江西省乐安一中高二化学 37油脂和蛋白质培优教案.doc

油脂和蛋白质 基础知识 1油脂是甘油和高级脂肪酸（硬脂酸c17h35cooh，软脂酸c15h31cooh和油酸c17h33cooh）生成的甘油酯.它的结构可表示为： ，结构式中的r1，r2，r3可以相同，也可以不同。相同称单甘油酯,不同称混甘油酯.天然油脂大都是混甘油酯。结构式中的 部分称为酯基,是酯的官能团.2.油脂发生的反应.油脂兼有烯和酯的性质,主要是发生加成和水解反应. c17h33cooch2 c17h35cooch2油脂的氢化:c17h33cooch + 3h2c17h35cooch c17h33cooch2 c17h35cooch2 软脂酸甘油酯(油) 硬脂酸甘油酯(脂肪)此反应叫油脂的氢化,也叫油脂的硬化,属于加成反应.油脂的水解:在有酸或碱或水蒸气存在下油脂跟水能发生水解反应,生成甘油和相应的高级脂肪酸(或盐)。如: c17h35cooch2 ch2oh c17h35cooch + 3h2o3c17h35cooh + choh c17h35cooch2 ch2oh 硬脂酸甘油脂 硬脂酸 甘油油脂在碱性条件下水解,得到高级脂肪酸钠,称为皂化反应。例如: c17h35cooch2 ch2oh c17h35cooch + 3naoh 3c17h35coona + choh c17h35cooch2 ch2oh 硬脂酸钠(是肥皂有效成分)3.肥皂和洗衣粉的比较成分:肥皂有效成分是高级脂肪酸钠盐,加入填充剂(如松香、硅酸钠和粘土).洗衣粉的成分主要是烷基苯磺酸钠或烷基磺酸钠,再根据需要加入添加剂.去污原理:肥皂和洗衣粉结构中,都有极性的亲水基(-coona或-coo-；-so3na或-so3-)和非极性的憎水基(r-).亲水基插入水中,憎水基插入油滴中,经过洗涤过程,达到洗涤目的.合成洗衣粉比肥皂有优点. 使用洗衣粉不受水质限制;去污能力更强而且适于在洗衣机中使用;制洗衣粉原料来源于石油,价钱便宜.但是,要注意洗涤剂的废水不要随意排放,防止水体污染.4.氨基酸nh2羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基(-nh2)取代后的生成物,叫做氨基酸.如果羧酸中的氢原子(r-ch2-cooh)被氨基取代,得到-氨基酸.如:ch2-cooh叫甘氨nh2nh2nh2酸(-氨基乙酸).ch3-ch-cooh叫丙氨酸(-氨基丙酸)ch2-ch-cooh叫苯丙氨酸(-氨基-苯基丙酸).hooc-ch2-ch2-ch-cooh叫谷氨酸(-氨基戊二酸).氨基酸分子中含有酸基和氨基,它们既是酸又是碱,因此,氨基酸跟酸或碱作用都可以生成盐.例如:nh2nh3+ch2-cooh + hcl ch2-coohcl-nh2nh2ch2-cooh + naoh ch2-coo-na+ + h2o,前一种盐具有酸性(分子中有-cooh)后一种盐具有碱性(分子中有-nh2).0一分子氨基酸中的羧基跟另一分子氨基酸中的氨基之间消去水分子,经缩合反应而生成产物叫做肽,其中的酰胺基结构-c-nh-叫做肽键.例如: r肽键二肽rr h2n-ch-co-oh+h-nh-ch-coohh2n-ch-co-nh-ch-cooh+h2o含有一个肽键的化合物叫二肽.多个氨基酸分子消去水分子而形成含有多个肽键的化合物叫多肽.5.蛋白质(1)蛋白质的组成和结构蛋白质是天然高分子化合物.它的成分除含碳、氢、氧外,都含氮和少量的硫.含氮量为15-18%,含硫量为0.3-2.5%.它的结构非常复杂,多肽链内多种-氨基酸以一定顺序排列,多肽链跟多肽链之间以氢键相结合,呈空间结构.不同结构的蛋白质的生理功能不同,即便是化学组成不变,而只是空间结构发生了改变,它的生理功能也会发生变化.蛋白质广泛存在于生物体内,是组成细胞的基础物质.(2)蛋白质的性质:两性:蛋白质是由-氨基酸通过肽键构成的高分子化合物,在蛋白质分子中存在着氨基和羧基.因此跟氨基酸相似,蛋白质也是两性物质. 