有机化学 第十五章油脂和类脂化合物

1、 油脂和类脂化合物广泛存在于生物体内，油脂和类脂化合物广泛存在于生物体内，它们是维持生物体生命活动不可缺少的物质。它们是维持生物体生命活动不可缺少的物质。油脂通常是指植物油和动物脂肪油脂通常是指植物油和动物脂肪，例如，菜，例如，菜油、花生油、牛油、猪油等。它们大都不溶油、花生油、牛油、猪油等。它们大都不溶于水而易溶于非极性或弱极性的有机溶剂中。于水而易溶于非极性或弱极性的有机溶剂中。类脂化合物通常是指磷脂、蜡和甾体化合物类脂化合物通常是指磷脂、蜡和甾体化合物等。等。虽然它们在化学组成和结构上同油有较虽然它们在化学组成和结构上同油有较大差别，但由于他们在某些物理性质上类似大差别，但由于他们在某些

2、物理性质上类似脂肪，且往往同油脂一起共存于生物体内，脂肪，且往往同油脂一起共存于生物体内，因此把它们称做类脂化合物。因此把它们称做类脂化合物。 油脂油脂油脂羧酸和丙三醇生成的酯羧酸和丙三醇生成的酯一、油脂的定义一、油脂的定义油脂是甘油与高级脂肪酸生成的三酸甘油酯：油脂是甘油与高级脂肪酸生成的三酸甘油酯： 主要成分一般是含偶数碳原子的高级脂肪酸主要成分一般是含偶数碳原子的高级脂肪酸的甘油酯。的甘油酯。 在常温为液态的叫在常温为液态的叫油油（主要成分为高级不饱（主要成分为高级不饱和脂肪酸的甘油酯），固态或半固态的叫和脂肪酸的甘油酯），固态或半固态的叫脂脂（高级饱和脂肪酸的甘油酯）。（高级饱和脂肪酸

3、的甘油酯）。二、油脂的组成和结构二、油脂的组成和结构 油脂中常见的饱和脂肪酸油脂中常见的饱和脂肪酸俗名俗名系统命名系统命名结构式结构式熔点熔点/分布分布羊蜡酸羊蜡酸月桂酸月桂酸肉豆蔻酸肉豆蔻酸软脂酸软脂酸硬脂酸硬脂酸花生酸花生酸山山萮萮酸酸掬焦酸掬焦酸葵酸葵酸十二碳酸十二碳酸十四碳酸十四碳酸十六碳酸十六碳酸十八碳酸十八碳酸二十碳酸二十碳酸二十二碳酸二十二碳酸二十四碳酸二十四碳酸ch3（ch2）8coohch3（ch2）10coohch3（ch2）12coohch3（ch2）14coohch3（ch2）16coohch3（ch2）18coohch3（ch2）20coohch3（ch2）22coo

4、h3244586371.2778087.5椰子油、奶油椰子油、奶油鲸蜡、椰子油鲸蜡、椰子油肉豆蔻油肉豆蔻油动、植物油脂动、植物油脂动、植物油脂动、植物油脂花生油花生油山山萮萮油油花生油花生油油脂中常见的不饱和脂肪酸油脂中常见的不饱和脂肪酸俗名俗名系统命名系统命名结构式结构式熔点熔点/分布分布鳖鳖 酸酸油油 酸酸亚油酸亚油酸亚麻酸亚麻酸桐油酸桐油酸蓖麻醇蓖麻醇酸酸 晁模酸晁模酸花生四花生四烯酸烯酸芥芥 酸酸9-十六碳烯酸十六碳烯酸9-十八碳烯酸十八碳烯酸9，12-十八十八碳二烯酸碳二烯酸9，12，15-十八十八碳三烯酸碳三烯酸9，11，13-十八十八碳三烯酸碳三烯酸12-羟基羟基-9-十八十八碳

