Download presentation
Presentation is loading. Please wait.
1
类脂 ——重要的生物大分子之一 类脂是生物体内形形色色脂溶性分子的总称，除作为细胞膜的组分和能量的储备之外，更重要的是作为各类信息传递的分子，对这些分子还有所不知，尤其对许多超微量的、不稳定的生物机体中现场合成的脂类分子还知之甚少，而对它们与其它生物大分子之间的相互作用则更是化学家面临的新课题。
2
有机化学 类 脂
3
内容提要 §16-1 油脂 一、组成和结构 二、物理性质 三、化学性质 §16-2 类脂类 一、磷脂 二、蜡
4
第十六章 类 脂 Lipids 类 脂 油 脂 类脂类 物态和物理性质与油脂类似的化合物
5
油 脂 油 ①室温下呈液态； ②高级脂肪酸甘油 酯的混合物； ③以不饱和脂肪酸 为主。例如： 棉子油，不饱和 脂肪酸占75%。 脂肪 ①室温下呈固态或 固态； ②高级脂肪酸甘油酯 的混合物； ③以饱和脂肪酸为主。 例如：牛油，饱和 脂肪酸占60~70%。
6
类脂类 磷脂 甘油与高级 脂肪酸、磷 酸形成的酯 蜡 高级脂肪酸的饱和高级一元醇酯 糖脂 萜类 甾体
7
类脂指一类不溶于水，能被醚或氯仿等弱极性有机溶剂从细胞中萃取出来的化合物，是生物体维持正常生命活动不可缺少的初生代谢产物之一。
本章主要讨论油酯、磷脂和蜡的组成，结构特征及油酯的基本理化性质；萜类和甾体等天然产物。
8
§16-1 油脂（Fats and Oils ) 油脂是动植物细胞的重要组成物质，也是动植物储藏能量，保证新陈代谢正常进行所不可缺少的物质。在动物体内，油脂多储存于皮下结缔组织、肠间膜中。植物中以果实、种子中的含量最高。例如： 漆树种子：含漆油（属油类），漆树果实（果皮）：含15 ~ 20%的漆脂（也称漆蜡，属脂肪类），主要成分是十六酸甘油酯，作为制造肥皂和蜡烛的添加剂。
9
一、组成和结构（p449） 从动植物中取得的油脂是多种物质的混合物，主要成分是各种高级脂肪酸的甘油酯的混合物。此外，还含有少量的游离脂肪酸、高级醇、高级烃、维生素、色素等。其通式为：
10
R1 = R2 = R3：单纯甘油酯 R1≠R2≠R3：混合甘油酯
11
例如： 三硬脂酸甘油酯
12
α-硬脂酸-β-软脂酸-α-油酸甘油酯
13
由此可以看出，油脂主要是由简单甘油酯和各种混合甘油酯组成的混合物。而甘油酯分子中的高级脂肪酸绝大多数都是偶数碳原子的直链羧酸。最常见的有以下几种：
饱和脂肪酸 软脂酸（十六碳酸） CH3(CH2)14COOH 硬脂酸（十八碳酸） CH3(CH2)16COOH
14
不饱和脂肪酸 棕榈油酸(顺-Δ9-十六碳烯酸) 油酸（顺-Δ9-十八碳烯酸） 亚油酸(顺,顺-Δ9,12-十八碳烯酸) 亚麻酸(顺,顺,顺-Δ9,12,15-十八碳烯酸)
15
在上述几种不饱和脂肪酸中，亚油酸和亚麻酸是人体自身不能合成的，必须从食物中摄取。另外，能预防心血管疾病和促进大脑发育的二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸在人体中的含量很少，且只集中在很少数组织中，而这两种不饱和脂肪酸在深海鱼油中含量较高。
16
二、物理性质（p542） 纯净的油脂无色、无味、无臭，常因含有色素和其它杂质而带有不同颜色和气味。油脂密度小于1，不溶于水，易溶于石油醚、乙醚等有机溶剂。 由于油脂是混合物，所以没有固定的熔点和沸点，只有一定的熔点范围。 三、化学性质（p542） 1.水解 油脂在H+、OH-或酶的催化下，能发生水解反应，OH-催化下的水解反应常称为皂化。
18
皂化值：皂化1g油脂所需要的KOH的mg数。
