脂类有机化学.ppt

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1、第十六章第十六章 脂脂 类类 第一节第一节 油脂和蜡油脂和蜡 第二节第二节 磷磷 脂脂 第三节第三节 甾族化合物甾族化合物 脂类广泛存在于生物体内，是一类在化学组脂类广泛存在于生物体内，是一类在化学组成、化学结构和生理功能上有较大差异，但都具成、化学结构和生理功能上有较大差异，但都具有脂溶性的有机化合物有脂溶性的有机化合物 。 可以用乙醚、氯仿和苯等非极性有机溶剂从可以用乙醚、氯仿和苯等非极性有机溶剂从动植物组织中提取出脂类化合物。动植物组织中提取出脂类化合物。第十六章 脂 类 主要有主要有油脂油脂、蜡蜡、磷脂磷脂和和甾族化合物甾族化合物等。等。 上页上页下页下页首页首页第十六章 脂 类 第一

2、节 油脂和蜡 (一、油脂) 第一节第一节 油脂和蜡油脂和蜡 油脂是油脂是油油(oil)和和脂肪脂肪(fat)的总称。常温下呈固的总称。常温下呈固态或半固态的油脂称为脂肪态或半固态的油脂称为脂肪, 呈液态的称为油。呈液态的称为油。 (一一) 油脂的组成和结构通式油脂的组成和结构通式 CH2CHCH2OOOCCCR1R2R3OOO 油脂是由一分子甘油与三分油脂是由一分子甘油与三分子高级脂肪酸所形成的酯，称为子高级脂肪酸所形成的酯，称为三酰甘油三酰甘油(triacylglycerols)，医学，医学上称作上称作甘油三酯甘油三酯(triglycerides)。天然油脂分子中的三个高级脂肪天然油脂分子中

3、的三个高级脂肪酸的酰基链是不相同的。酸的酰基链是不相同的。上页上页下页下页首页首页CH2CCH2OOCCR1R3OOOHCR2O123第十六章 脂 类 第一节 油脂和蜡 (一、油脂) 天然油脂是各种三酰甘油的混合物，分子具天然油脂是各种三酰甘油的混合物，分子具有手性，都是有手性，都是L-构型，即在构型，即在 Fischer投影式中甘投影式中甘油油C2上的脂酰基在碳链的左侧。上的脂酰基在碳链的左侧。 混三酰甘油混三酰甘油上页上页下页下页首页首页 天然油脂中已发现的天然油脂中已发现的脂肪酸脂肪酸有几十种，一般含有几十种，一般含12至至20之间的之间的偶数碳原子偶数碳原子的的直链直链饱和脂肪酸和不饱

4、和脂肪酸。饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。 不饱和脂肪酸主要有油酸、亚油酸、亚麻酸和花生四烯不饱和脂肪酸主要有油酸、亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。除此之外，还有来自鱼油和海食品中的二十碳五烯酸。除此之外，还有来自鱼油和海食品中的二十碳五烯酸（酸（EPA）和二十二碳六烯酸（）和二十二碳六烯酸（DHA）。）。第十六章 脂 类 第一节 油脂和蜡 (一、油脂) 上页上页下页下页首页首页第十六章 脂 类 第一节 油脂和蜡 (一、油脂) 上页上页下页下页首页首页第十六章 脂 类 第一节 油脂和蜡 (一、油脂) (二二) 脂肪酸的命名脂肪酸的命名 l 脂肪酸的名称常用俗名，如软脂酸、油酸、脂肪酸的名称常用俗名，如软

5、脂酸、油酸、花生四烯酸等。花生四烯酸等。 l 脂肪酸的系统命名法与一元羧酸的系统命名脂肪酸的系统命名法与一元羧酸的系统命名法相似，不同之处是脂肪酸的碳原子有三种编法相似，不同之处是脂肪酸的碳原子有三种编码体系，分别为码体系，分别为编码体系、编码体系、编码体系编码体系和和希希腊字母编号体系腊字母编号体系；命名时可用各种不同编码体；命名时可用各种不同编码体系表示。系统名称还可用简写符号表示。系表示。系统名称还可用简写符号表示。上页上页下页下页首页首页第十六章 脂 类 第一节 油脂和蜡 (一、油脂) HOOC-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH31 1 2 2 3 3

6、4 4 5 5 6 67 7 8 89 9 1 10 0 1 11 1 1 12 212 11 10 98 7 65 4 3 2 1脂肪酸碳原子的三种编码体系脂肪酸碳原子的三种编码体系 编码体系编码体系: :编号从编号从羧基碳原子羧基碳原子开始开始( (系统命名法常用系统命名法常用) ) 编码体系编码体系：编号从：编号从甲基碳原子甲基碳原子开始开始 希腊字母编号希腊字母编号：同羧酸。末端甲基碳称为：同羧酸。末端甲基碳称为碳原子碳原子 上页上页下页下页首页首页第十六章 脂 类 第一节 油脂和蜡 (一、油脂) 简写符号原则：用阿拉伯数字写出脂肪酸简写符号原则：用阿拉伯数字写出脂肪酸碳原子碳原子的总

