第二章脂质化学

1、2022-1-272第一节第一节 油脂油脂第二节第二节 磷酯磷酯第三节第三节 固醇和类固醇固醇和类固醇第四节第四节 其他酯类其他酯类第五节第五节 生物膜生物膜油脂是油和脂的总称，习惯上把常油脂是油和脂的总称，习惯上把常温下呈液态的叫温下呈液态的叫油油(oils)(oils)，呈固态，呈固态的叫的叫脂肪脂肪(fats)(fats)油脂在结构上都是由油脂在结构上都是由甘油甘油和和脂肪脂肪酸酸经经酯化反应酯化反应组成的酯组成的酯二二. .油油 脂脂 的的 结结 构构即丙三醇，具甜味即丙三醇，具甜味. .用途很广。用途很广。结构为丙三醇，结构为丙三醇，2 2羟基在左边羟基在左边 CH CH2 2OHO

2、H CH CH2 2OHOH HOHOCHCH甘油（丙三醇）甘油（丙三醇）（一）甘油（一）甘油甘油可用作防冻剂，柔软甘油可用作防冻剂，柔软剂以及制造炸药的原料剂以及制造炸药的原料二二. .油油 脂脂 的的 结结 构构1.1.脂肪酸大都含脂肪酸大都含偶数碳原子偶数碳原子，在高等动，在高等动植物体内主要为植物体内主要为1212碳以上的高级脂肪酸碳以上的高级脂肪酸组成脂肪的主要为组成脂肪的主要为碳原子数在碳原子数在12122424个个的有机羧酸，具有以下特点：的有机羧酸，具有以下特点：（二）脂肪酸（二）脂肪酸3.3.脂肪酸的简写表示法：脂肪酸的简写表示法：先写出先写出碳原子数，再写双键数，最后表碳原

3、子数，再写双键数，最后表明双键的位置，用明双键的位置，用“：”隔开隔开软脂酸软脂酸 ：C C1616：0 0 例例亚油酸：亚油酸：C C18: 2(9,12)18: 2(9,12)二二. .油油 脂脂 的的 结结 构构2.2.脂肪酸有烃链饱和的脂肪酸有烃链饱和的，如软脂酸，硬脂，如软脂酸，硬脂酸酸. .也有含双键的不饱和脂肪酸也有含双键的不饱和脂肪酸，如亚油，如亚油酸，亚麻酸，油酸酸，亚麻酸，油酸. . 5 5 18 18：2 29 9，1212 亚油酸亚油酸不脂不脂饱肪饱肪和酸和酸饱脂饱脂和肪和肪 酸酸 1111 18 18：3 39 9，1212，1515 亚麻酸亚麻酸 13.4 13.4

4、 18 18：1 19 9 油酸油酸 16 16：1 19 9 棕榈油酸棕榈油酸 69.6 69.6 18 18：0 0 硬脂酸硬脂酸 63.1 63.1 16 16：0 0 软脂酸软脂酸 53.9 53.9 14 14：0 0 豆蔻酸豆蔻酸 44.2 44.2 12 12：0 0 月桂酸月桂酸 熔点熔点/ 简写符号简写符号 习惯名称习惯名称表表2-1 某些天然存在的脂肪酸某些天然存在的脂肪酸（三）油脂的形成（三）油脂的形成油脂由一分子甘油和三分子脂油脂由一分子甘油和三分子脂肪酸经过肪酸经过逐步反应逐步反应得到得到.二酰甘油二酰甘油 三酰甘油三酰甘油 （即油脂）（即油脂）甘油甘油单酰甘油单酰甘

