有机化学课件：第13章 脂类(lipid)和甾族化合物

1、1,第十三章脂类和甾族化合物,第一节 油 脂,第二节 磷 脂,甘油磷脂,神经磷脂,磷脂与细胞膜,第三节 甾族化合物,甾体的结构,甾 醇,胆甾酸,甾体激素,2,脂的分类,第十三章脂类和甾族化合物,上页,下页,首页,3,(一)油脂的组成、结构与命名,三酰甘油/甘油三酯,第一节 油 脂,油 脂：油(oil)和脂肪(fat)的总称,单三酰甘油?,混三酰甘油?,天然油脂,L-构型,第十三章脂类和甾族化合物 第一节 油脂,4,第十三章脂类和甾族化合物 第一节 油脂,油脂的命名,5,油脂中几种常见的高级脂肪酸,软脂酸,硬脂酸,油酸,亚油酸,第十三章脂类和甾族化合物 第一节 油脂,6,(二) 油脂的物理性质,

2、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。,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、磷脂和维生素等物质而呈现颜色(黄色和红色)。,油脂的密度均小于1g/cm3, 不溶于水, 微溶于低级醇, 易溶于乙醚、氯仿、苯和石油醚等有机溶剂。,上页,下页,首页,第十三章脂类和甾族化合物 第一节 油脂,7,(三) 油脂的化学性质,1. 水解与皂化: 油脂的碱性水解称为皂化.,甘油,肥皂,上页,下页,首页,1g 油脂完全皂化所需氢氧化钾的mg数叫皂化值.,皂化值,平均相对分子质量,第十三章脂类和甾族化合物 第一节 油脂,8,上页,

3、下页,首页,油脂的加碘: 油脂与ICl或IBr的冰醋酸溶液反应,碘值: 100g油脂所能吸收碘的克数,衡量油脂的 不饱和程度.,碘值,不饱和程度,2、加成反应(加氢与加碘),油脂的加氢(油脂的硬化): 不饱和脂肪酸碳碳双键的催化加氢,油变成了脂肪(顺式反式?人造奶油), 不易被氧化.,第十三章脂类和甾族化合物 第一节 油脂,9,上页,下页,首页,第十三章脂类和甾族化合物 第一节 油脂,10,3. 酸败 （rancidity）,油脂久放后发生变质, 产生难闻气味的现象叫酸败.,上页,下页,首页,第十三章脂类和甾族化合物 第一节 油脂,11,上页,下页,首页,酸值: 油脂的酸败程度. 中和1克油脂

4、中的游离脂肪酸所需氢氧化钾的毫克数.,酸值,酸败程度,油脂酸败的另一个原因是饱和脂肪酸的氧化。在潮湿的空气中油脂发生水解生成的饱和脂肪酸,在霉菌或微生物作用下,发生生物氧化,最终可转化成具有难闻气味的酮和酸。,第十三章脂类和甾族化合物 第一节 油脂,12,第十三章 脂类和甾族化合物 第二节 磷 脂,第二节 磷 脂（phospholipid）,磷脂广泛存在于动物的肝、脑、神经细胞以及植物种子中.,上页,下页,首页,13,一、甘油磷脂（glycerophosphatide）,(一) 甘油磷脂的组成和结构,甘油磷脂又称为磷酸甘油酯, 结构上,甘油磷脂可看作是磷脂酸的衍生物.,磷脂酸,R1 常为饱和脂

5、肪烃基,R2 常为不饱和脂肪烃基,天然存在的为L-磷脂酸.,上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第二节 磷 脂,14,甘油磷脂的形成 磷脂酸中的磷酸部分, 与HO-R脱水形成甘油磷脂.,上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第二节 磷 脂,15,根据R的不同, 分为卵磷脂和脑磷脂.,HOCH2CH2NH2 (胆胺),上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第二节 磷 脂,16,（二）卵磷脂（lecithin）,卵磷脂又称为磷脂酰胆碱，是由磷酯酸分子中的磷酸与胆碱中的羟基酯化而成的化合物.,卵磷脂完全水解可得到甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱。,天然卵磷脂是几种不同脂肪酸的磷脂酰

6、胆碱的混合物,卵磷脂,上页,下页,首页,新鲜的卵磷脂是白色蜡状物质，不溶于水及丙酮，易溶于乙醇、乙醚及氯仿中.,第十三章 脂类和甾族化合物 第二节 磷 脂,17,(三) 脑磷脂（cephalin）,脑磷脂又称为磷酯酰胆胺，是由磷脂酸分子中的磷酸与胆胺(乙醇胺)中的羟基酯化而成的化合物.,脑磷脂完全水解可得到甘油、脂肪酸、磷酸和乙醇胺,脑磷脂易溶于乙醚，不溶于丙酮，与卵磷脂不同的是难溶于冷乙醇中，由此可分离卵磷脂和脑磷脂.,脑磷脂(cephelin),上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第二节 磷 脂,18,细胞膜的液态镶嵌模型,蛋白质,脂双分子层结构,上页,下页,首页,第十三章 脂类

7、和甾族化合物 第二节 磷 脂,19,二、鞘磷脂,鞘磷脂又称神经磷脂, 分子中不含甘油, 而含鞘氨醇. 鞘氨醇是一类脂肪族长碳链的氨基二元醇, 哺乳动物以含十八碳的鞘氨醇(或二氢鞘氨醇)为主.,鞘氨醇 反-2-氨基-4-十八碳烯-1,3-二醇,神经酰胺 (ceramide),上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第二节 磷 脂,脂肪酸的酰基,20,神经酰胺C1上的羟基与磷酸胆碱(或磷酸乙醇胺)通过磷酸酯键相连结的化合物即为鞘磷脂.,鞘磷脂,鞘磷脂结构上与甘油磷脂类似，具有乳化性质。鞘磷脂是白色结晶，在空气中不易被氧化, 不溶于丙酮及乙醚，而易溶于热乙醇中。,上页,下页,首页,第十三章 脂

