大学有机化学期末复习类脂化合物

第十五章类脂化合物

★包括油脂、蜡、磷脂、菇类以及留体化合物。

★不溶于水而溶于非极性溶剂或弱极性有机溶剂的由

生

物体中取得的物质。

★多数生物化学家倾向于把水解时能生成脂肪酸的天

然

产物称为内脂。

油脂

油脂指的是猪油、牛油、花生油、豆油等动植物油，包括油和脂肪。

★通常把常温下为液态的称为油，如花生油、大豆油、芝麻油等；

★通常把常温下为固态或半固态的称为脂肪，如牛油、猪油等。

★油脂是多种物质的混合物。主要成分是三分子高级脂肪酸与甘油

形成的脂，含有少量的脂肪酸、高级醇、高级崎、维生素及色素

等。

o

II

H2c—O-C-R1

O

II

HC-O-C-R2

O

II

——

CH2-OCR3

★组成油脂的脂肪酸绝大多数是含有偶数碳原子的直链竣酸。

★组成油脂的各种饱和酸中，以软脂酸（十六酸）的分布最广。其次

还有月桂酸（十二酸）、肉豆蔻酸（十四酸）和硬脂酸（十八酸）。

月桂酸

CH3（CH2）10COOH

肉豆蔻酸

CH3（CH2）12COOH

CH3（CH2）14COOH瓣旨酸（棕相酸）

硬脂酸

CH3（CH2）I6COOH

花生酸

CH3（CH2）18COOH

★组成油脂的各种不饱和酸中，最常见的是烯酸，以

含16和18个碳原子的烯酸分布最广，如棕檎油酸、油

酸、亚油酸等。

CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH棕福］油酸9-十六碳烯酸

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH油酸9-十八碳烯酸

CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH亚油酸9,12-十八碳二烯酸

CH3cH2cH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

亚麻酸9,12,15-十八碳三烯酸

CH3(CH2)3(CH=CH)3(CH2)7COOH桐油酸9,11,13-十八碳三烯酸

CH3(CH2)5CH(OH)CH2CH=CH(CH2)7COOH12-羟基-9-十八碳三烯酸

命名

★在命名高级烯酸时，可以用“△”代表双键，将双键的位置

写在“△”的右上角。例如：

亚麻酸可以表示为△%12,15.十八碳三烯酸。

CH3cH2cH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

亚麻酸△9,12,15-十八碳三烯酸

★如果甘油酯分子中所含三个高级脂肪酸是相同的，这类甘油酯叫做简单

甘油酯，反之，则是混合甘油酯。

★甘油酯的命名与酯相同：

0

II

H2C—o—c—(CH2)16cH3

IO

III

HC—O-C—(CH2)16CH3

III

CH2—O—C—(CH2)I6cH3

三硬脂酸甘油酯

★如果甘油酯中的三个脂肪酸是不同的，则以”。和6分别表示他们

的位置：

0

II

aH2C-0-C—(CH2)16CH3

IO

III

BHC—O-C-(CH2)14CH3

II

o'CH2—o-c—(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3

a-硬脂酸软脂酸油酸甘油酯

化学性质

1皂化

2加成

3干性

4酸败

1皂化

o

II

H2c-O-C-RH2C—OH

IOO

IIIIII

HC-O—C-R+3NaOHHC-OH+3R-C-ONa

IO

III

CH2—O-C-RCH2-OH

a-硬脂酸软脂酸4-油酸甘油酯

(1)油脂用氢氧化钠(或氢氧化钾)水解，得到脂肪酸的钠盐(钾盐)和

甘油。高级脂肪酸的钠盐就是肥皂。皂化这个名词被扩大用于

酯的碱性水解。

(2)油脂不仅在碱的作用下可被水解，在酸或某些酶的作用下，可

同样也被水解。

(3)使1g油脂完全皂化所需要的氢氧化钾的质量(单位：mg),叫做

皂化值。

(4)根据皂化值的大小，可以判断油脂中所含脂肪酸的平均相对分

子量。皂化值越大，脂肪酸的平均相对分子质量越小。

2加成

(1)氢化

★含有不饱和脂肪酸的油脂，在催化剂作用下可以加氢，从而转化为含饱和

脂肪酸的油脂。

★加氢的结果是液态的油转化为半固态的脂肪，所以这种氢化也常叫做

“油脂的硬化”。

(2)加碘

★一般将100g油脂所能吸收的碘的质量(单位：g),叫做“碘值”。

★通过一定量的油脂所吸收的碘的数量，可以判断其中所含脂肪酸的不饱和程

度。碘值大，表示油脂中不饱和酸的含量高，或不饱和程度高。

★由于碘和碳碳双键的加成作用较慢，所以测定时常用氯化碘或澳化碘，其中

的氯原子或溟原子能使碘活化。

3干性

★某些油在空气中放置，能形成一层干燥而有韧性的薄膜，这种

现象叫做干化。具有这种性质的油叫做干性油。

★干性的好坏是以形成干燥薄膜的速度与薄膜的韧性来衡量的。

★不具有干性的油叫做非干性油。例如：花生油、猪油等。

★介于干性油和非干性油之间的油，叫做半干性油。例如：棉籽

油。

4酸败

★油脂在空气中放置过久，便会产生难闻的气味,

这

种变化叫做酸败。

问题：为何饱和酸、不饱和酸都会产生酸败？

IIII

CH3cH2cH2co0H►CH3CCH2COOH---►CH3CCH3+C02

肥皂及合成表面活性剂

一肥皂的组成及乳化作用

★组成：含有70%的高级脂肪酸钠、30%的水分、以及为增加泡沫而加入

的松香钠等。

★软皂：高级脂肪酸的钾盐不能凝成硬块。

★亲水基：及易溶于水的基团。如一COONa、-SC^Na等。

★亲油基或疏水基：不易溶于水而易溶于非极性物质的基团，

一般是较长的煌基。

★两亲(amphipathic)分子：既具有亲水基又具有亲油基的分子。

肥皂的胶束

★胶束：肥皂分子在水中时，许多分子的燃基链彼此靠色散力绞在一起,

形成一个球而将一COONa+部分露在球面上，肥皂就形成了许多

外面被亲水基包着的小球，叫做胶束。

(b)

