類脂化合物解析.ppt

1、第十六章 類脂化合物,類脂是指不溶于水而溶于非（或弱）極性有機(jī)溶劑中的由生物體中取得的一類物質(zhì)。它包括油脂、蠟、磷脂（均屬酯）、萜類以及甾體化合物。是維持正常的生命活動(dòng)不可缺少的物質(zhì)。上述各物質(zhì)在化學(xué)結(jié)構(gòu)和生理功能方面并無相同之處,只是根據(jù)其脂溶性特點(diǎn)歸為一類。 類脂在生物體內(nèi)有重要的生理功能，有的能提供能量，有的構(gòu)成細(xì)胞膜，有的屬于激素（調(diào)節(jié)代謝、控制生長發(fā)育的物質(zhì)），也有些是日常必需品的原料，如香精油等。,目的要求： 1.掌握油脂的性質(zhì)；掌握萜類的結(jié)構(gòu)與分類。 2.了解蠟及表面活性劑的概念及用途； 3.了解甾體化合物的基本結(jié)構(gòu)。,類脂的簡介： 水解能得到脂肪酸的天然產(chǎn)物稱為類脂。 按水解得

2、到脂肪酸以外的產(chǎn)物分類： 一. 蠟： 長鏈(C16)脂肪酸和脂肪醇的酯。 二. 油脂(三脂肪酸甘油酯)： 長鏈脂肪酸和甘油的酯。,三.甘油磷脂：,磷酸單甘油酯與長鏈脂肪酸等一些小分子醇組成的化合物。,五.糖苷脂： 神經(jīng)鞘氨醇、脂肪酸和糖苷組成的化合物。,磷酸單甘油酯與神經(jīng)鞘氨醇、膽堿、長鏈脂肪酸的酯。,四.神經(jīng)鞘磷脂：,、油脂（油和脂肪的總稱）,甘油與三分子高級(jí)脂肪酸形成的酯（三酰化甘油酯）；包括豬油、牛油、花生油、豆油、桐油等動(dòng)植物油。,一.結(jié)構(gòu)特征及命名,1.結(jié)構(gòu),2.高級(jí)脂肪酸的特征 （1）絕大多數(shù)是直鏈結(jié)構(gòu)，極個(gè)別發(fā)現(xiàn)帶有支鏈； （2）含偶數(shù)碳原子，為C4-C26的飽和酸和C10-C2

3、4的不飽和酸； 以軟脂酸（C16）分布最廣，含于絕大部分油脂中。（300頁） （3）幾乎所有雙鍵都是順式的。,例如：亞油酸 CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 9,12,15-十八碳三烯酸(9,12,15-十八碳三烯酸),雙鍵,1.RCOO- (1)可以是長、短鏈；(2) 可以是飽和、不飽和鏈; (3)可形成甘油單脂、雙脂。 油：室溫下為液態(tài)的甘油酯； 脂肪：室溫下為固態(tài)的甘油酯。,（高級(jí)脂肪酸的三?；视王ィ?若三個(gè)烴基相同，則稱為單三酰甘油，否 則稱為混三酰甘油。天然油脂多為后者。,3.油脂水解得到的脂肪酸的特點(diǎn)：,(1) 直鏈的一元羧酸占絕大多數(shù)，

4、含取代基的 脂肪酸是少數(shù)； 脂肪酸的碳原子數(shù)幾乎都是偶數(shù)，奇數(shù)的很 少； C16和C18脂肪酸是多數(shù)； 一般不飽和脂肪酸的含量比飽和脂肪酸的要 多一些。,(2)天然脂肪酸的種類（已發(fā)現(xiàn)有170多種） 飽和脂肪酸 通式為CnH2nO2 一般 C4-C24脂肪酸多存在于油脂中; C24以上的脂肪酸存在于蠟中。 不飽和脂肪酸 一烯酸(CnH2n-2O2)， 含有一個(gè)雙鍵的不飽和 脂肪酸。如油酸：,.,.二烯酸(CnH2n-4O2),含有兩個(gè)雙鍵的不飽和脂 肪酸。如亞油酸：,順，順-9，12-十八碳二烯酸,.三烯酸(CnH2n-6O2)， 含有三個(gè)雙鍵的不飽和脂 肪酸。如亞麻酸：,順，順，順-9，12