5、烯酸碳烯酸13-（2-环戊烯）环戊烯）十三碳酸十三碳酸5，8，11，14-二二十碳四烯酸十碳四烯酸13-二十二碳烯酸二十二碳烯酸ch3(ch2)5ch=ch(ch2)7coohch3（ch2）7ch=ch（ch2）7coohch3（ch2）4ch=chch2ch=ch（ch2）7coohch3ch2ch=chch2ch=ch-ch2ch=ch（ch2）7coohch3（ch2）3（ch=ch）3-（ch2）7coohch3（ch2）5ch（oh）ch2ch=ch（ch2）7cooh -（ch2）12coohch3（ch2）4ch=chch2ch=chch2ch=chch2ch=ch（ch2）3

6、coohch3（ch2）7ch=ch（ch2）11cooh0.516.3-5-11.3495.568.5-49.533.5-动、植物动、植物油油植物油植物油亚麻仁油亚麻仁油桐油桐油蓖麻油蓖麻油-卵磷脂卵磷脂菜油菜油三、油脂的命名三、油脂的命名1、高级脂肪酸、高级脂肪酸coohcooh2、甘油酯、甘油酯1、 皂化皂化酯的碱性水解叫皂化。如：酯的碱性水解叫皂化。如：四、油脂的化学性质四、油脂的化学性质皂化值：皂化皂化值：皂化1克油脂所需克油脂所需koh的毫克数的毫克数2、 加成反应加成反应“油的氢化油的氢化”或或“油的加碘油的加碘” 。 100克油脂与碘加成所需碘的质量克油脂与碘加成所需碘的质量(

7、克克),叫叫碘值碘值.3、 干性作用干性作用某些油（如桐油、亚麻油等）在空气中某些油（如桐油、亚麻油等）在空气中放置能生成一层干燥而有韧性的薄膜。油脂的这种结膜放置能生成一层干燥而有韧性的薄膜。油脂的这种结膜特性叫做干性作用特性叫做干性作用 具有干性作用的油叫干性油，没有干性作用的有具有干性作用的油叫干性油，没有干性作用的有叫非干性油，介于二者之间的叫半干性油。这三类油可叫非干性油，介于二者之间的叫半干性油。这三类油可以用碘值来区分：以用碘值来区分：干性油干性油 碘值在碘值在130以上，例如桐油。以上，例如桐油。半干性油半干性油 碘值在碘值在100130之间，例如棉籽油。之间，例如棉籽油。非干

8、性油非干性油 碘值在碘值在100以下，例如花生油。以下，例如花生油。4、 氧化与聚合反应氧化与聚合反应不饱和的酸易酸败变质不饱和的酸易酸败变质.含有共轭含有共轭双键的油类易聚合双键的油类易聚合(桐油桐油).5、 酸值酸值油脂中游离脂肪酸含量，可用油脂中游离脂肪酸含量，可用koh中和来测中和来测定。中和一克油脂所需定。中和一克油脂所需koh的量（的量（mg）称为）称为酸值酸值。 酸值是衡量油脂品质的重要参数。酸值大于酸值是衡量油脂品质的重要参数。酸值大于6的油的油脂不宜食用。脂不宜食用。 类脂一、磷脂一、磷脂 磷脂是一类含有磷脂是一类含有磷和氮磷和氮的类脂化合的类脂化合物。它们广泛存在于动、植物

9、的各种细物。它们广泛存在于动、植物的各种细胞膜中，特别是植物的种子、动物的脑、胞膜中，特别是植物的种子、动物的脑、卵、肝和微生物体中含量较多。根据磷卵、肝和微生物体中含量较多。根据磷脂的组成和结构可把它分为脂的组成和结构可把它分为磷酸苷油脂磷酸苷油脂和和神经鞘磷脂神经鞘磷脂两类。磷脂甘油酯种类很两类。磷脂甘油酯种类很多，最重要的有多，最重要的有卵磷脂卵磷脂和和脑磷脂脑磷脂：l-卵磷脂 l-脑磷脂 卵磷脂水解得到甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱。卵磷脂水解得到甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱。脑磷脂水解得到甘油、脂肪酸、磷酸和胆胺。脑磷脂水解得到甘油、脂肪酸、磷酸和胆胺。 鞘磷脂主要存在于动物的脑、神经组织组织

