第四章脂类化合物

第四章 脂类化合物 Lipids1.掌握 脂类的概念与类别2.掌握几种常见脂肪酸的结构及脂肪酸的共性3.掌握甘油三酯的结构与化学性质4.了解几种重要的甘油磷脂、糖脂的结构与类型5.了解胆固醇的结构及生理功能6.掌握生物膜的结构和功能难点：甘油三酯的化学性质，磷脂的结构、糖脂的结构4.1 脂类的概念与类别脂类的概念脂质的分类脂质的生物功能一、脂类的概念v 脂类（质） 是一类不溶于水而能溶于非极性溶剂的，由脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。参与脂质组成的脂肪酸多是 4碳以上的长链一元羧酸，醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。 脂类是生物体中的重要有机物，是 主要由碳氢结构成分构成的一大类生物大分子。 其共同点是不溶于水，只溶于苯、乙醚、氯仿及石油醚等有机溶剂中 。二、脂质的分类脂质是由 C、 H、 O，有的还含有 N、 P等元素组成。按化学的观点 脂质是脂肪酸 +醇 酯，酯的衍生物 1.按脂类的皂化性质分 可皂化脂类 ：（ 1）中性脂肪：甘油三酯，或三酰甘油，也称脂肪。（ 2）磷脂类：甘油磷脂和鞘磷脂（ 3）蜡：长链脂肪酸与长链醇形成的酯 非皂化脂类 ：（ 1）萜类（异戊二烯的衍生物）（ 2）类固醇类（环戊烷多氢菲的衍生物）（ 3）前列腺素（ 20碳不饱和脂肪酸的衍生物）2按脂质化学结构分（ 1）单脂 （ simple lipid）： 脂肪酸与醇类形成的酯。脂肪酸与醇类形成的酯。甘油酯、鞘酯、胆固醇酯、蜡甘油酯、鞘酯、胆固醇酯、蜡脂（ fat）、 油（ oil）、 蜡（ wax） （ 2）复脂 （ complex lipid）或 复合脂复合脂磷脂 : 含磷酸的单脂衍生物。 甘油磷甘油磷 酯 、鞘磷、鞘磷 酯糖脂 : 含糖的单脂衍生物。 甘油糖脂、鞘糖脂、脂甘油糖脂、鞘糖脂、脂蛋白蛋白（ 3）衍生脂）衍生脂 ：固醇类固醇类萜类萜类三、脂质的主要生理功能1.生物膜的组成成分2提供能量。是碳及能量的主要储存形式 。 人体内氧化 1g脂肪可得到 38KJ热能，氧化 1g糖或蛋白质只能得到 17KJ热能 .贮存能量和供给能量是脂肪最重要的生理功能。脂肪组织是体内专门用于贮存脂肪的组织，当机体需要时，脂肪组织中贮存在脂肪可动员出来分解供给机体能量。3保护作用和御寒作用。 脂肪组织还可起到保持体温，保护内脏器官的作用 。作为缓冲屏障以防止热、电及机械冲击，保护机体表面以防止感染及水分的过度丢失4促进人及动物体吸收脂溶性物质。为脂溶性物质提供溶剂， 溶解一些维生素及激素5提供必需脂酸。 6参与细胞的识别脂类作为细胞表面的物质，与细胞识别、免疫等密切相关。 7有些脂类还具有维生素和激素的功能。是其他重要生理活性物质的前体4.2 脂酰甘油类一、甘油三酯的组成：脂肪：甘油三酯，三酰甘油， triglyceride（ TG） 是甘油与脂肪酸所形成的产物，甘油三酯是脂类中最丰富的一类。1.甘油2.脂肪酸自然界中，目前已发现 100余种脂 肪 酸。脂肪酸是 具有长碳氢链和一个羧基末端的有机物 的总称。主要在链的长度和饱和度方面有差异，分饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。在自然界中只有极少数脂肪酸独立存在，绝大多数是作为其他脂类的酯化组分。（ 1）脂肪酸的基本结构低级脂肪酸： 碳原子数小于 10的脂肪酸；熔点偏低，常温下呈液态高级脂肪酸： 碳原子数大于 10的脂肪酸，常温下为固体（ 2）常见的脂肪酸类型 饱和脂肪酸：如硬脂酸、酪酸、洋油酸、豆蔻酸等。 不饱和脂肪酸：单不饱和脂肪酸：如棕榈酸、油酸等。多不饱和脂肪酸：如亚油酸、花生四烯酸等。 动物的脂肪酸是直链的，所含双键可多达 6个 含羟基和酮基的脂肪酸：如蓖麻油酸（含羟基）、乳菇酸（含酮基）等。 细菌中还含有支链的、羟基的脂肪酸 . 