肥皂的乳化作用

★乳化：如果在肥皂水溶液中加入一些油，搅动后油被分散成细小的颗粒,

肥皂分子的烧基就溶在油中，而竣基部分被留在油珠外面，这样

每一个细小的油珠外面都被许多肥皂的亲水基包围而悬浮在水中,

这种现象叫做乳化。

问题：肥皂在那些条件下其应用受到限制？

二合成表面活性剂举例

近年来根据肥皂分子结构的两亲特点，合成了许多具有表面活性作用的

物质，这些物质叫做合成表面活性剂。

1阴离子型表面活性剂

★在水中生成带有亲油基的阴离子。例如：日常使用的合成洗涤剂如烷基

磺酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸酯的钠盐等。

★这一类化合物都是强酸强碱盐，他们的水溶液呈中性。可以在酸性或硬

水中使用。

+

++SO3Na

CH3（CH2）10CH2OSO3NaRSO3Na

十二烷基硫酸钠烷基磺酸钠烷基苯磺酸钠

2阳离子型表面活性剂

在水溶液中生成亲油基的阳离子。属于这一类的主要为季铁盐。

CH3CH3

OCH2CH2-N-C12H25CH2-N-C12H25Br-

CH3CH3

澳化二甲基苯氧乙基十二烷基胺（杜灭芬）漠化二甲基革基十二烷基胺（新洁尔灭）

具有较将的杀菌作用，可作相转移催化剂。

3非离子型表面活性剂

一般是高级醇或烷基酚与多个环氧乙烷的聚合产物烷基聚乙二醇酸,

或聚氧乙烯烷基酚醍。

R-/\—O-(-CH2CH2Oj；H〃-Ci2HMO十CH2cH2O力HR=C8~C10feu8

、=/烷基聚乙二醇醛"=6〜12

聚氧乙烯烷基酚醛

在水中不形成离子，分子中的聚醒部分含有许多能与水形成氢键的氧原子,

所以是亲水基，而烷基或烷基苯则为亲油基。

蜡

★蜡主要是含十六个碳原子的竣酸和高级一元醇形成的酯。还含有少量的

游离酸、高级醇、高级煌等。

★天然蜡来源于动植物体中。例如：

巴西棕桐蜡：巴西棕桐叶得到，黄绿至棕色固体。

©24和©28的竣酸与C32和C34的伯醇形成的酯的混合物。

蜂蜡：构成蜂巢的主要成分，为灰黄色固体，

C26和C28的竣酸与C30和C32的伯醇形成的酯的混合物。

虫蜡：白蜡虫分泌于所寄生的女贞或白蜡树枝的蜡，淡黄色固体，

C26醇的C26及C28酸酯。

鲸蜡：抹香鲸头部提取而得，白色固体，

主要成分为CoCM和C26较酸的C16酸醇酯。

★硬而脆，稳定性大，在空气中不易变质难于皂化。

★蜡一般用作上光剂、地板蜡、鞋油、药膏、蜡纸、化妆品、绝缘材料等。

磷脂

★广泛存在于动物的脑、肝、蛋黄、植物的种子以及微生物中,

有重要的生理作用。

★常见的磷脂有脑磷脂、神经鞘磷脂等。

OHOR

I

HC—O-P—OH

2H2C—O-P-OH

O-IIoI