水解:蛋白质在酸、碱或酶的作用下能发生水解,水解得到多肽;多肽进一步水解,最后得到-氨基酸. 盐析:少量的盐(如(nh4)2so4、na2so4等)能促进蛋白质的溶解,但要向蛋白质的溶液中加入浓的无机盐溶液,可使蛋白质的溶解度降低,而从溶液中析出,这种作用叫盐析.这样析出的蛋白质仍然可以溶解在水中,而不影响原来蛋白质的性质.因此,盐析是可逆过程.利用这个性质,可以采用多次盐析的方法来分离、提纯蛋白质. 变性:蛋白质在紫外线、x射线,强酸、强碱,铅、铜、汞等重金属的盐类,一些有机化合物,如甲醛、酒精、苯甲酸等作用下，特别是受热达到一定温度时就会凝结，这种凝结是不可逆的，不能再使它们恢复成为原来的蛋白质.蛋白质的这种变化叫做变性.蛋白质变性后,不仅丧失了原有的可溶性,同时也失去了它们的生理上的作用. 颜色反应:蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应.例如,在使用浓硝酸时,不慎溅在皮肤上而使皮肤呈现黄色.蛋白质被灼烧时,产生具有烧焦羽毛的气味.(3)蛋白质的用途营养物质.人食用蛋白质-氨基酸人体所需的蛋白质尿素,排出体外. 动物的毛和蚕丝属天然高分子化合物,是蛋白质,作纺织品原料.动物的皮加工成皮革. 动物的皮、骨、蹄提取的蛋白质可用作粘合剂,例如,白明胶用来制造照相胶卷和感光纸.驴皮熬制阿胶,是一种药材. 从牛奶中凝结出来的蛋白质叫酪素,用作食品,也可以与甲醛合成酪素塑料.由蛋白质组成的酶也有广泛的用途.如作催化剂,用于疾病诊断等.学习指导1.你能否辨认猪油、植物油和煤油?2.你能否用简单的方法鉴别肥皂溶液和洗衣粉溶液?3.为什么说没有蛋白质就没有生命?4.在生物实验室里用甲醛溶液保存动物标本,在农业上用波尔多液来消灭害虫,在医院里用高温蒸煮,照射紫外线,喷洒苯酚溶液,用酒精溶液给皮肤杀菌消毒,这些久用的方法和操作,你如何解释?5.依你自己的长大发育过程,总结一下体内的营养和热量从哪几个方法来?例题精析 1.将11.5t硬脂酸甘油酯进行皂化,若有质量分数为85%的硬脂酸甘油酯发生反应,所生成的硬脂酸钠可制成含硬脂酸钠质量分数为60%的肥皂多少吨?同时可分离出多少吨甘油?解:设可生成硬脂酸钠的质量为,甘油的质量为 c17h35cooch2 ch2oh c17h35cooch + 3naoh3c17h35coona + choh c17h35cooch2 ch2oh 890 92 可制得肥皂： 答：可制肥皂2某种含氮有机物的水溶液，既能跟酸反应，又能跟碱反应。该有机物分子中碳原子数等于氧原子数，碳、氧、氮的原子数之和等于氢原子数。每个有机物分子中只含有1个氮原子，实验测得有机物含氮质量分数是18.6%，试推测该有机物的结构简式，并写出一种与它互为类别异构的有机物的结构简式和名称。解：设该有机物的分子式为cxh2x+1oxn,依题意（n的含量）得： 该有机物的分子式为：c2h5o2n。ch3ch2-oo因为有机物与酸反应，说明分子结构中有氨基（-nh2），有机物与碱也反应，说明有羧基（-cooh）所以它的结构简式为：h2n-ch2-cooh。与它为类别异构体的是：c2h5no2，叫硝基乙烷。3一种天然蛋白质的结构简式为：nh-ch-c-nh-ch-cn ,它可看做是由两ho种氨基酸通过缩聚反应而生成的高聚物。写出其水解的最终产物的结构简式并命名。nh2解：蛋白质水解的最终产物为-氨基酸，其水解断裂的键为肽键中的-c-n-部分。所以两种-氨基酸的结构简式和名称分别为：nh2ch3-ch-cooh -ch2-ch-cooh-氨基丙酸 -氨基-苯基丙酸巩固提高一.选择题1有关油脂的说法错误的是（ ）a 油脂的主要成分是高级脂肪酸的甘油酯，属于酯类。b 油脂的水解叫皂化反应。c 天然油脂大多由混甘油酯分子组成的混合物。d 脂肪里饱和烃基的相对含量较大，熔点较高。