含分枝和环状结构的脂肪酸：如结核硬脂酸、大风子油酸等。 植物脂肪酸中含有炔基、环氧基、酮基等基团。月桂酸豆蔻酸软脂酸棕榈酸硬脂酸花生酸木蜡酸棕榈油酸油酸亚油酸花生四烯酸亚麻酸（ 3）脂肪酸的共性 一般为 偶数碳原子 多为直链。 绝大多数不饱和脂肪酸中的 双键为顺式。 不饱和脂肪酸 双键位置 有一定的 规律性。 脂肪酸分子的 碳链越长，熔点越高；不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸的熔点低 。3.甘油三酯的结构示意图硬脂酰 亚油酰 棕榈酰二、 甘油三酯甘油三酯 的性质甘油三酯性质与其中的脂肪酸性质有关 （如熔点：组分中的脂肪酸碳链越长、饱和度越高则熔点越高）1.由酯键产生的性质 水解和皂化皂化值（价） :(saponification number or value)： 完全 皂化 1g脂肪所需 KOH的 mg数。 可用来推算油脂的平均分子量 ,从而 评估油的质量TG平均 Mr 3561000 皂化价2.由不饱和脂酸产生的性质 （ 1） 氢 化： 催化 剂 存在 时 油脂中的双 键 与 氢发 生加成反 应 。 氢化作用可将液 态 的油 转变为 固 态 的 酯 CH CH Ni or Pd or Pt加氢 CH2 CH2（ 2）卤化： CH CH I2 CH CHI I碘值（价）（ iodine number or value） :（不饱和键的多少）100克脂肪吸收碘的克数 。 可用来测定脂肪中脂肪酸的 不饱和度（ 3）氧化：油脂长时间暴露在空气中会自行发生酸臭和口味变苦的现象 酸败 氧化性酸败：由于空气中的氧使不饱和脂酸氧化，产生醛和酮 等，称氧化性酸败。酸败的原因有两方面 :温和条件下氧化（如空气）： 过氧化物剧烈条件下氧化：如臭氧 水解性酸败：由于光、热或微生物的作用，使油脂水解生成脂 酸，低级脂酸有臭味，称水解性酸败。 酸值（价）（ acid number or value）： 中和 1g油脂中的 游离脂肪酸 所需 KOH的 mg数。表示 酸败程度。 可测游离脂肪酸含量，表示油脂品质好坏 .三、必需脂肪酸v 必需脂肪酸（ essential fatty acids）： 维持生物体生命活动所必需的、但自身不能合成或合成速度慢不能满足需要，必须从体外摄取的脂肪酸 。如亚油酸和 - 亚麻酸。必需脂肪酸不仅是许多生物膜的重要组成成分，而且是合成一类生理活性物质如 前列腺素、凝血噁烷和白三烯等二十碳烷化合物的前体 。v 几种常用油脂和食物中必需脂肪酸含量（占脂肪酸总量 %）油脂名称 亚油酸 亚麻酸 食物名称 亚油酸 亚麻酸豆油 52.2 10.6 猪肉 13.6 0.2花生油 37.6 猪肝 15.0 0.6玉米油 47.8 0.5 牛肉 5.8 0.7菜子油 14.2 7.3 羊肉 9.2 1.5米糠油 34.0 1.2 鸡肉 24.2 2.2芝麻油 43.7 2.9 鸡蛋黄 11.6 0.6猪脂 8.3 0.2 牛奶 4.4 1.4牛脂 3.9 1.3 鲤鱼 16.4 2.0羊脂 2.0 0.8 带鱼 2.0 1.2鸡油 24.7 1.3 鲫鱼 6.9 4.7一、磷脂的种类1.甘油磷脂类（ 含 甘油 的 甘油磷脂）油酸磷脂酸4.3 磷脂类 :是分子中含磷酸的复合脂几种重要的甘油磷脂的结构 (1) 磷脂酰胆碱（ phosphatidyl Choline, PC）： 也称卵磷脂（ lecithin） X为胆碱胆碱的生物功能 :乙酰胆碱是重要的神经递质，传导神经冲动。 防止脂肪肝。生物体内的甲基供体。胆碱具有碱性、醇性在微生物中由 2分子的磷脂酰甘油生物合成 1分子的心磷脂 。(2) 磷脂酰乙醇胺：（ phosphatidyl ethanolamine） PE。也称脑磷脂 （ cephalin） X: 乙醇胺(3)磷脂酰丝氨酸（ phosphatidyl serine）： X: 丝氨酸卵磷脂与脑