10、中，它与鞘磷脂主要存在于动物的脑、神经组织组织中，它与蛋白质、多糖构成神经纤维或轴索的保护层。蛋白质、多糖构成神经纤维或轴索的保护层。 磷脂分子中同时存在着疏水基（脂肪烃基磷脂分子中同时存在着疏水基（脂肪烃基部分）和亲水基（偶极离子部分），因此，他部分）和亲水基（偶极离子部分），因此，他们是们是良好的乳化剂良好的乳化剂，在细胞膜中起着重要的生，在细胞膜中起着重要的生理作用。理作用。磷脂可溶于水及某些有机溶剂，但不磷脂可溶于水及某些有机溶剂，但不溶于丙酮溶于丙酮，借此，可把它们同其他脂类分开。，借此，可把它们同其他脂类分开。磷脂分子中都含有酯键，因此，他们都能水磷脂分子中都含有酯键，因此，他们都

11、能水解。如果磷脂分子中含有不饱和脂肪酸时，也解。如果磷脂分子中含有不饱和脂肪酸时，也能发生加成反应和氧化反应等。能发生加成反应和氧化反应等。二、腊二、腊 蜡广泛存在于动、植物界，蜡广泛存在于动、植物界，它是高级脂肪酸与高级一元它是高级脂肪酸与高级一元醇生成的酯。醇生成的酯。蜡按其来源分为蜡按其来源分为植物蜡植物蜡和和动物蜡动物蜡两类。植物蜡存两类。植物蜡存在于植物的叶、茎和果实的表面，是防止细菌侵害和水分散失在于植物的叶、茎和果实的表面，是防止细菌侵害和水分散失的保护层。动物蜡存在于动物的分泌腺、皮肤、毛皮、羽毛和的保护层。动物蜡存在于动物的分泌腺、皮肤、毛皮、羽毛和昆虫外骨骼的表面，也是起保

12、护作用的。昆虫外骨骼的表面，也是起保护作用的。 组成蜡的脂肪酸和醇都在组成蜡的脂肪酸和醇都在十六个碳以上，且都含偶数碳十六个碳以上，且都含偶数碳原子原子。最常见的是软脂酸、二十六碳酸、十六醇、二十六醇、。最常见的是软脂酸、二十六碳酸、十六醇、二十六醇、三十醇等。三十醇等。 白蜡又叫虫蜡，是寄生在女贞树上的白蜡虫的分泌物。白蜡又叫虫蜡，是寄生在女贞树上的白蜡虫的分泌物。白蜡是我国的特产，主要产地四川。羊毛脂是脂肪酸和羊毛甾白蜡是我国的特产，主要产地四川。羊毛脂是脂肪酸和羊毛甾醇形成的酯，它是羊毛上存在的油状物，由于它容易吸收水分，醇形成的酯，它是羊毛上存在的油状物，由于它容易吸收水分，并有乳化作

13、用，所以，常用于化妆品工业。并有乳化作用，所以，常用于化妆品工业。 几种重要的蜡几种重要的蜡名名 称称熔距熔距/主主 要要 组组 分分来来 源源虫蜡虫蜡蜂蜡蜂蜡鲸蜡鲸蜡巴西棕榈巴西棕榈蜡蜡81.3-8462-6542-4583-86c25h51cooc26h53c15h31cooc30h61c15h31cooc16h33c25h51cooc30h61白蜡虫白蜡虫蜜蜂腹部蜜蜂腹部鲸鱼头部鲸鱼头部巴西棕榈叶巴西棕榈叶 蜡在常温下为固态，比脂肪硬而脆，不溶于水，可溶蜡在常温下为固态，比脂肪硬而脆，不溶于水，可溶于非极性有机溶剂，化学性质稳定，不易皂化，不能被消于非极性有机溶剂，化学性质稳定，不易皂化

