第五章-脂类化学ppt课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 脂 类 化 学,(,1ipid),第五章 脂 类 化 学,1,第一节 引 言,一、脂质的定义及化学本质,脂质,(脂类或类脂)，是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。对大多数脂质而言，其,化学本质,是,脂肪酸,和,醇,所形成的酯类及其衍生物。,第一节 引 言一、脂质的定义及化学本质,2,参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(丙三醇)、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。,参与脂质组成的脂肪酸多是4碳以上的长链一元羧酸。,3,二、脂质的分类,（一）按化学组成脂质大体上可分为两大类：,1.单纯脂质：,是由脂肪酸和醇形成的酯。,2.复合脂质：,除含脂肪酸和醇外，尚有其他非脂,分子的成分。,二、脂质的分类,4,1.单纯脂质(simple lipid),单纯脂质是由脂肪酸和醇形成的酯。它又可分为：,甘油三酯：由3分子脂肪酸和1分子甘油,组成；,(2)蜡：主要由长链脂肪酸和长链醇或固醇,组成。,1.单纯脂质(simple lipid),5,2.复合脂质(compound lipid),复合脂质按非脂成分的不同可分为：,(1)磷脂,它们的非脂成分是磷酸和含氮碱(如胆碱，乙醇胺)。,磷脂根据醇成分的不同，又可分为,甘油磷脂,和,鞘氨醇磷脂,(简称鞘磷脂)；,2.复合脂质(compound l,6,(2)糖脂,其非脂成分是糖(单己糖、二己糖等)，,并因醇成分不同，又分为鞘糖脂(如脑苷脂，神经节苷脂)和甘油糖脂。,鞘氨醇磷脂和鞘糖脂合称为,鞘脂类,(sphingolipid)。,(2)糖脂 其非脂成分是糖(单己糖、二己糖等)，,7,三、脂质的生物学作用,1.贮存能量：,属于这一类的是三酰甘油和蜡。脊椎动物的称脂肪细胞，贮存大量的三酰甘油，几乎充满细胞。许多植物的种子中存在三酰甘油，为种子发芽提供能量和合成前体。某些动物贮存在皮下的三酰甘油不仅作为能储，而且作为,抗低温,的绝缘层。还起,防震,的填充物作用。,三、脂质的生物学作用1.贮存能量：属于这一类的是三酰甘油和蜡,8,三、脂质的生物学作用,在海洋的浮游生物中蜡是代谢燃料的主要贮存形式。蜡还有排斥水的作用。脊椎动物的某些皮肤腺分泌蜡以,保护,毛发和皮肤、使之柔韧、润滑并防水。鸟类，特别是水禽，从它们的尾羽腺分泌蜡使羽毛能,防水,。冬青、杜鹃花和许多热带植物的叶覆盖着一层蜡,以防寄生物侵袭和水分的过度蒸发,。,三、脂质的生物学作用在海洋的浮游生物中蜡是代谢燃料的主要贮存,9,三、脂质的生物学作用,2.结构脂质：,细胞的质膜，核膜和各种细胞器的膜总称为生物膜。主要是由磷脂类构成的双分子层。参与脂双层构成的膜脂还有固醇和糖脂。脂双层的表面是亲水部分，内部是疏水烃链。脂双层有屏障作用，使膜两侧的亲水性物质不能自由通过，这对维持细胞正常的结构和功能是很重要的,三、脂质的生物学作用 2.结构脂质：细胞的质膜，核膜和各种细,10,三、脂质的生物学作用,3.活性脂质：,贮存脂质和结构脂质是较大量的细胞成分；活性脂质是小量的细胞成分，但具有专一的重要生物活性。,类固醇,中很重要的一类是类固醇激素，包括雄性激素、雌性激素和肾上腺皮质激素。,萜类,化合物包括对人体和动物的正常生长所必需的脂溶性维生素A、D、E、K和多种光合色素(如类胡萝卜素)。,三、脂质的生物学作用 3.活性脂质：贮存脂质和结构脂质是较大,11,第二节 脂 肪 酸,(fatty acid，FA),第二节 脂 肪 酸,12,一、脂肪酸的种类,脂肪酸是由一条长的烃链(“尾”)和一个末端羧基(“头”)组成的羧酸。如右图：软脂酸,一、脂肪酸的种类,13,脂肪酸,饱和脂肪酸,：软脂酸（16C）、硬脂酸（18C）。