第15章 油脂和类脂化合物

1、塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University 油脂油脂 类脂化合物类脂化合物 肥皂及表面活性剂肥皂及表面活性剂第十五章第十五章 油脂和类脂化合物油脂和类脂化合物塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University概述概述 在生物化学中，常把一类不溶于水，能被醚或氯仿在生物化学中，常把一类不溶于水，能被醚

2、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。等弱极性溶剂从细胞中萃取出来的化合物通称为脂类。脂脂 类类油脂油脂类脂类脂脂肪脂肪油油（存在于动物的脂肪组织中）（存在于动物的脂肪组织中） （存在于植物、油料植物中）（存在于植物、油料植物中）磷脂磷脂蜡蜡甾体和萜甾体和萜第十五章第十五章 油脂和类脂化合物油脂和类脂化合物塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University 一、油脂的组成和结构一、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

3、叫油。油脂和糖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。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，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、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。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高级脂肪酸甘油酯的结构不完全相同。通式如右：同。通式如右：CH2CHCH2OR2R1R3COOOCOCO第一节第

4、一节 油脂油脂塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University1 1、油和脂肪的、油和脂肪的 主要区别主要区别：油油 含不饱和脂肪酸甘油酯脂较多含不饱和脂肪酸甘油酯脂较多脂肪脂肪 含饱和脂肪酸甘油酯脂较多含饱和脂肪酸甘油酯脂较多2 2、脂肪酸的结构特点：、脂肪酸的结构特点： 碳数为大于十的偶数的直链脂肪酸。碳数为大于十的偶数的直链脂肪酸。不饱和脂肪酸一般含不饱和脂肪酸一般含16个双键，含叁键的极少。个双键，含叁键的极少。3 3、甘油酯的分类：、甘油

5、酯的分类：根据高级脂肪酸的烃基情况分为根据高级脂肪酸的烃基情况分为简单（单纯）甘油酯简单（单纯）甘油酯 。 R1=R2=R3混合甘油酯混合甘油酯 。R1 、R2 、R3不完全相同不完全相同塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University4、主要的饱和脂肪酸、主要的饱和脂肪酸 软脂酸软脂酸 CH3（CH2）14COOH 硬脂酸硬脂酸 CH3（CH2）16COOH5、主要的不饱和脂肪酸、主要的不饱和脂肪酸油酸油酸 CH3 (CH2) 7CH=CH(CH

6、2) 7COOH 亚油酸亚油酸 CH3(CH2) 4CH=CHCH2CH=CH(CH2) 7COOH 二、油脂的物理性质二、油脂的物理性质1、状态、状态 油在室温时呈液态，熔点低。油在室温时呈液态，熔点低。脂肪在室温时呈固态，熔点高。脂肪在室温时呈固态，熔点高。天然的油脂是混合物无恒定的熔点和沸点。天然的油脂是混合物无恒定的熔点和沸点。2、水溶性、水溶性密度小于密度小于1，不溶于水。易溶于乙醚、氯仿等有机溶剂。，不溶于水。易溶于乙醚、氯仿等有机溶剂。塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Ta

7、rim University University 三、油脂的化学性质三、油脂的化学性质 1、官能团的反应、官能团的反应水解水解 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，钠盐俗称肥皂。所以碱性条件下的水解反应叫，“皂化作用皂化作用”。 皂化皂化1克油脂所需的氢氧化钾的毫克数称为克油脂所需的氢氧化钾的毫克数称为皂化值皂化值。根据。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：皂化

8、值的大小，可以粗略地计算油脂的平均相对分子质量：M=3561000皂化值皂化值CH2CHCH2OR2R1R3COOOCOCO+ NaOHCH2CHCH2OHOHOHONaRCO+塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University 2 2、烃基的反应、烃基的反应 （1）、加成反应）、加成反应 不饱和高级脂肪酸甘油酯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。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

9、来测定油脂的不饱和程度。加碘反应主要用来测定油脂的不饱和程度。100克油脂所克油脂所能吸收的碘的克数，叫做能吸收的碘的克数，叫做碘值碘值。碘值越大，油脂中不饱和脂肪。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。酸的含量越高，或不饱和程度越高。 （2）、干性作用）、干性作用 某些油（如桐油、亚麻油）放置在空气中，能生成一层某些油（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，这种现象称为干燥而有韧性的薄膜，这种现象称为干化作用干化作用。H2NiI2塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic C