5、，15-十八碳三烯酸,桐油酸：,順，反，反-9，11，13-十八碳三烯酸,.四烯酸(CnH2n -8O2)， 含有四個(gè)雙鍵的不飽和 脂肪酸。如花生四烯酸：,順，順，順，順-5，8，11，14-二十碳四烯酸,(3) 含有取代基的脂肪酸 在天然油脂中，脂肪酸的碳鏈上含有取代基 的情況并不多見，主要是羥基或羰基取代酸。 如蓖麻酸：,(4) 不飽和脂肪酸的特殊反應(yīng) 堿熔水解反應(yīng)：,氧化反應(yīng)： 生成醛：,生成過氧化物,脂肪酸鹽的生成（包括從飽和脂肪酸而來的）,(5)不飽和脂肪酸與生命的關(guān)系 有生理活性，能降低血脂、膽固醇； 促進(jìn)腦細(xì)胞形成，延緩大腦衰老。,3.命名,二.物理性質(zhì),1. 常溫下呈液態(tài)為油，

6、呈固態(tài)和半固態(tài)為脂。 2. 比水輕，15時(shí)，比重在：0.90.98之間。 3. 不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。 4. 無固定的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)。（因其雙鍵順式的結(jié)構(gòu)，不飽和 脂肪酸的熔點(diǎn)低于飽和脂肪酸的熔點(diǎn)，室溫下為液體。）,三. 化學(xué)性質(zhì)（主要反映了酯和雙鍵的特性）,1. 水解（皂化）,在堿性條件下水解，生成高級(jí)脂肪酸的鈉 鹽（肥皂）。,皂化值：指完全皂化1克油脂所需的KOH毫克數(shù)。皂 化值越大，脂肪酸的平均相對分子質(zhì)量越小。不同的 油脂所含脂肪酸不同，有一定的皂化值，否則說明質(zhì) 量不合格。,例：徹底氫化（酯還原反應(yīng)）-也叫氫解反應(yīng),2. 氫化反應(yīng) （含不飽和脂肪酸的油脂可發(fā)生氫的加成。也叫油 脂的硬

7、化。提高熔點(diǎn)，不易被空氣氧化變質(zhì)，便于 儲(chǔ)存運(yùn)輸。）,三硬脂酰甘油,3. 干性 不飽和脂肪酸中含有處于共軛體系的C=C（見302頁）,某些油涂成薄層，在空氣中就逐漸變成了有韌性（彈性）的固態(tài)薄膜。,干性油： 結(jié)膜快； 半干性油：結(jié)膜慢； 不干性油：不能結(jié)膜。,4加碘 碘值：100克油脂所能吸收碘的克數(shù)。碘值與油脂的不飽和程度成正比。碘值越大，油脂的不飽和程度越高。,干性油： 碘值 130； 半干性油：碘值 100130； 不干性油：碘值 100,碘不易與雙鍵加成，常用ICl或IBr的醋酸溶液代替碘。,5酸?。河椭弥煤笈c空氣中的氧、水和微生物作用引起變質(zhì)。原因?yàn)椴伙柡退嶂须p鍵被氧化形成過氧化物

8、再分解。中和1克油脂所需要的KOH的毫克數(shù)稱為酸值。,酸值可衡量油脂腐敗的程度。,飽和脂肪酸也會(huì)發(fā)生-氧化作用（見書）,、肥皂及合成表面活性劑,一. 肥皂的組成及乳化作用,1.肥皂：70%高級(jí)脂肪酸鈉，30%的水分。加入一些添加劑。,2.去污原理 - 主要是一種膠體現(xiàn)象（膠束和乳化）。,a. 降低水表面的張力 b.形成穩(wěn)定的乳濁液,油污在肥皂水中分散的示意圖,二. 合成表面活性劑舉例,1陰離子表面活性劑 （如肥皂），可作洗滌劑、起泡劑等。水中帶有疏水基的陰離子,2. 陽離子型表面活性劑,溴化二甲基芐基十二烷基銨（是新潔爾滅的主要成分）,水中帶有疏水基的陽離子，可消毒殺菌,3. 兩性型,4. 非