14、，不能被消化。蜡在工业上用作脂肪品的上光剂，是制造蜡纸、药膏化。蜡在工业上用作脂肪品的上光剂，是制造蜡纸、药膏基质、蜡烛和化妆品的原料。基质、蜡烛和化妆品的原料。 三、甾族化合物三、甾族化合物1、甾族化合物的结构、甾族化合物的结构 甾族化合物又叫类固醇化合物，这一类化合物的结甾族化合物又叫类固醇化合物，这一类化合物的结构特点是构特点是,都有一个都有一个环戊烷并氢化菲的母环：环戊烷并氢化菲的母环：环戊烷并氢化菲环戊烷并氢化菲 通常用通常用a、b、c、d 四个大写英文字母标记结构中的四个大写英文字母标记结构中的四个环四个环。绝大多数甾族化合物在绝大多数甾族化合物在c10、c13处连有甲基，通常叫做

15、处连有甲基，通常叫做角甲基角甲基。不同的甾族化合物在不同的甾族化合物在c17上连有不同的取代基。上连有不同的取代基。“甾甾”字中的字中的“田田”表示四个环，表示四个环，“甾甾”表示表示c10、c13和和c17上的三个取代基。上的三个取代基。 在甾环中在甾环中c5，c8，c9，c10，c13，c14都是手都是手性碳原子性碳原子，按，按2n公式，应有公式，应有64个旋光异构体，但由于个旋光异构体，但由于这些手性碳原子都是两环共用的碳原子，限制了它们这些手性碳原子都是两环共用的碳原子，限制了它们在空间的构型，所以它的衍生物的异构体数目大大减在空间的构型，所以它的衍生物的异构体数目大大减少。少。 甾族

16、化合物都有四个并联的环，而每两个环都可甾族化合物都有四个并联的环，而每两个环都可以组成像十氢化萘的顺反两种构型。但天然甾体化合以组成像十氢化萘的顺反两种构型。但天然甾体化合物中的物中的b环及环及c环和环和d环之间基本上都是以反式相连的，环之间基本上都是以反式相连的，只有只有a环和环和b环间存在顺反两种构型，环间存在顺反两种构型，于是就把于是就把a环和环和b环间存在顺反两种构型，于是就把环间存在顺反两种构型，于是就把a环和环和b环环的并联的并联类型作为环系分类的依据，类型作为环系分类的依据，把反式并联称作异系，把把反式并联称作异系，把顺式并联称做正系。顺式并联称做正系。（i）a，b反式反式 5系

17、或异系系或异系 （ii）a、b顺式顺式 5系或正系系或正系 在（在（i）和（）和（ii）中，角甲基都位于环的上面，所以这两个角）中，角甲基都位于环的上面，所以这两个角甲基常被用作环上其它取代基构象的参考标准，例如在（甲基常被用作环上其它取代基构象的参考标准，例如在（i）中，）中，c5上的氢原子与角甲基处于环的异侧，用上的氢原子与角甲基处于环的异侧，用表示，故异系又称表示，故异系又称系系；在（；在（ii）中，）中，c5的氢原子与角甲基处于环的同侧，用的氢原子与角甲基处于环的同侧，用表示，表示，故正系又称故正系又称系。系。 对对a环和环和b环来讲，如果将一个环看成是另一个环上的取代基环来讲，如果将

18、一个环看成是另一个环上的取代基时，在时，在a,b反式中，这两个取代基都处于反式中，这两个取代基都处于e键，另一个处于键，另一个处于键。键。因此（因此（i）是优势构象。）是优势构象。 书写甾族化合物结构式时，常用下列书写甾族化合物结构式时，常用下列平面式平面式，式中实，式中实楔形线、实线或黑点表示氢原子或取代基在环平面上楔形线、实线或黑点表示氢原子或取代基在环平面上方；而虚楔形线、虚线或圆圈表示氢原子或取代基在方；而虚楔形线、虚线或圆圈表示氢原子或取代基在环平面下方，构型不明确时，以波形线（）表示：环平面下方，构型不明确时，以波形线（）表示：a，b反式（5系）a, b顺式（5系）2、甾醇类、甾醇

