qiáng)的白色蠟狀固體，在空氣中易被 氧化逐漸變成黃色，久則變成棕褐色。溶于乙醇和乙醚， 不溶于丙酮。 L-卵磷脂內(nèi)鹽 卵磷脂分子中，磷酸部分顯酸性，膽堿部分顯堿性，可 形成內(nèi)鹽。 CH2O-C-R O C CH2 O 0-P-OCH2CH2N(CH3)3 + O- R C O O H 卵

12、磷脂在酸、堿或酶的催化下能水解，徹底水解的產(chǎn) 物是甘油、脂肪酸、磷酸和膽堿。 H O OCR OH + OCH2CH2N(CH3)3OH-0-P- O CH2 C O O-C-RCH2 H2O NaOH OH OH OH CH CH2 CH2 RCOONa RCOONa - HOCH2CH2N(CH3)3OH + Na3PO4+ 腦磷脂也有和兩種異構(gòu)體，也能形成內(nèi)鹽。自然界 存在的是L-腦磷脂。 腦磷脂也是吸濕性很強(qiáng)的白色蠟狀固體，在空氣中易被 氧化而變成棕褐色。能溶于乙醚，不溶于乙醇和丙酮。 L-腦磷脂 OCH2CH2NH2 H O OCR OH 0-P- O CH2 C O O-C-RCH

13、2 2、腦磷脂、腦磷脂 腦磷脂在酸、堿或酶的催化下能水解，徹底水解的產(chǎn)物 是甘油、脂肪酸、磷酸和膽胺。 OCH2CH2NH2 H O OCR OH 0-P- O CH2 C O O-C-RCH2 H2O NaOH OH OH OH CH CH2 CH2 RCOONa RCOONa HOCH2CH2NH2 Na3PO4+ 神經(jīng)鞘氨醇 神經(jīng)磷脂主要存在于動(dòng)物的腦和神經(jīng)中，是白色晶體， 在空氣中較穩(wěn)定，不溶于水和丙酮，能溶于乙醚和熱的酒 精中。也可形成內(nèi)鹽，可水解。 3 3、神經(jīng)磷脂、神經(jīng)磷脂 組成神經(jīng)磷脂的高級(jí)脂肪酸中，除軟脂酸、硬脂酸和二 十四酸外，還有腦神經(jīng)酸(順-15-二十四碳烯酸) HNH

14、OH H CH3(CH2)12 C C CH CHCH2 O -C-R O 0-P-OCH2CH2N(CH3)3OH- + OH HNH2OH H CH3(CH2)12 C C CH CHCH2OH 神經(jīng)磷脂不是甘油酯 神經(jīng)鞘磷脂 蠟常溫下是固體，不溶于水，溶于乙醚、苯、氯仿、四 氯化碳等有機(jī)溶劑?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易氧化變質(zhì)，不易水 解。在生物體內(nèi)不能消化吸收，無營養(yǎng)價(jià)值。 蠟的主要成分是高級(jí)脂肪酸與高級(jí)飽和一元醇形成的酯 的混合物。 C16C36的偶數(shù)碳醇及偶數(shù)碳脂肪酸。 4、蠟蠟( (wax)wax) 蠟在工業(yè)上用作蠟?zāi)！⑾灱?、鞋油、香脂及藥膏的基質(zhì)。 根據(jù)來源，蠟可分為植物蠟和動(dòng)物蠟兩類

15、。 例如，植物蠟：棕櫚蠟 動(dòng)物蠟：蜂蠟、蟲蠟(又稱白蠟)、鯨蠟 什么是蠟？什么是石蠟？ 菜油屬于（ ）類物質(zhì)；白蠟屬于（ ）類物質(zhì)；石蠟屬 于（ ）類物質(zhì)。 用化學(xué)方法鑒別下列化合物用化學(xué)方法鑒別下列化合物 1 1、 液體石蠟和菜子油 2、 三油酸甘油酯和三硬脂酸甘油酯 Br2/CCl4 油脂的質(zhì)量，可通過測定（ ）（ ） 來判斷,飽和度 可以通過（）判斷。 差不多所有的植物中都含有萜類化合物，在動(dòng)差不多所有的植物中都含有萜類化合物，在動(dòng) 物和真菌中也含有萜類化合物，特別在香精油，物和真菌中也含有萜類化合物，特別在香精油， 松節(jié)油中。松節(jié)油中。 萜是由萜是由異戊二烯單位異戊二烯單位首尾相連而組