IIIOIII

R.—C—O—CHR—c—o—CHo

Ion

IIIe

-R2

CH2—O-C-R2CH2

母体大部分磷脂的结构

R=—CH2cH2NH2,—CH2CHCOOH,

I

NH2

在一般情况下，磷脂都是以偶极离子的形式存在的。如:

Hc—O-P—o

H2C—0—p—02

OIO1+

)

IIIOCH2cH2NH3+IIOCH2CH2N(CH33

R—C—O—CHORi—C——O——CH

Ho

CII

-R2

CH2CH2—O-C-R2

脑磷脂脑磷脂

磷脂在结构上的共同点是分子中同时具有亲油基与亲水基。

另一类重要的磷脂是（神经）鞘脂类，他们是鞘氨醇的氧化物。

CH3(CH2)12H

\/

CH3(CH2)12H|j

\/C

c/\

IIHCHOHo

/CIII

TTZCHNH-C-R

HyIo\-

CHNHII、

I2CH2O—P-0

CH2OHI+

OCH2CH2N(CH3)3

(神经)鞘氨醇(神经)鞘磷脂

菇类化合物

★菇类化合物的共同点是：分子中的碳原子数都是5的整数倍。下列化合物

都可被虚线分割成若干个五个碳原子的部分：

CH

3CH3

COOH

月桂烯(Go)石竹烯(Cl5)玛瑙酸(C20)

存在于月桂树果实中存在于丁香油中

H3C.ZCH3

香精树(C30)或脂檀素

★若干个异戊二烯单位主要以头尾相连结合而成的，这种结构特点叫做

菇类化合物的聚戊二烯规律。

CH3C

I

H2C=C-CH=CH2c-c-c—C

头尾

异戊二烯异戊二烯单元

★菇类化合物常根据组成分子的异戊二烯单位的数目分为:

单菇：两个异戊二烯单位，c10

倍半菇：三个异戊二烯单位，c15

二葩：四个异戊二烯单位，c20

三菇：六个异戊二烯单位，c30

四拓：八个异戊二烯单位，c40

一单菇

1开链菇

2单环菇

这一类化合物的分子中都含有一个六元环。比较重要的化合物是具有

对孟烷碳架的薄荷醇及苧烯。

对孟烷薄荷醇苧烯（柠檬烯）

3二环菇

★双环菇的骨架是由一个六元环分别和三元环、四元环或五元环共用两个或

两个以上碳原子构成的,这类化合物属于桥环化合物。

10

3

4

5

6'皆烷

4-甲基-1-异丙基二环［3.1.0］己烷3,7,7-三甲基二环［4.1.0］庚烷

★由于桥的限制，使得某些分子中的一个六元环只能以船式存在。

10

皆烷

2,6,6-二甲基_环［3.1.1］庚烷

10

4

菠烷

1,7,7-三甲基二环［2.2.1］庚烷

自然界存在较多也较重要的双环菇是流烷和菠烷的衍生物。

旅烯£-旅烯菠醇樟脑

二倍半菇

CH2OH

法尼醇或金合欢醇山道年

三二菇

COOH