19、类 甾醇类是甾醇类是c3上连有羟基的甾族化合物上连有羟基的甾族化合物。按其来源。按其来源分为动物甾醇和植物甾醇两类。分为动物甾醇和植物甾醇两类。 动物甾醇中发现最早的是胆甾醇（俗称胆固醇），动物甾醇中发现最早的是胆甾醇（俗称胆固醇），人胆中的胆结石几乎全是由胆甾醇组成的。胆固醇广人胆中的胆结石几乎全是由胆甾醇组成的。胆固醇广泛存在于动物的细胞、血液、脂肪、脑及神经组织中。泛存在于动物的细胞、血液、脂肪、脑及神经组织中。纯粹的胆固醇是无色无味或略带黄色的结晶，熔点纯粹的胆固醇是无色无味或略带黄色的结晶，熔点148.5。c，在高真空下可以升华，微溶于水，易溶于，在高真空下可以升华，微溶于水，易溶于

20、热乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂中。其结构式如下：热乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂中。其结构式如下：另一个重要的动物甾醇是另一个重要的动物甾醇是7-脱氢胆甾醇。它存脱氢胆甾醇。它存在于动物的皮肤中，当受到紫外光照射时，它的在于动物的皮肤中，当受到紫外光照射时，它的b环开裂转变成维生素环开裂转变成维生素d3：植物甾醇中最重要的是麦角甾醇，它存在于酵母、麦角植物甾醇中最重要的是麦角甾醇，它存在于酵母、麦角中。中。它与它与7-脱氢胆甾醇相似，只是在脱氢胆甾醇相似，只是在c17的侧链上多一个双链和甲基。的侧链上多一个双链和甲基。经紫外线照射，它的经紫外线照射，它的b环开裂转变成维生素环开裂转变成维生素d2：维

21、生素维生素d广泛存在于动物体中，在鱼的肝脏、蛋黄和牛广泛存在于动物体中，在鱼的肝脏、蛋黄和牛奶中含量较丰富。当缺乏维生素奶中含量较丰富。当缺乏维生素d时，儿童患佝偻病，成时，儿童患佝偻病，成人患软骨症，因此，维生素人患软骨症，因此，维生素d又叫做抗佝偻病维生素。维又叫做抗佝偻病维生素。维生素生素d有几种有几种同功物同功物，但以维生素，但以维生素d2和和d3的生理作用最强。的生理作用最强。3、甾体激素、甾体激素甾体激素中最重要的有：甾体激素中最重要的有：肾上腺皮质激素、肾上腺皮质激素、性激素、性激素、昆虫蜕皮激素。昆虫蜕皮激素。 肥皂和表面活性剂肥皂及其乳化作用肥皂及其乳化作用 肥皂就是高级脂肪

22、酸的钠盐。肥皂就是高级脂肪酸的钠盐。日常使用的肥皂约含日常使用的肥皂约含70左右的高级脂肪酸钠，左右的高级脂肪酸钠，30的水和少量的松香酸的水和少量的松香酸钠。钠。 肥皂去垢功能是由高级脂肪酸钠的结构决定的。肥皂去垢功能是由高级脂肪酸钠的结构决定的。高级脂肪酸钠的分子结构可以分成两个部分：一是羧高级脂肪酸钠的分子结构可以分成两个部分：一是羧酸根负离子（酸根负离子（coo），它是），它是亲水基亲水基；另一部分是；另一部分是烃基（烃基（r），它是），它是疏水基疏水基。如果把高级脂肪酸钠的。如果把高级脂肪酸钠的分子放在水中时，它的烃基因受水分子的排斥作用而分子放在水中时，它的烃基因受水分子的排斥作用

