第15章-油脂和类脂化合物.ppt

第十五章油脂和类脂化合物 概述在生物化学中 常把一类不溶于水 能被醚或氯仿等弱极性溶剂从细胞中萃取出来的化合物通称为脂类 第一节油脂 一 油脂的组成和结构 室温下为固体或半固体的叫脂 为液体的叫油 油脂和糖类及蛋白质一样 都是生命活动不可缺少的营养物质 天然油脂是多种物质的混合物 主要成分是高级脂肪酸甘油酯 此外含有少量游离脂肪酸 高级醇 高级烃 类脂 维生素及色素等 从化学组成和结构看 其主要成分高级脂肪酸甘油酯的结构不完全相同 通式如右 1 油和脂肪的主要区别 2 脂肪酸的结构特点 3 甘油酯的分类 根据高级脂肪酸的烃基情况分为 4 主要的饱和脂肪酸 5 主要的不饱和脂肪酸 二 油脂的物理性质 1 状态 2 水溶性 密度小于1 不溶于水 易溶于乙醚 氯仿等有机溶剂 三 油脂的化学性质 1 官能团的反应 水解 油脂在酸 碱或酶的作用下可以发生水解 生成甘油和脂肪酸 在碱性条件下水解 生成甘油和脂肪酸盐 高级脂肪酸钠盐俗称肥皂 所以碱性条件下的水解反应叫 皂化作用 皂化1克油脂所需的氢氧化钾的毫克数称为皂化值 根据皂化值的大小 可以粗略地计算油脂的平均相对分子质量 2 烃基的反应 1 加成反应 不饱和高级脂肪酸甘油酯 氢化反应又称硬化 利用油脂的氢化可以制作人造奶油 加碘反应主要用来测定油脂的不饱和程度 100克油脂所能吸收的碘的克数 叫做碘值 碘值越大 油脂中不饱和脂肪酸的含量越高 或不饱和程度越高 2 干性作用 某些油 如桐油 亚麻油 放置在空气中 能生成一层干燥而有韧性的薄膜 这种现象称为干化作用 3 酸败作用 油脂长期贮存 往往产生一种难闻的气味 这种变化叫做酸败 酸败是由于空气中的氧 水分或细菌的作用引起的 酸值是表示油脂中游离脂肪酸含量的参数 可以衡量油脂的品质 酸值大于6的油脂不宜食用 中和1g油脂中游离脂肪酸所需KOH的质量 mg 称为酸值 第二节类脂化合物 一 萜类化合物 萜类化合物广泛存在于动植物界 如 松节油 薄荷油 天然橡胶等都是由萜类组成的 1 结构特点 所含碳原子数都是5的倍数 碳架可以划分为若干个异戊二烯单位 这种特点称为萜类化合物的异戊二烯规律 2 分类 根据官能团分 几乎包括所有的有机化合物 根据分子中所含异戊二烯单位的数目分为 根据分子中的碳架分为 3 命名 主要用俗名和译音名 很少用系统命名法 如用系统命名法则根据较优官能团确定母体名称 例如 俗名 薄荷醇 IUPAC 5 甲基 2 异丙基环己醇 4 单萜 1 开链单萜 月桂烯 香叶醇 橙花醇 柠檬醛 柠檬醛 这些化合物具有优雅的香气 常用于香料工业和食品工业 2 单环单萜 重要的是其含氧衍生物 由两个异二烯单位聚合而成的六元环 单环萜的母体为 例如 松油醇 薄荷醇 薄荷酮 松油醇 属于叔醇 有紫丁香味 主要以醇和酯的形式存在于多种精油中 广泛应用于香精和化妆品制造中 3 双环单萜 薄荷烷 双环单萜可看成薄荷烷在不同位置间环化形成的产物 形成的母体都有特定的简称 4 甲基 1 异丙基二环 3 1 0 己烷守烷 3 7 7 三甲基二环 4 1 0 庚烷蒈烷 2 6 6 三甲基二环 3 1 1 庚烷蒎烷 松节烷 1 7 7 三甲基二环 2 2 1 庚烷莰烷 樟烷 蒎烯 蒎烯 龙脑 樟脑 樟脑有两个手性碳 理论上讲应该有四个旋光异构体 但因桥环的结构限制了环内各原子的相对旋转 所以只发现两个旋光异构体 自然界存在的樟脑为右旋体 合成的樟脑为外消旋体 自然界存在较多也较重要的双环单萜是蒎烷和莰烷的衍生物 例如 答案 判断时 看C数 骨架划分 练习 下列化合物属于单萜的是 5 倍半萜 倍半萜含15个碳原子 由三个异戊二烯单位连接而成 例如 法尼醇 保幼酮 存在于香茅草 茉莉 玫瑰等植物精油中 从昆虫的咽侧体分泌物中得到的 其作用使幼虫不能成蛹 6 二萜 二萜是由四个异戊二烯单位连接而成 二萜的代表化合物为 叶绿醇 它是叶绿素的组成部分 为无色或浅黄色液体 有芳香气味 不溶于水 可溶于非极性或弱极性的有机溶剂中 维生素A1是淡黄色晶体 熔点64 C 不溶于水 为脂溶性维生素之一 在空气中易被氧化 受紫外光照射即失去活性 7 四萜 四萜类是碳架是由八个异戊二烯单位连接成的 这类化合物分子中都有一个较长的 共轭体系 一般多呈黄到红的颜色 所以又称多烯色素 如 胡萝卜素 胡萝卜素 胡萝卜素 叶黄素 玉米黄素 番茄红素 练习 画出下列化合物异戊二烯单元 属于几萜 丹参酚 存在于丹参根中 石竹烯 存在于丁香油中 答案 二萜 倍半萜 倍半萜 山道年 存在于菊科植物中 二 甾体化合物 1 甾体化合物的结构 甾体化合物又称类固醇化合物 其结构特点为 都有一个环五烷并多氢菲的母体 绝大多数在R1 R2 R3处连有烃基 在该结构中 有6个手性碳 理论上有26 64个旋光异构体 但这些手性碳都处于两个环共用的位置 所以限制了它们在空间的构型 因而异构体的数目大大减少 A B C D 甾体化合物四个并联的环有两种重要的稠合方式 二者生理活性差异很大 2 重要的甾体化合物 1 甾醇 C3上连有羟基的化合物称甾醇 按来源分为 动物甾醇和植物甾醇 动物甾醇存在于动物及人的血液和各种组织中 大脑和神经组织中含量较多 它的生理作用不清楚 例如 胆甾醇 胆固醇 人体内胆甾醇过量时 会导致胆结石 动脉粥样硬化 存在于动物皮肤组织中 是从小肠中吸收Ca离子的关键化合物 沐浴好 这也是补钙时要配VD的原因 植物甾醇最重要的是麦角甾醇和 谷甾醇 麦角甾醇 谷甾醇 由真菌合成 大量存在于酵母中 因最初来源于麦角而得名 其在紫外光照射下 B环开裂转变成维生素D2 存在于玉米脐子油中 可抑制人体肠道对胆甾醇的吸收 降低血液中胆甾醇的含量 用作降压药物 另外 它是一种天然抗真菌物质 2 甾体激素 激素是动植物体内分泌腺分泌的一类活性物质 在生物体内含量极少 但生理作用却十分强烈 按照化学结构分为 含氮激素 主要为杂环 和甾体激素 照功能的不同分为 肾上腺皮质激素 性激素和昆虫蜕皮激素 肾上腺皮质激素又称皮质激素 在体内具有控制糖类和蛋白质的代谢 以及调节水和电解平衡的功能