脂类甾类和萜类化合物

1、第十六章 脂类、甾类和萜类化合物 上海交通大学化学化工学院第1页脂质：生物体内不溶于水而溶于乙醚、苯、四氯化碳 等有机溶剂化合物。 油脂：高级脂肪酸甘油酯。磷脂：指含磷类酯化合物，是生物膜主要成份， 广泛存在于动物脑、肝、蛋黄，植物种子 以及微生物体中。脂类蜡：要指高级脂肪酸与高级一元醇所形成酯。 多存在于植物叶、茎和果实表皮部分。动物所产生蜡有蜂蜡、羊毛脂等。 上海交通大学化学化工学院（可水解）上述物质为可皂化脂质(saponifiable)第2页上海交通大学化学化工学院类酯（不可水解）甾类：存在于动植物体内，含一个环戊烷多氢菲 四环体系。萜类：大多存在于植物中，是生物体二级代谢（或 次生代

2、谢）产物，含有异戊二烯结构单元。二者又称为不可皂化脂质(unsaponifiable lipids)前列腺素类：生物调整剂，主要存在于前列腺中， 是一类脂肪酸衍生物。第3页上海交通大学化学化工学院前列腺素 可松 第4页16.1. 油脂一、结构通式： 固态油脂中，R多为饱和烃基；而液态油脂中，则R多为不饱和烃基；R相同，称为单纯甘油酯 ，R不相同，称为混合甘油酯 。 高等动、植物体内组成油脂脂肪酸绝大多数是含偶数碳原子一元直链高级脂肪酸，普通含1422个碳原子。 上海交通大学化学化工学院甘油三脂第5页上海交通大学化学化工学院二、命名三硬脂酰甘油(tristearoylglycerol)（三硬脂酸

3、甘油酯 甘油三硬脂酸酯）-硬脂酰-软脂酰-油酰甘油(-stearoyl-palmitoyl-oleoylglycerol)（-硬脂酸-软脂酸-油酸甘油酯 甘油-硬脂酰-软脂酰-油酸酯）第6页表16.1组成油脂主要脂肪酸名 称结构简式熔点（）分布情况酪酸正己酸正辛酸月桂酸豆蔻酸软脂酸硬脂酸花生酸巴豆油酸C3H7COOHC5H11COOHC7H15COOHC11H23COOHC13H27COOHC15H31COOHC17H35COOHC19H39COOHC3H5COOH，2-7.9-9.516.543.658.062.969.075.215.5奶油奶油、椰子、棕榈果椰子、棕榈果月桂及其它植物油猪肝

4、、木脂、其它植物油各种油脂各种油脂花生油巴豆油棕榈油酸油酸亚油酸亚麻酸桐油酸蓖麻油酸芥酸C15H29COOH,9C17H33COOH, 9(Z)C17H31COOH, 9,12(Z,Z)C17H29COOH, 9,12,15(Z,Z,Z)C17H29COOH, 9,11,13(Z,E,E)C6H13CH(OH)C10H18COOH, 9(Z)C21H41COOH, 1313-5-11495033.5棕榈、鱼肝各种油脂各种油脂亚麻仁油桐油蓖麻油菜油第7页上海交通大学化学化工学院脂肪酸系统命名有三种编码体系：CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2

5、COOH编码体系16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1编码体系1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16希腊字母编码体系 . 亚油酸亚麻酸第8页无色、无味中性化合物；天然油脂是混合物，没有确定熔沸点，如牛油为4249，猪油为3646；不饱和脂肪酸含量增加，油脂熔点降低；不溶于水，含有疏水性，易溶于有机溶剂；密度比水轻，植物油相对密度普通在0.90.95，动物常在0.86左右；有比较固定折光率上海交通大学化学化工学院三、油脂物理性质第9页上海交通大学化学化工学院饱和脂肪酸甘油酯普通为固体，称之为脂肪，起源于动物；不饱和脂肪酸

6、甘油酯普通为液体，起源于植物，称之为油。第10页四、油脂化学性质上海交通大学化学化工学院1.皂化反应 通常把1g油脂所需氢氧化钾毫克数称为该油脂皂化值(saponification number)。“168000”是皂化1mol油脂所需氢氧化钾毫克数(56*3*1000168000第11页上海交通大学化学化工学院2. 加成反应加氢或卤素碘值(iodine number)：每100g油脂所吸收碘克数。油脂软脂酸硬脂酸油酸亚油酸皂化值碘值猪油283012184148381952084670牛油243214323548241902003048花生油69265057132618519583105大豆油

