第二章 脂类化学(白)2013

第二章脂质化学（lipid)2.1脂质的概念和类别2.2单脂2.3复脂2.4固醇1本章学习目标掌握脂肪的结构和特性掌握磷脂和糖脂的区别了解固醇类物质的基本结构22.1.1分布及重要性是动、植物的油脂；动物油、植物油；脂肪组织、肝组织、神经组织、作物的种子等；生物脂类是一类范围很广的化合物，化学成分及结构差异极大.2.1脂质的概念和类别31）储存能量、提供能量2）生物体膜的重要组成成分（磷脂及固醇组成了生物膜约一半的部分）3）脂溶性维生素的载体4）提供必需脂肪酸5）防止机械损伤与热量散发等保护作用6）作为细胞表面物质，与细胞识别、种特异性和组织免疫等密切关系7）有些脂质还具有维生素和激素的功能脂类的功能42.1.2脂质的化学概念：5脂类具有下列3个特征：不溶于水而溶于这种或那种脂溶剂，如乙醚、丙酮及氯仿等。为脂肪酸与醇所组成的酯类。能被生物体利用，作为构造、修补组织或供给能量之用。脂类的特征62.1.3分类（根据化学结构及脂的组成）1）单脂：脂肪酸与醇脱水缩合形成的化合物脂：室温时为固态，3分子高级脂肪酸与甘油形成的三酰甘油，称脂肪或真脂，最多的脂类。油：室温时为液态，含较多不饱和脂酸和低分子脂酸。蜡：高级脂肪酸与高级一元醇，幼植物体表覆盖物，叶面，动物体表覆盖物，蜂蜡。2）复脂：单脂加上磷酸等基团产生的衍生物磷脂：磷酸与氮碱的脂，有甘油磷脂（卵、脑磷脂）、鞘磷脂（神经细胞丰富）两类。糖脂：糖与脂类以糖苷键连接起来的化合物（共价键），如脑苷脂和神经节苷脂。7脂类单纯脂类(质)，包括脂肪、油和蜡复合脂类，包括磷脂和糖脂异戊二烯类，包括多萜类及固醇和类固醇类82.2.2蜡wax2.2.1脂肪（真脂）fat2.2单脂甘油酯类型脂肪酸92.2.1.1脂肪的组成和结构脂肪：甘油三酯，三酰甘油，triglyceride（TG）10甘油酯的类型单甘油酯（Monoglyceride)二甘油酯（双甘酯,Diglyceride）三甘油酯（甘油三酯,Glyceride）11脂肪酸（fattyacid）脂肪酸是长的含双数碳的碳氢链的羧酸。

(C4~C28)不同脂肪酸之间的区别主要在于碳氢链的长度及不饱和双键的数目和位置。主要有饱和脂酸、不饱和脂酸、羟酸和环酸四类，并以前两者为主体，后两者仅存在于个别动植物中。121）习惯命名法如丁酸、棕榈酸，月桂酸、亚油酸等。2）系统命名法

△－编码命名：从羧基端开始计算双键位置

ω－编码命名：从甲基端开始计算双键位置脂肪酸的命名13△－编码命名：先写出碳原子的数目，再写出双键的数目，最后表明双键的位置。如：棕榈酸，C16:0,表明有16个碳原子，无双键。油酸，C18:1(9)或18：1△9,表明有18个碳原子，在9～10位之间有一个不饱和双键。14ω－编码命名：从甲基末端()计数双键，用ω后加数字表示靠甲基碳最近的第一个双键的位置。如：亚油酸，写作：ω－6，因此为ω－6系列；亚麻酸写作：ω－3，属ω－3系列。15

油酸

9CH3（CH2）7

CHCH(CH2)7COOH

9

18:1ω918:19经常将两种方法结合起来使用。16

18:3

ω3,6,9

18:3

9,12,15CH3CH2CHCHCH2CHCHCH2CHCH(CH2)7COOH

369

15129α-亚麻酸17几种脂肪酸的立体结构饱和脂酸不饱和脂酸181）按照碳氢链的长度来分类短链：2－4C，如丙酸、丁酸中链：6－10C，如辛酸长链：12－26C，如花生四烯酸、油酸、亚油酸等。脂肪酸的分类192）按照双键数目来分类脂肪酸饱和脂肪酸（Saturatedfattyacids），如软脂酸（C16：0）、硬脂酸（C18：0）