,不饱和脂肪酸,含,1,个双键（油酸）,含,2,个双键（亚油酸）,含,3,个双键（亚麻酸）,含,4,个双键（花生四烯酸）,一、脂肪酸的种类,脂肪酸饱和脂肪酸：软脂酸（16C）、硬脂酸（18C）。不饱和,14,一、脂肪酸的种类,（饱和脂肪酸）,一、脂肪酸的种类（饱和脂肪酸）,15,一、脂肪酸的种类,（不饱和脂肪酸）,一、脂肪酸的种类（不饱和脂肪酸）,16,1.脂肪酸的种类（总结）,烃链多数是线形的，分支或含环的为数很少。,烃链不含双键(和三键)的为,饱和脂肪酸,，含一个或多个双键的为,不饱和脂肪酸,。只含单个双键的脂肪酸称,单不饱和脂肪酸,；含两个或两个以上双键的称,多不饱和脂肪酸,。,不同脂肪酸之间的主要区别在于,烃链的长度(碳原子数目)、双键数目和位置。,1.脂肪酸的种类（总结）烃链多数是线形的，分支或含环的为数,17,二、天然脂肪酸的结构特点,1.天然脂肪酸骨架的碳原子数目几乎都是偶数,这是因为在生物体内脂肪酸是以二碳单位(乙酰CoA形式)从头合成的。奇数碳原子的脂肪酸在陆地生物中含量极少，但在某些海洋生物中有相当量存在。天然脂肪酸碳骨架长度为436个碳原子，多数为1224个碳，最常见的为16和18碳，如软脂酸、硬脂酸和油酸等。低于14碳的脂肪酸主要存在于乳脂中。,二、天然脂肪酸的结构特点 1.天然脂肪酸骨架的碳原子数目几,18,二、天然脂肪酸的结构特点,2.在大多数单不饱和脂肪酸中双键的位置在C9和C10之间,。,3.天然脂肪酸中的双键多为顺式构型，少数是反式构型,二、天然脂肪酸的结构特点2.在大多数单不饱和脂肪酸中双键的,19,4.,饱和与不饱和脂肪酸有着十分不同的构象,饱和脂肪酸中烃链碳骨架中每个单键可以自由旋转。完全伸展的烃链相邻原子的位阻最小，能量最低，是饱和脂肪酸最可能的构象。,不饱和脂肪酸烃链由于双键不能旋转，出现一个或多个结节,4.饱和与不饱和脂肪酸有着十分不同的构象饱和脂肪酸中烃链碳骨,20,三、脂肪酸的物理性质,脂肪酸和含脂肪酸化合物的物理性质很大程度上,决定于脂肪酸烃链的长度与不饱和程度,。,1.溶解度：,非极链是造成脂肪酸在水中,溶解度,低的原因；,烃链愈长，溶解度愈低,，脂肪酸的羧基是极性的，在中性pH时电离，因此短链脂肪酸(少于10碳)略能溶于水。,三、脂肪酸的物理性质 脂肪酸和含脂肪酸化合物的物理性质很大程,21,三、脂肪酸的物理性质,2.,熔点：,脂肪酸和含脂肪酸化合物的,熔点,也受烃链长度和不饱和程度的影响。（在室温下，12-24C饱和脂肪酸为蜡状固体，同样链长的不饱和脂肪酸为油状液体）。,不饱和脂肪酸熔点比相同链长的饱和脂肪酸低，并且对相同链长的不饱和脂肪酸，双键愈多熔点愈低。（与分子间相互作用有关）,三、脂肪酸的物理性质2.熔点：脂肪酸和含脂肪酸化合物的熔点也,22,必需脂肪酸（,essential fatty acid）,人体及哺乳动物能制造多种脂肪酸，但不能合成,亚油酸和亚麻酸,。因为这两种脂肪酸对人体功能是必不可少的，但必须由膳食提供，因此被称为,必需脂肪酸,必需脂肪酸（essential fatty acid）人,23,第三节 三酰甘油和蜡,第三节 三酰甘油和蜡,24,三酰甘油是甘油和脂肪酸形成的三脂，其化学通式如下：,动、植物油脂的化学本质是酰基甘油，其中主要是三酰甘油；此外，还有二酰甘油，单酰甘油。常温下，呈液态的酰基甘油称为油，呈固态的称为脂。,三酰甘油是甘油和脂肪酸形成的三脂，其化学通式如下：动、植物油,25,一、三酰甘油的物理和化学性质,1.物理性质,(1)颜色和气味,纯的三酰甘油是无色、无嗅、无味的稠性液体或蜡状固体。,天然油脂的颜色来自溶于其中的色素物质(如类胡萝卜素)；气味少数是由于油脂中的挥发性短链脂肪酸所致，一般是由于非油脂成分引起的。,一、三酰甘油的物理和化学性质 1.物理性质,26,一、三酰甘油的物理和化学性质,(2)密度和溶解度,三酰甘油的密度均小于水，不溶于水，略溶于低级醇，易溶于乙醚、氯仿、苯和石油醚等非极性有机溶剂（称脂溶剂）。,(3)熔点,天然油脂由于都是多种三酰甘油的混合物，因此没有明确的熔点，只有一个大概范围。