7、数的总数，然后在冒号后写出，然后在冒号后写出双键的数目双键的数目，最后在或，最后在或右上角标出右上角标出双键的位置双键的位置（和（和几何构型几何构型）。）。 俗名俗名: : 棕榈油酸棕榈油酸编码体系命名编码体系命名: :编码体系命名：编码体系命名：CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH17 8 169-十六碳烯酸十六碳烯酸7-十六碳烯酸十六碳烯酸简写符号简写符号： 16:19简写符号：简写符号： 16:17上页上页下页下页首页首页l 人体内的不饱和脂肪酸按人体内的不饱和脂肪酸按编码体系分为编码体系分为-3族族（如（如 -亚麻亚麻酸）、酸）、-6族族（如亚油酸）和（如亚油酸）和-9族族

8、（如油酸）。族内的不饱（如油酸）。族内的不饱和脂肪酸均可以本族的母体脂肪酸为原料在体内衍生，而不和脂肪酸均可以本族的母体脂肪酸为原料在体内衍生，而不同族的脂肪酸不能在体内相互转化。同族的脂肪酸不能在体内相互转化。第十六章 脂 类 第一节 油脂和蜡 (一、油脂) l -亚麻酸是亚麻酸是-3族多烯脂肪酸的母体，人体内只要从食物中族多烯脂肪酸的母体，人体内只要从食物中获得获得 -亚麻酸就可以转化成亚麻酸就可以转化成-3族的多烯脂肪酸族的多烯脂肪酸EPA 和和DHA。-3族的多烯脂肪酸对于心血管疾病的防治有重要作用。族的多烯脂肪酸对于心血管疾病的防治有重要作用。 l -6族的多烯脂肪酸可由族的多烯脂肪

9、酸可由-6族的母体亚油酸衍生，族的母体亚油酸衍生，亚油酸在体内可以转化成亚油酸在体内可以转化成-亚麻酸亚麻酸, 进而转化成花生进而转化成花生四烯酸。四烯酸。 上页上页下页下页首页首页l 少数不饱和脂肪酸如亚油酸和亚麻酸不能在人体内合成，花少数不饱和脂肪酸如亚油酸和亚麻酸不能在人体内合成，花生四烯酸体内虽能合成，但数量不能完全满足人体生命活动的生四烯酸体内虽能合成，但数量不能完全满足人体生命活动的需求，象这些人体不能合成或合成不足，必须从食物中摄取的需求，象这些人体不能合成或合成不足，必须从食物中摄取的不饱和脂肪酸，称为不饱和脂肪酸，称为必需脂肪酸必需脂肪酸（essential fatty ac

10、id）。）。 (三三) 油脂的物理性质油脂的物理性质 第十六章 脂 类 第一节 油脂和蜡 (一、油脂) l 天然油脂没有恒定的沸点和熔点。含不饱和脂天然油脂没有恒定的沸点和熔点。含不饱和脂肪酸多时有较高的流动性和较低的熔点。肪酸多时有较高的流动性和较低的熔点。l 纯净的油脂是无色、无臭、无味的中性化合物。纯净的油脂是无色、无臭、无味的中性化合物。大多数天然油脂由于含有少量色素、游离脂肪酸、大多数天然油脂由于含有少量色素、游离脂肪酸、磷脂和维生素等物质而呈现颜色磷脂和维生素等物质而呈现颜色(黄色和红色黄色和红色)。l 油脂的密度均小于油脂的密度均小于1g/cm3, 不溶于水不溶于水, 微溶于低级

11、微溶于低级醇醇, 易溶于乙醚、氯仿、苯和石油醚等有机溶剂。易溶于乙醚、氯仿、苯和石油醚等有机溶剂。上页上页下页下页首页首页第十六章 脂 类 第一节 油脂和蜡 (一、油脂) (四四) 油脂的化学性质油脂的化学性质 (若油脂中含不饱和脂肪酸若油脂中含不饱和脂肪酸)1. 水解与皂化水解与皂化: 油脂的碱性水解称为油脂的碱性水解称为皂化皂化。 + 3 NaOHCH2CHCH2OHOHOH+R1COONaR2COONaR3COONaCH2CHCH2OOOCOR1CR2OCOR3甘油甘油肥皂肥皂上页上页下页下页首页首页第十六章 脂 类 第一节 油脂和蜡 (一、油脂) l 1g 油脂完全皂化所需氢氧化钾的油