2油脂的氢化又可称为（ ）a还原反应b氧化反应c油脂的硬化反应d皂化反应3油脂水解后的一种共同产物是（ ）a硬脂酸b甘油c软脂酸d油酸4肥皂溶于热的蒸馏水中，冷却后加入盐酸，得到的沉淀是（ ）a氯化钠b高级脂肪酸钠 c高级脂肪酸d丙三醇5硬水使肥皂去污能力减弱甚至失效，这是由于（ ）a发生了水解反应b憎水基失效c亲水基失效d发生了电离6油脂皂化后，使高级脂肪酸钠盐和甘油和水的混合物充分分离，加入的试剂是（ ），这一过程叫（ ）a盐酸b食盐c氢氧化钠d盐析7不属于天然高分子化合物的是（ ）a淀粉b氨基酸c油脂d蛋白质8下列物质既能跟盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的是：nahco3 (nh4)2s al(oh)3 nh4cl 甘氨酸 ch3coohabcd9不能使蛋白质变性的物质是（ ）a福尔马林b酒精c硫酸铜d硫酸铵10为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是人造丝，可选用的方法是（ ）a滴加浓硝酸b滴加浓硫酸c滴加酒精d灼烧11血液中有一种含铜的呈蓝色的蛋白质分子，其分子量约为151000，已知该分子中铜的质量分数为0.34%，则平均每个铜蓝蛋白质分子中的铜原子数为（ ）a8b6c4d212下列有关蛋白质的叙述中，不正确的是（ ）a蛋白质溶液里加入饱和硫酸铵溶液，蛋白质析出，虽然再加水，蛋白质也不再溶解；b我国科学家在1965年首次合成具有生命活力的蛋白质结晶牛胰岛素，对世界做出了贡献；c重金属的盐能使蛋白质凝结，所以重金属的盐会使人蓄中毒；d浓硝酸溅到皮肤上，使皮肤呈黄色，这是蛋白质的颜色反应。13下列物质是以蛋白质为原料制成的（ ）a胶棉b酪素塑料c阿胶d人造丝二.填空题.14油脂的密度比水_，_溶于水，易溶于_，油脂兼有不饱和烃和酯的性质，写出：（1）油酸甘油酯的氢化反应方程式：_；（2）硬脂酸甘油酯在酸性条件下水解的化学方程式：_。（3）硬脂酸甘油酯在碱性条件下水解方程式：_。15a和b两种含氮的化合物分子式分别为c2h5no2和c2h7no2，二者都能与强酸、强碱反应，其结构简式分别是a_，b_。16苯丙氨酸与甘氨酸分子间缩合掉一分子水生成二肽时，该二肽分子可能有的结构简式是_。三.计算题.17下面是一个四肽，它可以看作是4个氨基酸缩合掉3个水分子而得。 h2n-ch-c-nh-ch-c-nh-ch-c-nh-ch-c-oh 式中，、可能是相同的或不同的烃基，或有取代基的烃基。-nh-c-称为肽键。o今有一个“多肽”，其分子式是c55h70o19n10，已知将它彻底水解后只得到下列四种氨基酸：nh2nh2nh2ch2-cooh ch3-ch-cooh -ch2-ch-cooh甘氨酸 丙氨酸 苯丙氨酸nh2 （c2h5no2） （c3h7no2） （c9h11no2）hooc-ch2-ch2-ch-cooh 谷氨酸 （c5h9no4）问：（1）这个“多肽”是几肽？ （2）该多肽水解后，有几个谷氨酸？ （3）该多肽水解后，有几个苯丙氨酸？自我反馈一1b，2ac，3. b, 4. c. c17h35coona+hclc17h35cooh+nacl.高级脂肪酸不溶于水.5.c.硬水中含有较多的ca2+和mg2+,与肥皂的主要成分c17h35coo-生成了不溶于水的镁盐(c17h35coo)2mg和钙盐(c17h35coo)2ca,使亲水基(-coo-)失效。6. b, e, 7. bc, 8. d, 9. d, 10. a d. 11. a.设每个蛋白质分子中有n个cu原子，则有 12.a， 13.bc. 二14小，不，有机溶剂(汽油、苯等) c17h33cooch2 c17h35cooch2(1)c17h33cooch+3h2c17h35cooch c17h33cooch2 c17h35cooch2 c17h35cooch2 ch2oh(2)c17h35cooch+3h2o3c17h35cooh + choh c17h35cooch2 ch2oh c17h35cooch2 ch2oh(3)c17h35cooch + 3naoh 3c17h35coona + choh c17h35cooch2 ch2ohoooo15.a: h2n-ch2-cooh, b: ch3coonh4ch2-nh216. ch2-ch-c-nh-ch2-c-oh 和 h2n-ch2-c-nh-ch-c-oh三17（1）该多肽是十肽； （2）该多肽水解后有4个谷氨酸； （3）该多肽水解后有3个苯丙氨酸。