三酰甘油的,熔点与其脂肪酸组成有关,，一般随组分中不饱和脂肪酸(双键数目)和低相对分子质量脂肪酸的比例增高而降低。,一、三酰甘油的物理和化学性质(2)密度和溶解度 三酰甘油,27,2.,化学性质,（1）水解与皂化,三酰甘油能在酸、碱或脂酶(1ipase)的作用下水解为脂肪酸和甘油。如果在碱溶液中水解，产物之一是脂肪酸的盐类(如钠、钾盐)，俗称,皂,；油脂的碱水解作用称皂化作用。,2.化学性质（1）水解与皂化,28,皂化1g油脂所需的KOH mg数称为,皂化值,。,3X56X1000,皂化值,=,TG平均分子量,式中56是KOH的Mr；中和1 mol TG需要3 mol KOH，,皂化1g油脂所需的KOH mg数称为皂化值。,29,(2)氢化和卤化,(加成反应),不饱和脂肪酸，能与氢或卤素起加成反应。卤化反应中吸收卤素的量反映不饱和键的多少。通常用,碘值,(价)来表示油脂的不饱和程度。碘值指100g油脂卤化时所能吸收碘的克数。,(2)氢化和卤化(加成反应)不饱和脂肪酸，能与氢或卤素起,30,(3)乙酰化,(acetylation),含羟脂肪酸(如蓖麻油酸,12-羟十八碳-9-烯酸)的油脂可与乙酸酐或其他酰化剂作用形成乙酰化油脂或其他酰化油脂。,油脂的羟基化程度一般用乙酰化值(价)表示。,乙酰值,指中和从1g乙酰化产物中释放的乙酸所需的KOH mg数。,(3)乙酰化(acetylation)含羟脂肪酸(如蓖麻油,31,(4)酸败,天然油脂长时间暴露在空气中会产生难闻的气味，这种现象称为,酸败,。,酸败的原因主要是油脂的不饱和成分发生自动氧化，产生过氧化物并进而降解成挥发性醛、酮、酸的复杂混合物；其次是微生物的作用，它们把油脂分解为游离的脂肪酸和甘油，一些低级脂肪酸本身就有臭味。,(4)酸败天然油脂长时间暴露在空气中会产生难闻的气味，这种,32,第四节 磷 脂,(phospholipid),第四节 磷 脂,33,磷脂的功能,磷脂包括甘油磷脂和鞘磷脂两类；它们主要参与细胞膜系统的组成，少量存在于细胞的其他部位。,甘油磷脂是第一大类膜脂，鞘脂类（包括鞘磷脂和鞘糖脂）是第二大类膜脂。,磷脂的功能 磷脂包括甘油磷脂和鞘磷脂两类；它们主要参,34,鞘磷脂,鞘磷脂即鞘氨醇磷脂，在高等动物的脑髓鞘和红细胞膜中特别丰富，也存在于许多植物种子中。,鞘磷脂由鞘氨醇、脂肪酸和磷酰胆碱组成。,鞘磷脂鞘磷脂即鞘氨醇磷脂，在高等动物的脑髓鞘和红细胞膜中特,35,鞘氨醇（,sphingomyelin）,鞘氨醇(Sphingosine),鞘氨醇（sphingomyelin）,36,第五节 萜和类固醇,第五节 萜和类固醇,37,萜和类固醇与前述的各类脂质不同，,一般不含脂肪酸,，属不可皂化脂质。它们在生物体内含量虽不多，但不少是重要的活性脂质,。,萜和类固醇与前述的各类脂质不同，一般不含脂肪酸，属不可皂化脂,38,一、萜,(terpene),萜分子的碳架可看成是由两个或多个,异戊二烯,单位连接而成。连接方式一般是头尾相连，也有尾尾相接的。形成的萜类可以是直链的，也可以是环状分子；可以是单环、双环和多环化合物。,一、萜(terpene)萜分子的碳架可看成是由两个或,39,1.,萜的分类：,根据所含的异戊二烯的数目、萜可分为单萜、双萜、三萜和多萜等。,由两个异戊二烯（碳原子数为C10）构成的萜称,单萜,，,由3个异戊二烯（C15）构成的称,倍半萜,，,由4个异戊二烯（C20）构成的称,双萜,，,其余依此类推。,1.萜的分类：根据所含的异戊二烯的数目、萜可分为单萜、,40,二、类固醇结构特点,(steroid),也称甾类，这类化合物的结构以,环戊烷多氢菲,为基础。是由3个六元环(A、B、C环)和一个五元环(D环)组合而成。在环戊烷多氢菲的A，B环之间和C，D环之间各有一个甲基(18，19)，称角甲基，,带有角甲基的环戊烷多氢菲称,甾核，是类固醇的母体,。,二、类固醇结构特点(steroid)也称甾类，这类化合物的结,41,甾核碳原子的编号从A环开始。,甾核碳原子的编