23、而彼此间靠范德华力紧紧地交溶在一起，形成一个把亲彼此间靠范德华力紧紧地交溶在一起，形成一个把亲水基（水基（coo）露在表面的团粒，这种带负电荷的）露在表面的团粒，这种带负电荷的团粒叫做胶束。团粒叫做胶束。co2-co2-co2-co2-co2-2oc-2oc-2oc-2oc-2oc-2oc-2occo2-co2-co2-.na+h2o+coo-na+ 因此，把肥皂分散在水中时，就得到了肥皂在因此，把肥皂分散在水中时，就得到了肥皂在水中的胶体溶液。如果将沾有油污的衣服放入水中的胶体溶液。如果将沾有油污的衣服放入此胶体溶液中，经搅动和揉搓，肥皂分子的疏此胶体溶液中，经搅动和揉搓，肥皂分子的疏水基（

24、烃基）就会伸进小油珠中，把亲水基水基（烃基）就会伸进小油珠中，把亲水基（羧酸根负离子）留在小油珠的表面，其情形（羧酸根负离子）留在小油珠的表面，其情形如图如图15-1所示。这样油污就被悬浮于水中，形所示。这样油污就被悬浮于水中，形成一种乳液，这种现象叫做乳化。凡具有乳化成一种乳液，这种现象叫做乳化。凡具有乳化作用的物质就叫做乳化剂，它是表面活性剂的作用的物质就叫做乳化剂，它是表面活性剂的一种。一种。 肥皂是一种弱酸盐，遇强酸便会游离出高肥皂是一种弱酸盐，遇强酸便会游离出高级脂肪酸，从而失去乳化功能，因此，肥皂不级脂肪酸，从而失去乳化功能，因此，肥皂不能在酸性溶液中使用。此外，肥皂也不能在硬能在

25、酸性溶液中使用。此外，肥皂也不能在硬水中使用，因为硬水中的水中使用，因为硬水中的ca2+,mg2+离子能使离子能使肥皂转化为不溶于水的高级脂肪酸钙盐或镁盐肥皂转化为不溶于水的高级脂肪酸钙盐或镁盐沉淀，失去了乳化功能。这是肥皂用作去垢剂沉淀，失去了乳化功能。这是肥皂用作去垢剂的缺点。同时，制造肥皂还要消耗许多天然油的缺点。同时，制造肥皂还要消耗许多天然油脂，因此，现在广泛采用合成表面活性剂以替脂，因此，现在广泛采用合成表面活性剂以替代肥皂。代肥皂。合成表面活性剂合成表面活性剂 表面活性剂是指能够降低液体表面表面活性剂是指能够降低液体表面张力的物质。从结构上讲，它必须含有张力的物质。从结构上讲，它

26、必须含有亲水基和疏水基。表面活性剂按用途可亲水基和疏水基。表面活性剂按用途可分为乳化剂、润湿剂、起泡剂、洗涤剂、分为乳化剂、润湿剂、起泡剂、洗涤剂、分散剂等。按离子类型可以把它们分为分散剂等。按离子类型可以把它们分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。剂。1、离子型表面活性剂、离子型表面活性剂 离子型表面活性剂按生成离子的种类不同可以分为阴离子型表面活性剂按生成离子的种类不同可以分为阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂。离子表面活性剂和阳离子表面活性剂。（1）阴离子表面活性剂）阴离子表面活性剂 这一类表面活性剂在水中可以生成带有疏水基的阴这一类表面活性剂在水中可以生成带有疏水基的阴离子。肥皂实际上就是一种阴离子表面活性剂，它是带有离子。肥皂实际上就是一种阴离子表面活性剂，它是带有烃基的阴离子（烃基的阴离子（rcoo-）。我们在日常生活中使用的合）。我们在日常生活中使用的合成洗涤剂，有烷基磺酸钠、烷基磺酸钠和、烷基丙磺酸钠成洗涤剂，有烷基磺酸钠、烷基磺酸钠和、烷基丙磺酸钠和烷基硫酸钠（实际上是烷基硫酸酯的钠盐）等：和烷基硫酸钠（实际上是烷基硫酸酯的钠盐）等： 它们在水中都能生成带有疏水基的阴离子。