5、油故天然油脂是混合甘油酯的混合物故天然油脂是混合甘油酯的混合物 R R1 1脂肪酸脂肪酸二二. .油油 脂脂 的的 结结 构构 R R2 2脂肪酸脂肪酸 R R3 3脂肪酸脂肪酸三三. .油油 脂脂 的的 理理 化化 性性 质质油脂的理化性质主要决定于脂肪油脂的理化性质主要决定于脂肪酸酸,油脂的理化性质有以下几种油脂的理化性质有以下几种:脂肪一般脂肪一般不溶于水不溶于水，在水中的溶解度，在水中的溶解度随碳原子数增加而降低，脂肪溶于随碳原子数增加而降低，脂肪溶于丙酮、乙醚等非极性溶剂丙酮、乙醚等非极性溶剂（一）溶解性（一）溶解性三三. .油油 脂脂 的的 理理 化化 性性 质质动物脂肪动物脂肪通

6、常含饱和脂肪酸较多，因通常含饱和脂肪酸较多，因此在此在常温下为固态常温下为固态，如猪油、牛油，如猪油、牛油植物油植物油含大量油酸、亚油酸，故在含大量油酸、亚油酸，故在常常温下为液体温下为液体，如菜油、蓖麻油，如菜油、蓖麻油硬脂酸熔点为硬脂酸熔点为7070高于软脂酸的高于软脂酸的6363，而，而引入一个双键后的油酸熔点仅为引入一个双键后的油酸熔点仅为1414例例（二）熔点（二）熔点三三. .油油 脂脂 的的 理理 化化 性性 质质如果饱和度相同，则脂肪酸的熔如果饱和度相同，则脂肪酸的熔点随碳原子数的增加而升高点随碳原子数的增加而升高当碳原子数相等时，当碳原子数相等时，不饱和脂肪不饱和脂肪酸的熔点

7、比相应的饱和脂肪酸低酸的熔点比相应的饱和脂肪酸低肥皂作为乳化剂，可以把衣物上肥皂作为乳化剂，可以把衣物上的油污变成细小的颗粒均匀的分的油污变成细小的颗粒均匀的分散在水中，以达到去污的目的散在水中，以达到去污的目的（三）乳化作用（三）乳化作用胆汁酸盐和肥皂是常见乳化剂胆汁酸盐和肥皂是常见乳化剂，用于消化脂肪和去油污用于消化脂肪和去油污脂肪在乳化剂作用下，可变成很细脂肪在乳化剂作用下，可变成很细小的颗粒，均匀分散在水中形成稳小的颗粒，均匀分散在水中形成稳定的乳状液，此过程即乳化作用定的乳状液，此过程即乳化作用三三. .油油 脂脂 的的 理理 化化 性性 质质肥皂肥皂油脂都可被酸、碱、酶水解，产油脂

8、都可被酸、碱、酶水解，产物为甘油和高级脂肪酸物为甘油和高级脂肪酸水解作用如在水解作用如在碱性溶液中碱性溶液中进行，则产物为进行，则产物为甘油和脂肪酸盐，后者即甘油和脂肪酸盐，后者即肥皂肥皂，故脂肪的，故脂肪的碱水解称为碱水解称为皂化作用皂化作用。方程式如下：。方程式如下：（四）水解作用（四）水解作用C C3 3H H5 5(OCOR)(OCOR)3 3 + 3H+ 3H2 2O O脂肪脂肪3RCOOH3RCOOH脂肪酸脂肪酸3RCOONa + 3H3RCOONa + 3H2 2O O3RCOOH + 3NaOH3RCOOH + 3NaOH脂肪酸脂肪酸甘油甘油+ C+ C3 3H H5 5(OH

9、)(OH)3 3三三. .油油 脂脂 的的 理理 化化 性性 质质 不饱和脂肪酸的双键在适当的温度和催化不饱和脂肪酸的双键在适当的温度和催化剂的作用下，可与氢或卤素起加成作用。剂的作用下，可与氢或卤素起加成作用。加成后可使不饱和脂肪酸变为饱和脂肪酸，加成后可使不饱和脂肪酸变为饱和脂肪酸，此反应通常用作使此反应通常用作使液体油脂变成固体油脂液体油脂变成固体油脂或部分固化或部分固化，便于运输不易酸败以及具有，便于运输不易酸败以及具有可塑性，氢化会产生反式脂肪酸可塑性，氢化会产生反式脂肪酸如与氢加成的方程式如下：如与氢加成的方程式如下：+ + H H2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCHCHCH

10、（五）加成作用（五）加成作用三三. .油油 脂脂 的的 理理 化化 性性 质质（六）氧化作用（六）氧化作用天然油脂暴露在空气中会产生一种天然油脂暴露在空气中会产生一种刺鼻臭味，称为酸败，俗称刺鼻臭味，称为酸败，俗称“哈喇哈喇”酸败原因包括：油脂中水分、杂质，空酸败原因包括：油脂中水分、杂质，空气中的氧化，光照，微生物的作用气中的氧化，光照，微生物的作用油脂的酸败对储藏和运输不利，因此油油脂的酸败对储藏和运输不利，因此油脂的保藏应低温、避光、防止微生物脂的保藏应低温、避光、防止微生物但一些高度不饱和脂肪酸能迅速氧化，产但一些高度不饱和脂肪酸能迅速氧化，产生一层坚硬不溶有弹性的薄膜，这一特性生一层

11、坚硬不溶有弹性的薄膜，这一特性应用于油漆行业，有利于保护应用于油漆行业，有利于保护家具家具三三. .油油 脂脂 的的 理理 化化 性性 质质由于油脂在应用上的目的不同，因此对其成由于油脂在应用上的目的不同，因此对其成分和性质要求也不相同。对分和性质要求也不相同。对油脂的组成、脂油脂的组成、脂肪酸的含量和不饱和度肪酸的含量和不饱和度常进行分析鉴定常进行分析鉴定常用的测定指标有常用的测定指标有 以下几个以下几个 四四. .油油 脂脂 的的 鉴鉴 定定式中式中V V为滴定时盐酸所耗毫升数，为滴定时盐酸所耗毫升数，N N为盐酸的浓度，为盐酸的浓度，56.156.1为为KOHKOH的分子量，的分子量，W

12、 W为测定时所用油脂的重量为测定时所用油脂的重量完全完全皂化皂化1 1克油脂所需的克油脂所需的KOHKOH毫克毫克数数，称为油脂的皂化值，称为油脂的皂化值. .公式如下公式如下（一）皂化值（一）皂化值W W皂化值皂化值 = =V VN N56.156.1测定皂化值可以检查油脂的质量，测定油脂的水测定皂化值可以检查油脂的质量，测定油脂的水解程度，可指示转变油脂为肥皂所需的碱量解程度，可指示转变油脂为肥皂所需的碱量四四. .油油 脂脂 的的 鉴鉴 定定从皂化值的大小可推知油脂的分子量从皂化值的大小可推知油脂的分子量2022-1-2718则皂化则皂化1mol1mol油脂需油脂需3mol KOH mo

13、l KOH ，因此，因此油脂的分子量可从皂化值推得为：油脂的分子量可从皂化值推得为：3 3M MKOHKOH10001000WM =M =式中式中W为油脂的皂化值，为油脂的皂化值， M MKOHKOH为为KOHKOH分子量：分子量：56C C3 3H H5 5(OCOR)(OCOR)3 3 + 3KOH+ 3KOH脂肪脂肪3RCOOK3RCOOK脂肪酸脂肪酸甘油甘油+ C+ C3 3H H5 5(OH)(OH)3 3已知某油脂已知某油脂皂化皂化值为值为WW，则其分子，则其分子量为多少？（写出公式）量为多少？（写出公式）问题问题因此油脂的的分子量与皂化值成反比因此油脂的的分子量与皂化值成反比由皂