7、6102421295059189194127138棉子油19241223324048191196103115常见油脂中脂肪酸含量和皂化值、碘值 碘值与油脂不饱和度成反比，碘值越大，不饱和程度越高。第12页上海交通大学化学化工学院3. 酸败不饱和脂肪酸：饱和脂肪酸：第13页上海交通大学化学化工学院酸值：中和1g油脂中游离酸所需氢氧化钾毫克数。通常酸值6油脂普通不宜食用，可加入少许抗氧化剂（如维生素E）第14页16.2 磷脂上海交通大学化学化工学院磷脂酰丝氨酸第15页上海交通大学化学化工学院磷脂酰胆碱（phosphatidyl choline，PC）俗称：卵磷脂 主要存在于脑组织、大豆中，尤以禽卵

8、蛋黄中含量最为丰富。 彻底水解产物为甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱。卵磷脂在人体内转变为胆碱后，可促进脂肪代谢，预防脂肪在肝脏内积聚。第16页上海交通大学化学化工学院2. 磷脂酰乙醇胺（phosphatidyl ethanolamines，PE） 俗称：脑磷脂 与卵磷脂并存于机体各器官，是动植物中含量最丰富磷脂，与血液凝结相关。完全水解可得到甘油、脂肪酸、磷酸和乙醇胺。第17页上海交通大学化学化工学院 甘油磷脂分子中，脂肪酸两条长碳氢链组成疏水非极性尾部(nonpolar tail)，而磷酸酯基组成亲水极性头部(polar head)。故甘油磷脂在水溶液中易形成微团，含有良好乳化作用，是良好表面活性

9、剂。 胆固醇第18页3. 神经磷脂上海交通大学化学化工学院 神经磷脂又称鞘磷脂(spingophospholipid,sphingomyelin)，不是甘油衍生物。第19页上海交通大学化学化工学院鞘磷脂 大量存在于脑和神经组织中，是神经纤维外膜主要组分。葡糖脑苷脂第20页16.3 甾类化合物上海交通大学化学化工学院 甾族化合物(steroid)又称为类固醇化合物，是一大类广泛存在于动植物体内、不易溶于水、含有主要生理作用天然产物。许多荷尔蒙都是甾类物质，甾族化合物是细胞膜主要组成成份。第21页一、甾类化合物结构上海交通大学化学化工学院 天然甾族化合物B、C两环总是以反式构型稠合，而C、D两环也

10、多为反式构型稠合，只有A、B两环才有顺式和反式两种构型稠合。第22页上海交通大学化学化工学院别系（主要）正系（次要）55第23页二、甾醇(sterol)上海交通大学化学化工学院（胆固醇） 胆固醇是细胞膜主要组成部分，其刚性环状结构可提升双层脂力学稳定性，调整生物膜流动性。是合成胆汁酸，维生素D以及甾体激素前体。 胆固醇分子中有八个手性碳原子，能够形成28256种异构体，但自然界中只有这一个。胆固醇从食物中摄取或者在人体肝脏中生物合成，过多胆固醇就会形成胆结石。第24页上海交通大学化学化工学院 7-脱氢胆固醇存在于动物皮下，是由胆固醇在肠粘膜细胞内经酶催化氧化而得来。7-脱氢胆固醇维生素D3（胆

11、钙化甾醇）第25页上海交通大学化学化工学院麦角固醇维生素D2麦角固醇是一个植物甾醇，存在于酵母及一些植物中。第26页三、胆甾酸上海交通大学化学化工学院胆甾酸是动物胆组织分泌一类甾族化合物。A/B环以顺式稠合 在人体及动物小肠中胆汁酸以盐形式存在，称为胆汁酸盐，简称胆盐(bile salt)，帮助机体消化脂肪。第27页四、甾体激素上海交通大学化学化工学院 甾体类激素分为五大类：肾上腺皮质激素、盐皮质激素、雄激素、雌激素和黄体酮。（可松）肾上腺皮质激素盐皮质激素第28页上海交通大学化学化工学院睾丸酮雌二醇黄体酮（孕激素）5-二氢睾丸酮雌激素酮第29页16.4 萜类化合物上海交通大学化学化工学院自然

12、界中萜类大约有0种，普通用作香料、香精或药品。薄荷醇（薄荷油中）香叶醇（天竺葵油中）姜烯（生姜油中）芹子烯（芹菜油中）第30页由多个异戊二烯结构单元组成：上海交通大学化学化工学院普通为5,10,15，20，25,30,40个碳原子骨架。第31页上海交通大学化学化工学院-金合欢烯香芹酮荷兰薄荷油第32页 但实际上萜类化合物在动植物体是以3-甲基-3,5-二羟基戊酸为原料合成 ：3-甲基3,5-二羟基戊酸萜类化合物比较准确定义是：由3-甲基-3,5-二羟基戊酸衍生，且分子式符合(C5H8)n通式衍生物。上海交通大学化学化工学院第33页表16.3 萜类化合物分类类型英文异戊二烯单元数（n）含碳数单萜mono-terpenoids210倍半萜sesqui-terpenoids315二萜di-terpenoids420二倍半萜sester-terpenoids525三萜tri-terpenoids630四萜tetra-terpenoids840多萜poly-terpenoids840上海交通大学化学化工学院第34页一、单萜类