9、離子型表面活性劑,. 蠟,一、存在：廣泛存在于動(dòng)植物界。如許多海生浮游生物中，某些動(dòng)物羽毛、毛皮或植物的葉及果實(shí)的保護(hù)層。如蜂蠟、蟲蠟、鯨蠟、巴西棕櫚蠟等。,主要成分為偶數(shù)碳原子的高級(jí)脂肪酸和高級(jí)一元醇所形成的酯，多為固體，不溶于水，溶于有機(jī)溶劑。化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不能皂化，不易水解，也不能消化吸收。, 二. 化學(xué)組成：是16個(gè)C原子以上的偶數(shù)C原子的羧酸和高級(jí)一元醇形成的酯。與石蠟（礦物）的化學(xué)組成完全不同（石油中含20個(gè)碳以上的高級(jí)烷烴，不是酯）。 三. 化學(xué)性質(zhì)：較大穩(wěn)定性，不易變質(zhì)，難于皂化。 四. 用途: 蠟紙、防水劑、光澤劑、香脂、羊毛脂等。,一. 存在：動(dòng)物的腦、肝、蛋黃、植物的種子

10、及微生物中。動(dòng)植物體內(nèi)都含有豐富的磷脂。,二. 結(jié)構(gòu)：是含磷的類脂化合物。例：卵磷脂、腦磷脂、神經(jīng)鞘磷脂等等。,. 磷脂,磷脂酸（磷酸單酯）,指含有磷酸酯類結(jié)構(gòu)的脂類，可分為甘油磷脂和鞘磷脂兩類。是構(gòu)成細(xì)胞膜的基本成分。,不同的磷脂的R基不同，C2有手性，R構(gòu)型。,*,磷脂分為兩類： 甘油磷脂和神經(jīng)磷脂。它們的分子中都含有磷酸 酯的結(jié)構(gòu)。,一、甘油磷脂,R 飽和烴基 R不飽和烴基,腦磷脂(PE),卵磷脂(PC),二. 神經(jīng)鞘磷脂（鞘磷脂）,三. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,磷脂類在結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)是，分子中同時(shí)具有親油基與親水基。,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰膽堿,卵磷脂,腦磷脂,甘油磷脂以偶極離子的形式存在。分子中的

11、磷脂部分仍 有高度酸性，電離后產(chǎn)生的質(zhì)子可與乙醇胺中的氨基成 鹽，也能中和膽堿中的氫氧根離子。甘油磷脂中既有疏 水的脂肪酸長碳鏈，又有親水的偶極離子結(jié)構(gòu)，是兩性 物質(zhì)，可作乳化劑。 卵磷脂存在與腦組織與大豆中，卵黃中的含量最豐富。 在人體內(nèi)與脂肪的代謝有密切關(guān)系，可促使油脂迅速生 成磷脂，防止脂肪在肝內(nèi)大量存積，能防治脂肪肝。 腦磷脂常與卵磷脂并存，以動(dòng)物腦中含量最多，其結(jié)構(gòu) 和理化性質(zhì)與卵磷脂相似，可用冷乙醇將二者分離。腦 磷脂與血液的凝固有關(guān)，血小板內(nèi)能促使血液凝固的凝 血激酶就是由腦磷脂與蛋白質(zhì)所組成。 鞘磷脂又稱神經(jīng)鞘磷脂，是動(dòng)植物細(xì)胞膜的主要成分。 在大腦和神經(jīng)組織中含量較多。,神經(jīng)

12、鞘磷脂（鞘磷脂）,1.神經(jīng)鞘氨醇,神經(jīng)鞘氨醇,脂酰鞘氨醇(神經(jīng)酰胺),2. 神經(jīng)鞘磷脂,磷脂與生物膜 生物膜是蛋白質(zhì)、糖和脂類組成的有機(jī)集合體，又稱細(xì)胞膜或質(zhì)膜。膜使細(xì)胞與他們的環(huán)境隔離并具有個(gè)性。膜是具有高度選擇性的半透性屏障，也是控制細(xì)胞及其環(huán)境之間的信息流。有些膜也發(fā)生化學(xué)或電的信號(hào)。膜含有對外來信息的專一性受體，可用來檢測外來的信號(hào)（如光的感受、激素的反應(yīng)、細(xì)菌向食物的運(yùn)動(dòng)等。）因此，膜在生物通訊中起著中心作用。膜的脂類中主要是磷脂、糖脂和膽固醇，均為兩性分子。 在水介質(zhì)中大多數(shù)磷脂形成雙分子片結(jié)構(gòu)，脂類雙層對離子和極性分子是高度不通透的，但水例外。某些極性藥物不能透過膜到細(xì)胞內(nèi)，科學(xué)