解析：（1）仔细观察四肽分子中，有4个n原子，而题给多肽分子式为：c55h70o19n10，根据n原子个数可知，此多肽为“十肽”。 （2）形成十肽时曾消去了9分子水，因此这个十肽彻底水解所得到的10个氨基酸的总和应是c55h70o19n10+9h2o，即为c55h88o28n10.仔细观察4种氨基酸的分子式（c2h5no2,c3h7no2,c9h11no2和c5h9no4），它们各有1个n原子。除谷氨酸外，又各含2个o原子，谷氨酸含有4个氧原子。所以，从o原子数中减去n原子数的2倍，再除以2，即为谷氨酸分子数。谷氨酸分子数=. （3）将分子总和减去4个谷氨酸，c55h88o28n10-4c5h9o4n，即c35h52o12n6。有6个n原子，可见有6个氨基酸，而且c原子和h原子数挺多，推测这是由于含有较多苯丙氨酸（c9h11no2）所引起的。用c35除c9得3余8，再去验证，若有2个丙氨酸和1个甘氨酸，恰好与题意相符，说明有3个苯丙氨酸是正确的。若第（3）小题不是这样推理，用c原子h原子守恒也可以顺利解出来。根据去掉4个谷氨酸分子后剩余部分为c35h52o12n6，说明有6个氨基酸分子，设c2h5no2、c3h7no2和c9h11no2分别为，则有3元一次联立方程组： 解之得 另解：仔细读题，十肽加上消去的9个分子水，得到10个氨基酸的总和是c55h88o28n10。设甘氨酸（c2h5no2）、丙氨酸（c3h7no2）、苯丙氨酸（c9h11no2）和谷氨酸（c5h9no4）分别为a、b、c、d个。由c守恒得：由h守恒得：由o守恒得： 由n守恒得：解之，得： 走向高考1.（1994年全国高考题）a、b两种有机物，化学式都是c9h11o2n。（1）合化物a是天然蛋白质的水解产物，光谱显示，分子结构中不存在甲基（-ch3）（2）化合物b是某种化学式为c9h12芳香烃硝化后的唯一产物（硝基连在苯环上）。化合物a、b的结构简式分别是：a_，b_。2.（96年全国）nomex纤维是一种新型阻燃试剂，它可由间苯二甲酸和间苯二胺在一定条件下以等物质的量缩聚合成。请把nomex纤维结构简式写在下面的方框中。 cooh nh2 -cooh -nh2 （间苯二甲酸） （间苯二胺） （缩聚物）3.（92年全国）羧酸酯coo在催化剂存在时可跟醇发生如下反应(、是两种不同的烃基):此反应称为酯交换反应，常用于有机合成中，在合成维纶的过程中，有一个步骤是把聚乙酸乙烯酯o ch2-ch n转化成聚乙烯醇,这一步就是用过量的甲醇进行酯交换反应来实现的. ch3c-o （1）反应中甲醇为什么要过量？ _（2）写出聚乙烯醇的结构简式：_（3）写出聚乙酸乙烯酯与甲醇进行酯交换反应的化学方程式： _4.（99年全国）紫杉醇是一种新型抗癌药，其分子式为c47h51no14，它是由如下的a酸和b醇生成的一种酯。 hochcooh （c6h5-是苯基）（r是一个含c、h、o的基团）a：c6h5-ch-nh-co-c6h5 b：r-oh （1）a在无机酸催化下水解，其化学方程式是： _ （2）a水解所得的氨基酸不是天然蛋白质水解产物，因为氨基不在（填希腊字母）_位。（3）写出roh的分子式：_。解答：1.a是蛋白质水解的产物，应为氨基酸，从分子c9h11o2n中去一个氨基（-nh2），再去一个羧基（-cooh），剩余部分为c8h8，没有甲基（-ch3），必有苯环（-c6h5），a应为 -ch2-ch-cooh nh2b为c9h12硝化后的唯一产物，苯环上必有3个甲基（-ch3），且互为间位结构，所以b结构为oohh 2. c- c-n- n n注意：羧基和氨基在芳环上的位置； 缩聚物为高分子化合物，要写对链节的结构简式。3.（1）使化学平衡右移，提高聚乙酸乙烯酯的转化率，使酯