14、化反应由皂化反应得方程式如下得方程式如下:碘值是指在油脂的卤化作用中，碘值是指在油脂的卤化作用中，100100克油克油脂与碘作用所需碘的克数。脂与碘作用所需碘的克数。式中式中V V为滴定时所用硫代硫酸钠的毫为滴定时所用硫代硫酸钠的毫升数，升数，N N为硫代硫酸钠的浓度，为硫代硫酸钠的浓度，127127为碘原子量，为碘原子量，W W为样品油脂的重量为样品油脂的重量（二）碘值（二）碘值公式如下公式如下 W W 100100N NV V碘值碘值 = =12712710001000四四. .油油 脂脂 的的 鉴鉴 定定从碘值可推算出油脂中脂肪酸的不从碘值可推算出油脂中脂肪酸的不饱和度（双键个数）饱和度

15、（双键个数）已知某油脂碘值为已知某油脂碘值为N N，则其含有几，则其含有几个双键？（写出公式）个双键？（写出公式）问题问题油脂的加碘反应为油脂的加碘反应为+ I+ I2 2C CC CH HI II IH HC CC CH HH H则油脂中的双键个数等于消耗碘的摩则油脂中的双键个数等于消耗碘的摩尔数，双键个数尔数，双键个数n n可从碘值推得为：可从碘值推得为：n =N NM MM MI I2 2100100式中式中M M为油脂的分子量为油脂的分子量， M MI I2 2为为I I2 2的分子量的分子量磷脂是含磷酸的脂质，根据所含醇磷脂是含磷酸的脂质，根据所含醇的不同分为甘油磷脂和神经鞘磷脂的不

16、同分为甘油磷脂和神经鞘磷脂甘油磷脂中所含的醇类为甘油磷脂中所含的醇类为甘油甘油神经鞘磷脂不含甘油神经鞘磷脂不含甘油,是一种是一种神经鞘氨醇神经鞘氨醇的磷脂的磷脂构成甘油磷脂的母体结构为构成甘油磷脂的母体结构为磷脂酸。磷脂酸。结构为结构为1，2二脂酰二脂酰 3 磷酸甘油磷酸甘油结构如下：结构如下：上式中上式中R R1 1通常为饱和脂肪酸，通常为饱和脂肪酸， R R2 2为不饱和脂肪酸为不饱和脂肪酸X X CH CH2 20 0 CH CH2 2 CHCH0 0C CR R1 1O OR R2 2C C0 0O OH H磷酸通过酯键连接磷酸通过酯键连接C C3 3，X X的不同即构成各种磷脂的不同

17、即构成各种磷脂P PO OO O一一. .甘油磷脂类甘油磷脂类X X为胆碱为胆碱，即为磷脂酰胆碱，即为磷脂酰胆碱，俗称俗称卵磷脂卵磷脂，在动物卵黄中含量丰富，在动物卵黄中含量丰富X X为胆胺为胆胺，即为磷脂酰胆胺，即为磷脂酰胆胺，俗称俗称脑磷脂脑磷脂，在动物脑中含量丰富，在动物脑中含量丰富CHCH3 3 CHCH2 2N N+ +CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3胆碱胆碱CHCH3 3 CHCH2 2NHNH3 3+ +胆胺胆胺此外，还有磷脂酰丝氨酸，磷脂酰肌醇此外，还有磷脂酰丝氨酸，磷脂酰肌醇一一. .甘油磷脂类甘油磷脂类2022-1-2724这种两性脂类分子在构成生物膜结构这种两性脂类分子在构成生物膜结构中具有重要的作用。中具有重要的作用。 甘油磷脂的结构中，甘油分子中两甘油磷脂的结构中，甘油分子中两个碳原子上羟基被脂肪酸基酯化，个碳原子上羟基被脂肪酸基酯化，成为成为疏水性的非极性尾疏水性的非极性尾 。一一. .甘油磷脂类甘油磷脂类第三个碳原子上羟基被磷酸酯化，并带第三个碳原子上羟基被磷酸酯化，并带有一个亲水性的胆碱或胆胺等基团，因有一个亲水性的胆碱或胆胺等基团，因此成为此成为亲水性的极性头亲水性的极性头.2022-1-2725O