对于一定质量的油脂平均相对分子质量↑ →油脂的mol数↓→皂化值↓ 杂质↑→油脂的mol数↓→皂化值↓ 不同来源的天然油脂都有一定的皂化值范围，皂化值的大小可以反映出不同油脂平均相对分子质量的大小以及所含杂质的多少，是检验油脂品质的重要理化常数。
19
3 56 1000 平均相对分子质量 = 皂化值 2.酸败作用 如果油脂保存不当，放置时间过长时，会产生难闻的气味，味变苦涩，甚至具有毒性，这种现象称为酸败。其原因主要是： (1)油脂水解 在高温、湿度大、通风不良的情况下，油脂发生微生物或酶催化水解反应，生成高级脂肪酸。
20
(2)氧化 油脂水解后生成的不饱和脂肪酸遇空气中的氧气，其双键被氧化成带有不愉快气味的小分子醛、酮和羧酸，而湿、热、光会加速这一过程。
(3)氧化脱羧 油脂水解后生成的饱和脂肪酸在霉菌的作用下，氧化成β-酮酸，β-酮酸进一步发生脱羧反应，生成小分子醛和酮。例如：
21
霉菌 虽然各种油脂中都含有少量游离脂肪酸，但酸败过程中会使油脂中游离脂肪酸含量增大，其含量与油脂的品质有密切的关系。常用酸值表示油脂中游离脂肪酸的含量。
22
酸值：中和1g油脂中游离脂肪酸所需KOH的mg数。 酸值是检验油脂品质的又一个重要理化常数。酸值大于6的油脂不宜食用。
3.加成作用 (1)加氢 油脂中的不饱和脂肪酸甘油酯分子的碳碳双键可发生催化加氢反应，从而使液态的油转化成半固态或固态的脂肪。这一过程也称为油脂的硬化。氢化后，由于减少了分子中的双键，不易被氧化，便于贮存和运输。但应避免完全氢化，以防产物变的硬而脆。
23
(2)加碘 油脂中不饱和脂肪酸甘油酯分子的碳碳双键能与卤素发生加成反应。通过一定量油脂所能吸收的碘的数量，可测定其中所含脂肪酸的不饱和程度。
碘值：100g油脂所能吸收的碘的克数。 碘值↑→油脂的不饱和程度↑。碘值是油脂检验中的另一个重要理化常数。常用ICl或IBr作为加成试剂，其中的氯原子或溴原子能使碘活化。
24
4.干化作用 某些油在空气中放置，能生成一层干燥而有韧性的薄膜，这种现象叫做干化。具有这种性质的油称为干性油。干性油可作为油漆的原料，常用形成干燥薄膜的速度与薄膜的韧性来衡量干性的好坏。天然油脂中桐油是最好的干性油，不但干化快，而且形成的薄膜韧性好，并能耐冷热变化、耐潮湿、耐腐蚀、耐光。
25
干化作用的机理很复杂，一般认为油脂的干化过程是发生了一系列氧化聚和反应。所以干化作用的快慢主要取决于以下两个因素：
(1)油脂分子中的双键数目 双键数目↑→干化速度↑。而双键数目可用碘值来衡量： ①干性油 碘值＞130，干化结膜快。 ②半干性油 碘值100130，干化结膜较慢。 ③非干性油 碘值＜100，不结膜。 (2)油脂分子中的不饱和脂肪酸是否存共轭体系 共轭链↑→干化速度↑。例如：
26
名称 碘值 脂肪酸及结构 含量（%） 桐油 桐油酸 7491 167205 顺,反,反-Δ9,11,13-十八碳三烯酸 亚麻油 170204 亚麻酸 2558 顺,顺,顺-Δ9,12,15-十八碳三烯酸 亚麻油的聚合和干化速度比桐油慢。
27
5.高温下的变化 油脂加热到250℃以上或在180℃长时间加热，会发生聚合、缩合、分解等反应。油脂分解 → 脂肪酸氧化和分解 → 醛和酮（有苦味和臭味）。甘油脱水→ α-,β-环氧丙醛 有刺激性臭味 丙烯醛
28
§16-2 类脂类（Lipoids） 一、磷脂（Phospholipids ，p455 ) 磷脂是一类含磷的类脂化合物，是构成人体所有细胞与组织的成分。如：脑、心脏、肝脏、神经组织等。植物的全部活细胞中也含有磷脂，和维生素等一起被称为生物活性物质。磷脂和蛋白质一起是组成细胞膜最主要的成分，它不仅与细胞膜的生理功能有密切的关系，而且还是众多信息分子前体的贮备形式，在生命体机能的调控中起着重要的作用。
29
细胞膜上的磷脂主要为甘油的磷酸脂，也称为磷脂酸衍生物。另外，还存在少量鞘磷脂。主要的磷脂酸衍生物有：卵磷脂（磷脂酰胆碱），脑磷脂（磷脂酰胆胺），磷脂酰甘油，磷脂酰丝氨酸，磷脂酰肌醇等。