16、成的，因此具首尾相連而組成的，因此具 有的共同點(diǎn)是，分子中的碳原子數(shù)是有的共同點(diǎn)是，分子中的碳原子數(shù)是5 5的倍數(shù)。的倍數(shù)。 第三節(jié)第三節(jié) 萜類及甾族化合物萜類及甾族化合物 萜類萜類 CH2CCHCH2 CH3 = CC CC C 異戊二烯 異戊二烯單位 萜類化合物的異戊二烯規(guī)則萜類化合物的異戊二烯規(guī)則 檸檬檸檬烯烯 單萜單萜 兩個(gè)異戊二烯單位兩個(gè)異戊二烯單位C10 倍半萜倍半萜 三個(gè)異戊二烯單位三個(gè)異戊二烯單位 C15 雙萜雙萜 四個(gè)異戊二烯單位四個(gè)異戊二烯單位C20 三萜三萜 六個(gè)異戊二烯單位六個(gè)異戊二烯單位C30 四萜四萜 八個(gè)異戊二烯單位八個(gè)異戊二烯單位C40 一、一、 萜類化合物的分

17、類萜類化合物的分類 從結(jié)構(gòu)上分析，萜類化合物是通過異戊二烯單位頭尾相接從結(jié)構(gòu)上分析，萜類化合物是通過異戊二烯單位頭尾相接 形成的，所以根據(jù)組成分子中異戊二烯單位的數(shù)目來分類。形成的，所以根據(jù)組成分子中異戊二烯單位的數(shù)目來分類。 1. 1. 單萜（根據(jù)碳架分為三類）單萜（根據(jù)碳架分為三類） （1）開鏈萜）開鏈萜 CH2OH CHO CHOCH2OH （存在于檸檬油中）（存在于檸檬油中） 橙花醇橙花醇 香葉醇香葉醇檸檬醛檸檬醛a 檸檬醛檸檬醛b （存在于玫瑰油、香茅油中）（存在于玫瑰油、香茅油中） （2 2）單環(huán)萜（薄荷系列）單環(huán)萜（薄荷系列） 這一類化合物的分子里都含有一個(gè)六元碳環(huán)，它們都以這一

18、類化合物的分子里都含有一個(gè)六元碳環(huán)，它們都以 椅式構(gòu)象存在。椅式構(gòu)象存在。 OH OH CH3 薄荷醇（薄荷油的主要成份，薄荷醇（薄荷油的主要成份，3500噸噸 / 年）年） 檸檬烯檸檬烯 （3 3）雙環(huán)萜）雙環(huán)萜 蒎族蒎族 -蒎烯蒎烯 -蒎烯蒎烯 菠族菠族 楷族楷族 1 2 3 45 6 7 8 9 10 2. 2. 倍半萜倍半萜 O O O CH2OH CH2OH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3. 3. 二萜二萜 法尼醇法尼醇山道年山道年 維生素維生素A（A1） 4. 三萜三萜 5. 四萜四萜 角鯊烯角鯊烯 -胡蘿卜素胡蘿卜素 -胡蘿卜素胡蘿卜素 -胡蘿卜素胡蘿卜素 A、B環(huán)既可以以反式相連，也可以以順式相連。環(huán)既可以以反式相連，也可以以順式相連。B與與C、C與與D均以均以 反式相連。所以甾族化合物的基本骨架只有兩種構(gòu)象式。反式相連。所以甾族化合物的基本骨架只有兩種構(gòu)象式。 A B C D A B C D （一）（