12、脂完全皂化所需氢氧化钾的mg数叫皂化值数叫皂化值(saponification number)。皂化值越大。皂化值越大, 油脂中三酰油脂中三酰甘油的平均相对分子质量越小。甘油的平均相对分子质量越小。l 油脂是一种混合物油脂是一种混合物, 除能皂化者外除能皂化者外, 还有约还有约1%3%的部分不能皂化的部分不能皂化(即不与碱作用即不与碱作用,也不溶于水也不溶于水), 这些物这些物质包括维生素质包括维生素A、D、E、K、蜡及甾醇等。、蜡及甾醇等。l 皂化值是衡量油脂质量的指标之一，并可反映油皂化值是衡量油脂质量的指标之一，并可反映油脂皂化时碱的用量。脂皂化时碱的用量。上页上页下页下页首页首页第十六

13、章 脂 类 第一节 油脂和蜡 (一、油脂) 含有不饱和脂肪酸的三酰甘油可发生加成反应，含有不饱和脂肪酸的三酰甘油可发生加成反应，可与氢、碘等试剂进行加成。可与氢、碘等试剂进行加成。2. 加成加成 (1) 加氢加氢：含不饱和脂肪酸的油脂在催化剂作：含不饱和脂肪酸的油脂在催化剂作用下加氢用下加氢, 油脂中的不饱和脂肪酸即转变为饱和脂油脂中的不饱和脂肪酸即转变为饱和脂肪酸。加氢的结果：液态的油转化成半固态的脂肪酸。加氢的结果：液态的油转化成半固态的脂肪。所以这种氢化也叫做肪。所以这种氢化也叫做“油脂的硬化油脂的硬化”。氢化。氢化后的油脂不易变质后的油脂不易变质, 可用作制造肥皂、脂肪酸、甘可用作制造

14、肥皂、脂肪酸、甘油、人造奶油等的原料。油、人造奶油等的原料。 氢化反应常用氢化反应常用Ni做催化做催化剂剂, 反应条件一般为反应条件一般为110190, 13atm。上页上页下页下页首页首页第十六章 脂 类 第一节 油脂和蜡 (一、油脂) 100g油脂所能吸收碘的克数叫做碘值油脂所能吸收碘的克数叫做碘值(iodine number)。碘值越大碘值越大, 三酰甘油中所含的双键数目越多三酰甘油中所含的双键数目越多, 油脂的不油脂的不饱和程度也越大饱和程度也越大。在实际测定中。在实际测定中, 由于碘与碳碳双键加成由于碘与碳碳双键加成的反应速度很慢的反应速度很慢, 所以常用氯化碘所以常用氯化碘(ICl

15、)或溴化碘或溴化碘(IBr)的冰的冰醋酸溶液与油脂反应醋酸溶液与油脂反应, 最后折算成碘值。最后折算成碘值。药典对药用油脂的皂化值和碘值都有明确规定。如药典对药用油脂的皂化值和碘值都有明确规定。如: 蓖麻油：碘值，蓖麻油：碘值，8090； 皂化值，皂化值，176186 花生油：碘值，花生油：碘值，84100；皂化值，；皂化值，185195(2) 加碘加碘上页上页下页下页首页首页第十六章 脂 类 第一节 油脂和蜡 (一、油脂) 上页上页下页下页首页首页3. 酸败酸败 （rancidity） 第十六章 脂 类 第一节 油脂和蜡 (一、油脂) 油脂久放后发生变质油脂久放后发生变质, 产生难闻气味的现

16、象叫产生难闻气味的现象叫酸败酸败。 CH2CH CHCH2CH2CCCH2HHOOO2油油脂脂中中不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸( (部部分分结结构构) )过过氧氧化化物物CH2CHO+ HCCH2O小分子醛类CH2CO2H小分子酸类 油脂酸败的另一个原因是饱和脂肪酸的油脂酸败的另一个原因是饱和脂肪酸的-氧化氧化。在潮湿。在潮湿的空气中油脂发生水解生成的饱和脂肪酸的空气中油脂发生水解生成的饱和脂肪酸,在霉菌或微生物作在霉菌或微生物作用下用下,发生发生生物氧化生物氧化,最终可转化成具有难闻气味的酮和酸。最终可转化成具有难闻气味的酮和酸。 上页上页下页下页首页首页l 中和中和1g油脂中的游离脂肪酸所需氢氧化钾的油脂中的游离脂肪酸所需氢氧化钾的mg数称为油脂的酸值。数称为油脂的酸值。酸值大，说明油脂中游离脂酸值大，说明油脂中游离脂肪酸含量较高，即油脂酸败程度较严重。通常酸肪酸含量较高，即油脂酸败程度较严重。通常酸值值 6.0 的油脂不能食用。的油脂不能食用。l 油脂酸败的重要标志是油脂中游离脂肪酸的含量油脂酸败的重要标志是油脂中游离脂肪酸的含量增加。油脂中游离脂肪酸的含量常用增加。油脂中游离脂肪酸