1.甘油磷脂 (1)磷脂酸衍生物 ①磷脂酸 磷脂酸包括-磷脂酸和 -磷脂酸。含醇羟基的小分子化合物的—OH与磷脂酸分子中P —OH上的—H脱水形成酰基，便得到一类磷脂——磷脂酸衍生物。自然界存在的主要是L--磷脂酸衍生物。
30
31
②卵磷脂 胆碱：HOCH2CH2N+(CH3)3OH-分子中的—OH与L--磷脂酸分子中P —OH上的 —H脱水形成酰基，得到L--卵磷脂。 结构如下：
32
L--卵磷脂
33
L--卵磷脂分子中磷酸部分剩余的H+与胆碱部分的OH-在分子内发生酸碱中和反应，脱水生成内盐，所以卵磷脂是以偶极离子存在。
卵磷脂控制动物体脂肪代谢，主要存于动物脑、肝脏、神经组织、心脏和血红蛋白中，蛋黄中含8~10%。植物组织中含量较少。
34
在卵磷脂分子中，与甘油形成酯的高级脂肪酸有：软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和花生烯酸。通常含有一分子饱和脂肪酸和一分子不饱和脂肪酸。所以在空气中能迅速氧化，颜色从白→黄→褐。
③脑磷脂 胆胺：HOCH2CH2NH2分子中的—OH与 L--磷脂酸分子P—OH上的—H脱水形成酰基，得到L--脑磷脂。结构如下：
35
L--脑磷脂
36
L--脑磷脂分子中胆胺部分碱性的—NH2接受磷酸部分剩余的H+，形成内盐，所以脑磷脂也是以偶极离子存在。
脑磷脂与卵磷脂共存于动、植物体的合组织和器官中，动物的脑中含量最高。在空气容易氧化，变为棕褐色。 上述磷脂类在结构上都有一个共同特点：分子中同时具有疏水基与亲水基。分子中羧酸部分的长碳链为疏水基，而偶极离子部分为亲水基。
37
正是由于这种结构特点，使得磷脂类化合物在细胞膜中起着重要的生理作用。也正因为如此，它们既能溶于有机溶剂也能溶于水（形成胶体）。但卵磷脂和脑磷脂都不溶于丙酮，可用丙酮除去这两种磷脂中所含的其他脂溶性杂质。 (2)缩醛磷脂 缩醛磷脂分子中，在甘油的- 位上有一个脂烯醚结构特征，水解后可得到脂肪醛。
39
2.鞘磷脂 和磷脂酸衍生物不同的是：鞘磷脂醇的部分不是甘油，而是神经醇；高级脂肪酸中除软脂酸、硬脂酸和二十四酸外，还有鞘磷脂特有的脑神经酸；高级脂肪酸分子中的—COOH与神经醇分子中的—NH2脱水形成酰胺。 神经醇（反式）
40
脑神经酸（顺式） 鞘磷脂
41
二、蜡（Waxes ，p455 ） 1.组成和结构 蜡是高级脂肪酸（偶数碳）的高级饱和一元醇（偶数碳）酯的混合物。其中脂肪酸和脂肪醇都在十六个碳以上。最常见的酸是软脂酸和二十六酸，最常见的醇是十六醇、二十六醇及三十醇。天然的蜡中，还含有少量游离高级脂肪酸、高级醇和烃类。 2.分类
42
(1)动物蜡 虫蜡(白蜡)：寄生于女贞树、白蜡树上的白蜡虫的 分泌物。主要成分是二十六酸二十六酯。 用于造纸，丝织品上光。 蜂蜡：工蜂腹部的蜡腺分泌出来的蜡。主要成分是二十六酸三十酯，是建造蜂窝的主要物质。 鲸蜡：来自抹香鲸头部。主要成分是十六酸十六酯。
43
(2)植物蜡 巴西棕榈蜡：棕榈科植物叶面上分泌的蜡。主要成分是十六酸三十酯。由于制造蜡纸、防水剂、光泽剂。制造蜡烛时， 若加入5% 棕榈蜡，可防止蜡烛在夏季因软化而弯曲。 3.性质 与油脂相比，蜡硬而脆，稳定性好，在空气中不易变质，难皂化。溶解性能与油脂类似。
44
本章小结 油 脂 组成和结构 油和脂肪的组成和结构；组成油脂的常见脂肪酸种类和结构 物理性质
油 脂 组成和结构 油和脂肪的组成和结构；组成油脂的常见脂肪酸种类和结构 物理性质 化学性质 水解和皂化值；酸败和酸值；硬化，加碘和碘值；干化作用 类脂类 磷脂 磷脂的种类，组成和结构 蜡 蜡的种类，组成和结构
Similar presentations