不饱和脂肪酸（Unsaturatedfattyacids）单不饱和脂肪酸（Monounsaturatedfattyacids），如油酸多不饱和脂肪酸（Polyunsaturatedfattyacids，PUFA），如DHA、EPA、AA等20ω－9系列脂肪酸，如油酸（C18:1）ω－7系列脂肪酸，如棕榈酸，(C16:1）ω－6系列脂肪酸，如AA，(C20:4）ω－3系列脂肪酸，如DHA,（C22:6）3）按照双键的位置来分类21ω-7棕榈酸(16:1,ω7)ω-6亚油酸(18:2,ω6,9)ω-9油酸(18:1,ω9)ω-3亚麻酸(18:3,ω3,6,9)族母体脂肪酸22

顺式脂肪酸（cis-）：氢原子都位于同一侧，链的形状曲折，看起来象U型反式脂肪酸（trans-)：氢原子位于两侧，看起来象线形顺式脂肪酸与反式脂肪酸23顺式脂肪酸

反式脂肪酸

结构式

结构

示意

24必需脂肪酸：生物体不能自身合成，必须由食物供给的脂肪酸，它包含两个或多个双键。严格意义上讲，必须脂肪酸为亚油酸和亚麻酸，但从广义上讲，生物体能合成，但合成量较少，还必须由食物补充的脂肪酸，也被认为是必须脂肪酸，如DHA、EPA等。

如果这些脂肪酸缺乏，会引起生物体生理机能的紊乱，导致疾病发生。非必需脂肪酸：生物体能自身合成，如生物体能自身合成饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸重要概念25几种热点脂肪酸——α-亚麻酸1）来源，大豆油，亚麻油等2）多种重要ω-3脂肪酸的前体物

26深海鱼油功能的发现（爱斯基摩人）海洋鱼油EPA＋DHA为20～30％DHA是大脑灰质的重要成分EPA治疗和预防心血管疾病。在生物体内可由α-亚麻酸转化而来。几种热点脂肪酸——DHA/EPA271）来源：微生物2）视网膜的重要组成成分3）激素类物质的前体几种热点脂肪酸——AA（花生四烯酸）28天然脂肪酸的共性1）脂肪酸的碳链