10、hemistry, Tarim University University（3 3）、酸败作用）、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。酸败是由于空气中的氧、水分或细菌的作用引起的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。可以衡量油脂的衡量油脂的品质品质，酸值大于，酸值大于6的油脂不宜食用。的油脂不宜食用。 中和中和1g油脂中游离脂肪酸所需油脂中游离脂肪酸所需KOH的质量（的质量（mg）称为酸值。）称为酸值。塔里木大学塔里木大

11、学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University 一、萜类化合物一、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、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。天然橡胶等都是由萜类组成的。 1、结构特点、结构特点所含碳原子数都是所含碳原子数都是 5 的倍数的倍数。 碳架可以划分为若干个异戊二碳架可以划分为若干个异戊二 烯单位。这种特点称为萜烯单位。这种特点称为萜 类化合物的类化合物的异戊二异戊二 烯规律烯规律。 2、分

12、类、分类根据官能团分：几乎包括所有的有机化合物。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根据分子中所含异戊二 烯单位的数目分为：烯单位的数目分为：CHCH2CH3CH2C第二节第二节 类脂化合物类脂化合物塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University 单萜单萜含两个异戊二烯单位含两个异戊二烯单位 倍半萜倍半萜含三个异戊二烯单位含三个异戊二烯单位 二萜二萜含四个异戊二烯单位含四个异戊二烯单位 三萜三萜含六个异戊二烯单位含六个异戊

13、二烯单位 四萜四萜含八个异戊二烯单位含八个异戊二烯单位根据分子中的碳架分为根据分子中的碳架分为开链萜开链萜单环萜单环萜双环萜双环萜3、命名、命名 主要用俗名和译音名，很少用系统命名法。如用系统命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。名法则根据较优官能团确定母体名称。塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University4 4 、 单萜单萜（1）开链单萜）开链单萜月桂烯月桂烯香叶醇香叶醇橙花醇橙花醇 - 柠檬醛柠

14、檬醛 - 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。这些化合物具有优雅的香气，常用于香料工业和食品工业。CH2OHCH2OHCHOCHO塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University（2 2）单环单萜）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：环。单环萜的母体为：12345678910例如：例如：-松油醇松油醇 薄荷醇薄荷醇 薄荷酮薄

15、荷酮 -松油醇：属于叔醇。有紫丁香味，主要以醇和酯的形松油醇：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。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）双环单萜薄荷烷薄荷烷 双环单萜可看成薄荷烷在不同位置间环化形成的产物。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。形成的母体都有特定的简称。OHOHO塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University 4-甲

16、基甲基-1-异丙基二环异丙基二环3. 1 .0己烷己烷 守烷守烷3，7，7-三甲基二环三甲基二环4 . 1 . 0庚烷庚烷蒈烷；蒈烷；2，6，6 -三甲基二环三甲基二环3 . 1 . 1庚烷庚烷蒎烷；松节烷蒎烷；松节烷1，7，7-三甲基二环三甲基二环2 . 2 . 1庚烷庚烷莰烷；樟烷莰烷；樟烷塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University-蒎烯蒎烯-蒎烯蒎烯OH龙脑龙脑O樟脑樟脑 樟脑有两个手性碳，理论上讲应该有四个旋光异构体，樟脑有两个手性碳

17、，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。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：莰烷的衍生物。例如：塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University答案：答案：OHO

18、判断时：判断时：看看C数；数； 骨架划分。骨架划分。练习：下列化合物属于单萜的是：练习：下列化合物属于单萜的是：塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University5 5、 倍半萜倍半萜 倍半萜含倍半萜含15个碳原子，由三个异戊二烯单位连接而成。个碳原子，由三个异戊二烯单位连接而成。 例如：例如：CH2OH法尼醇法尼醇OCH3HCOOCH3保幼酮保幼酮存在于香茅草、存在于香茅草、茉莉、玫瑰等植茉莉、玫瑰等植物精油中。物精油中。从昆虫的咽侧体从昆虫的咽侧