8、类和甾族化合物 第二节 磷 脂,21,第三节 甾族化合物(steroids),第十三章 脂类和甾族化合物 第三节 甾族化合物,甾族化合物 又称为甾体化合物或类固醇化合物，是一大类广泛存在于动植物体的且具有重要生理活性的天然产物。,上页,下页,首页,甾族化合物,甾醇类,胆甾酸,甾体激素,性激素,肾上腺皮质激素,22,一、甾族化合物的结构,(一) 甾族化合物的基本骨架,菲,环戊烷,环戊烷并,氢化菲,(甾核),上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第三节 甾族化合物,23,(二) 甾族化合物的立体结构,甾族化合物骨架中环与环之间的稠合方式与十氢化萘相似。十氢化萘有顺反两种异构体,公用稠合边上

9、的两个碳原子上的氢原子处于环平面同侧的称为顺-十氢萘, 处于异侧的称为反-十氢萘.,顺-十氢化萘（ea稠合） 反-十氢化萘（ee稠合）,上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第三节 甾族化合物,24,天然甾体的两种构型：,5-系,5-系,上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第三节 甾族化合物,25,5 -系甾族化合物特征 A/B 顺式稠合、B/C、C/D 反式稠合 (C5-H与C10-CH3在环平面同侧),5 - 系甾族化合物,上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第三节 甾族化合物,26,5-系甾族化合物特征 A/B、B/C、C/D 环之间都是反式稠合 (C5-H与

10、C10-CH3在环平面异侧),5-系甾族化合物,上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第三节 甾族化合物,27,构型规定如下： 凡与角甲基在环平面同侧的取代基称为构型，用实线表示；与角甲基在环平面异侧的取代基称为构型，用虚线表示.,3-羟基,3-羟基,上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第三节 甾族化合物,甾环碳架上所连的原子或基团在空间有不同的取向.,28,二、甾醇类,C-3有-OH, C-5与C-6有双键, C-17上连有1个含C8的侧链.,(一) 胆固醇 (cholesterol):,上页,下页,首页,显色(李伯曼-布查)反应: 氯仿中胆固醇和乙酸酐及浓硫酸作用, 颜色

11、由浅红变蓝紫,最后变为绿色.,第十三章 脂类和甾族化合物 第三节 甾族化合物,29,(二) 7-脱氢胆固醇和麦角固醇,7-脱氢胆固醇 (动物甾醇),麦角甾醇(ergosterol,植物甾醇),维生素D3,维生素D2,上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第三节 甾族化合物,30,三、胆甾酸,胆甾酸是动物的胆组织分泌的一类甾族化合物，在人体内可由胆固醇为原料直接生物合成。至今发现的胆甾酸己有100多种，其中人体内重要的是胆酸和脱氧胆酸。,上页,下页,首页,胆 酸(cholic acid),第十三章 脂类和甾族化合物 第三节 甾族化合物,31,结构特点： 5-系， C-3 -OH，C-17

12、侧链为戊酸.,脱氧胆酸(deoxycholic acid),胆酸 (3, 7, 12, 5),上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第三节 甾族化合物,32,在胆汁中, 胆甾酸的羧基与甘氨酸或牛磺酸中的氨基结合, 形成具有酰胺结构的衍生物。,甘氨胆酸(glycocholic acid),结合胆甾酸总称为胆汁酸(bile acid)，多以钠盐或钾盐形式存在(称为胆汁酸盐，胆盐), 其结构中既有亲水基和又有疏水基(甾环), 使油脂乳化，以助消化吸收；还可抑制胆汁中胆甾醇析出。,牛磺胆酸(taurocholic acid),上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第三节 甾族化合物,3

13、3,四、甾体激素 (steroid hormone),激素 (hormone) 是由人体各分泌腺所分泌的一类具有调节身体各组织和器官功能的微量化学信息分子。具有各种重要的生理作用，如控制生长、发育、代谢和生殖等。激素分泌不足或过剩都会引起器官代谢及机能发生障碍。,肾上腺素、甲状腺素、胰岛素等,上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第三节 甾族化合物,34,(一) 肾上腺皮质激素,由肾上腺皮质分泌的激素。按生理功能可分为糖代谢皮质激素和盐代谢皮质激素两类，具有相似的化学结构.,皮质酮（corticosterone）,可的松（cortisone）,上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合

14、物 第三节 甾族化合物,35,11-脱氧皮质酮 17-羟基-11-脱氧皮质酮,肾上腺皮质激素分泌不足，会导致人体极度虚弱，贫血、恶心，低血压、低血糖, 皮肤呈青铜色。,上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第三节 甾族化合物,36,(二) 性激素(sex houmone),性激素是性腺(睾丸、卵巢、黄体)分泌的激素, 分雄性激素和雌性激素两类.,1. 雄性激素-由雄性动物睾丸分泌的一类激素,雄酮(androsterone) 睾丸酮(testosterone) 甲基睾丸酮,雄性激素具有促进雄性性器官和第二性征的发育、生长以及维持雄性性征等的作用.,上页,下页,首页,第十三章 脂类和甾族化合物 第三节 甾族化合物,37,2. 雌性激素 包括雌激素和孕激素两类,炔雌醇 (ethinyl estradiol),黄体酮 (progesterone),雌二醇 (estradiol),雌二醇的主要生理功能是促进子宫、输卵管和第二性征的发育，有助于生育。 炔雌醇为人工合成的高效、长效的