13、家們利用磷脂在水中形成脂泡（脂質(zhì)體）的方法將極性藥物透過質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。,. 萜類,一、概念 異戊二烯規(guī)則：萜類化合物可看成是由若干個(gè)異戊二烯分子首尾相連而成。 萜類化合物：各種異戊二烯的低聚體、氫化物及其含氧衍生物均稱為萜類化合物。 結(jié)構(gòu)特征：碳原子數(shù)都是5的整數(shù)倍。,廣泛分布于植物、昆蟲和微生物中。中草藥中許多色素、揮發(fā)油、樹脂、苦味素等大多屬于萜類成分，與藥物關(guān)系密切。,二. 分類 類別 異戊二烯單位數(shù) 碳原子數(shù) 單萜類 2 10 倍半萜 3 15 二萜類 4 20 三萜類 6 30 四萜類 8 40 多萜類 8 40,有鏈狀單萜類，單環(huán)單萜類和雙環(huán)單萜類。,二萜含二環(huán)和三環(huán)的較多，樹脂

14、類主要成分。,胡蘿卜素、番茄紅素屬于四帖類。,萜(Terpene)：香精油中存在的一類通式為C10H16的脂環(huán)烴叫做萜。 萜類化合物：存在于自然界，以異戊二烯碳架為 基本單位的一類化合物稱為萜類化合物。通式： （C5H8)n。,苧烯-屬單萜,橙花醇-屬單萜,維生素A-屬二萜,-胡蘿卜素-屬四萜,（鏈狀單萜）,（環(huán)狀單萜）,（單環(huán)二萜）,番茄紅素是-胡蘿卜素的異構(gòu)體，是開鏈萜。(P308314),二.開鏈萜,開鏈萜類又稱無環(huán)萜類。,月桂烯,檸檬醛合成紫羅酮化合物：,三. 環(huán) 萜,1.單環(huán)單萜,(苧烷) (苧烯) (薄荷醇),苧烯存在于檸檬油、桔子油及其它香精油中。,薄荷醇,有23=8個(gè)異構(gòu)體；其

15、左旋體是薄荷油的主要成分；用作香料、防腐劑及麻醉劑。,二聚異戊二烯的環(huán)狀結(jié)構(gòu),（薄荷酮）,2.雙環(huán)單萜 根據(jù)兩環(huán)連接方式的不同，分為四大類：,苧 蒈 蒎 莰,(Kai),其中重要的化合物為a-和-蒎烯,2莰醇 (冰片或龍腦),莰酮 (樟腦),蒎烯可用來合成樟腦，樟腦、冰片是合成藥物的原料。,樟腦,冰片,3.倍半萜,4.二萜,5.三萜,天然橡膠為異戊二烯的髙聚體，故不屬萜類化合物。,胡蘿卜素為生物合成視紫質(zhì)的原料。,維生素A（視黃醇） C20H29OH,維生素A,來自牛乳、蛋黃、魚肝油中。 缺乏維生素A，會(huì)引起眼球干燥、夜盲癥等。,.甾體化合物(類固醇化合物),甾族化合物的基本骨架,(含有環(huán)戊烷和氫化菲并聯(lián)的骨架),廣泛存在于動(dòng)植物體內(nèi)，如氫化可的松、黃體酮、睪丸素等。,一.甾族化合物概論,菲,結(jié)構(gòu):,環(huán)戊烷高氫化菲,R1，R2常為甲基，又稱角甲基。 R3因化合物不同而異。,甾族化合物分為：甾醇、膽汁酸、甾族激素和甾族生物堿等。,膽甾烷(A、B反式),糞甾烷(A、B順式),二. 甾 醇,(膽甾醇),(結(jié)石的主要成分),存在于血液、骨髓、腦中。