19、体分泌物中得到的，分泌物中得到的，其作用使幼虫不其作用使幼虫不能成蛹。能成蛹。塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University6 6、 二萜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：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：OH 叶绿醇叶绿醇 ，它是叶绿素，它是叶绿素的组成部分。为无色或浅的组成部分。为无色或浅黄色液体，有芳香气味，黄色液体，有芳香气味，不溶于水，可溶于非极性不溶于水，可溶于非极性或弱极性的有机溶剂中。或

20、弱极性的有机溶剂中。CH2OH 维生素维生素 A1 是淡黄色晶是淡黄色晶体，熔点体，熔点64C，不溶于水。，不溶于水。为脂溶性维生素之一。在空为脂溶性维生素之一。在空气中易被氧化，受紫外光照气中易被氧化，受紫外光照射即失去活性。射即失去活性。塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University7 7、 四萜四萜 四萜类是碳架是由八个异戊二烯单位连接成的，分子中都有一个较四萜类是碳架是由八个异戊二烯单位连接成的，分子中都有一个较长的共轭体系，一般多呈黄到

21、红的颜色，所以又称多烯色素。如：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-胡萝卜素胡萝卜素-胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素玉米黄素玉米黄素番茄红素番茄红素HOOHHOOH塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University画出下列化合物异戊二烯单元，属于几萜？画出下列化合物异戊二烯单元，属于几萜？HOOH 丹参酚丹参酚（存在于丹参根中）（存在于丹参根中） 石竹烯石竹烯（存在于丁香油中）（存在于丁香油中）答案：答案： 二

22、萜。二萜。 倍半萜。倍半萜。 倍半萜。倍半萜。OOO山道年山道年 （存在于菊科植物中）（存在于菊科植物中）塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University二、甾体化合物二、甾体化合物 1、 甾体化合物的结构：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。有一个环五烷并多氢菲的母体。1234567891011121314151617R1R2R3 绝大多数在绝大多

23、数在R1、R2、R3处连有烃基。在该结构中，处连有烃基。在该结构中，有有6个手性碳，理论上有个手性碳，理论上有26=64个旋光异构体。但这些个旋光异构体。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。空间的构型。因而异构体的数目大大减少。ABCD塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University UniversityCH3CH3HHHHCH3CH3HHHH 甾体化合物四个并联的环有两

24、种重要的稠合方式，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。二者生理活性差异很大。塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University 2 2、重要的甾体化合物、重要的甾体化合物 （1）甾醇：）甾醇：C3上连有羟基的化合物称甾醇。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按来源分为：动物甾醇和植物甾醇动物甾醇动物甾醇 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

25、，它的生理作用不清楚。神经组织中含量较多，它的生理作用不清楚。例如：例如：胆甾醇（胆固醇）胆甾醇（胆固醇） 人体内胆甾醇过人体内胆甾醇过量时，会导致胆结石、量时，会导致胆结石、动脉粥样硬化。动脉粥样硬化。CH3CH3HO塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University UniversityH3CH3CHO光照H3CHO7-脱氢胆甾醇维生素D3 存在于动存在于动物皮肤组织中物皮肤组织中 是从小肠中吸收是从小肠中吸收Ca离子的关键化合物。离子的关键化合物。 日光浴好；这也是

26、补钙时日光浴好；这也是补钙时要配要配VDVD的原因。（也有人对的原因。（也有人对此有不同看法）此有不同看法）塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University植物甾醇植物甾醇麦角甾醇麦角甾醇谷甾醇谷甾醇HOCH3CH3CH3CH3HO 由真菌合成，大由真菌合成，大量存在于酵母中，因量存在于酵母中，因最初来源于麦角而得最初来源于麦角而得名。名。其在紫外光照射下，其在紫外光照射下，B B环开裂转变成维生素环开裂转变成维生素D2D2。 存在于玉米脐子油中，

27、存在于玉米脐子油中，可抑制人体肠道对胆甾醇可抑制人体肠道对胆甾醇的吸收。的吸收。降低血液中胆甾醇的降低血液中胆甾醇的含量，用作降压药物。含量，用作降压药物。另外另外, ,它它是一种天然抗真菌物质。是一种天然抗真菌物质。塔里木大学塔里木大学 有机化学精品课程有机化学精品课程 Organic Chemistry, TarimOrganic Chemistry, Tarim University University （2）甾体激素）甾体激素 激素是动植物体内分泌腺分泌的一类活性物质，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。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：按照化学结构分为： 含氮