直链一元羧酸占绝大多数，并且几乎都是偶数碳

2）双键的位置和构型

绝大多数不饱和脂肪酸的双键是顺式构型，大多数多烯脂肪酸为非共轭体系，两个双键之间由一个亚甲基隔开。

3）熔点

不饱和脂肪酸的熔点比同碳数的饱和脂肪酸的熔点低，双键越多熔点越低。4）分布

16碳和18碳的脂肪酸在油脂中分布最广，含量最多；人体中饱和脂肪酸最普遍的是软脂酸和硬脂酸，不饱和脂肪酸是油酸。高等植物和低等动物中，不饱和脂肪酸含量高于饱和脂肪酸。292.2.1.2甘油三酯的若干重要性质皂化反应酸败和酸值（酸价）卤化和碘价（碘化值）氢化作用甘油三酯的物理性质30甘油三酯的物理性质溶解度：水不溶性，也无形成高度分散的倾向，甘油二酯和甘油单酯含-OH，可形成高度分散态。熔点：由脂肪酸组成决定，随饱和脂肪酸数目及碳链长度的增加而增加。光学性质：甘油本身无光学活性，C1及C3的脂肪酸不同时，C2为不对称碳有光学活性。31甘油三酯的酯键对酸碱敏感，可被水解，脂肪在KOH或NaOH条件下加热，可产生甘油和脂肪酸的钠或钾盐，这种盐被称为皂，碱水解脂肪的作用称为皂化作用。水解1g甘油三酯所需KOH的mg数为皂化值。从皂化值的数量可略知混合脂肪酸或混合脂肪的平均相对分子量，平均相对分子量=3561000/皂化值。1.水解和皂化：由酯键产生的性质为什么用硬水洗衣，越洗越脏？甘油三酯的化学性质32Ni的作用下，甘油酯中的不饱和双键可以与H2发生加成反应，油脂被饱和，液态变为固态，这个作用称为氢化。可防止酸败。2.氢化和卤化：由不饱和脂酸产生的性质33油脂中不饱和双键与卤素发生加成反应，生产卤代脂肪酸，称为卤化作用。100g油脂所能吸收的碘的克数—碘价（碘化值），可以用来判断油脂中不饱和双键的多少。343.氧化：由不饱和脂酸产生的性质温和条件下氧化（如空气）过氧化物35剧烈条件下氧化（如臭氧）36脂肪长期暴露于潮湿闷热的空气中，受到空气的作用，游离脂肪酸被氧化、断裂生成醛、酮及低分子量脂肪酸，产生难闻的恶臭味，称之酸败。中和1g油脂中游离脂肪酸所消耗KOH的mg数称为酸值（酸价），可表示酸败的程度。酸值是衡量油脂品质的主要参数之一。一般酸值大于6的油脂不宜食用。油脂酸败37乙酰值（价）（aectylationnumberorvalue）：中和1g乙酰酯经皂化释放出的乙酸所需KOH的mg数。从乙酰值的大小，可以推知样品中所含羟基的多少。4.乙酰化：由羟基脂酸产生的性质38生物体的蜡由长链的饱和及不饱和脂肪酸(14-16C)与长链的醇（16-30C）形成的酯，是蜂蜡的主要成分。蜡的熔点为60-80℃，较甘油酯的为高。2.2.2蜡蜡因其防水性和坚硬度有广泛应用，脊椎动物一些皮腺分泌的蜡质保护它们的毛发和皮肤以保持它们的柔顺、润滑及防水；鸟类尤其水鸟由口腺分泌蜡质而使它们的羽毛不透水；一些热带植物被一层蜡质包裹以抵抗寄生物和水分的过分蒸腾。生物的蜡有一定的药学、化妆品及其他工业用途，如用于洗涤剂、油膏及擦光剂等。39蜂蜡的组成40复合脂是脂和其它化合物的复合物。包括磷脂、糖脂、硫脂、脂蛋白等，其中最重要的是磷脂。2.3复脂412.3.1磷脂磷脂为含磷的单脂衍生物，分甘油醇磷脂和鞘氨醇磷脂两类。磷脂是细胞膜的重要组分。42甘油磷脂：甘油、脂肪酸、磷酸和一分子氨基醇(如胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇)组成。国际生化名词委员会规定：甘油磷脂命定采用立体专一序数（代号sn）命名。所有甘油衍生物的名称都应冠以sn符号，如甘油-3-磷酸应写为sn-甘油-3-磷酸43444546缩醛磷脂有缩醛乙醇胺、缩醛丝氨酸等，多存在于肌肉和神经细胞膜上。472.3.1.2鞘磷脂鞘磷脂：以鞘氨醇代替了甘油。是由鞘氨醇、脂肪酸、磷酸、胆碱等组成的脂类。48神经酰胺：鞘氨醇的氨基以酰胺键与长链脂肪酸的羧基相连称神经酰胺，是鞘氨醇磷脂的母体。鞘氨醇+脂肪酸酰胺键鞘磷脂主要存在于神经的脊髓中，对神经的激动性和传导性有重要作用。49糖脂含有一个或多个糖残基的脂类。分为糖鞘氨脂和糖甘油脂。糖鞘氨脂也是神经鞘氨醇的衍生物，结构与鞘磷脂很相似，只是糖基代替了磷脂酰胆碱而与鞘氨醇的羟基结合。糖鞘氨脂分布很广，几乎所有的动物细胞都有，特别是神经细胞含量丰富。糖甘油脂是以甘油代替了鞘氨醇，在植物和细菌中含量较多。50组成：醇（鞘氨醇）、脂酸、糖根据糖基的不同，可分为两大类（1）脑苷脂：糖基为中性糖（2）神经节苷脂：糖基中除中性糖基外，还含唾液酸。N-酰基鞘氨醇糖脂

（神经酰胺糖脂）51脑苷脂（脑糖脂）（cerebroside）52神经节苷脂（神经节糖脂）（ganglioside）53甘油醇糖脂是由二酰甘油与己糖（主要是半乳糖或甘露糖等）以糖苷键连接而成。糖脂的功能：构成细胞膜脂质双层的组分，与生物膜的功用有关。54固醇类化合物与前述的各类脂质不同，不含有脂肪酸，属于不可皂化脂质。但在生物体内这两类脂质也是以乙酸为前体合成的。它们在生物体内含量虽然不多，但不少是重要的活性脂质。2.4固醇55固醇主要功能1）膜的组分；2）作为激素——起代谢调节作用；3）作为乳化剂——胆汁盐的前体、帮助脂类的消化吸收；4）维生素的组分；5）有抗炎作用；56固醇的核心结构57胆固醇（cholesterol）1、分布：2、结构：Cholesterol