类脂化合物

第二十一章类脂化合物（2学时）

1、类脂化合物主要包括：油脂、蜡、磷脂、天然的烃类等。

（1）油脂（甘油酯（glycerides)）＝甘油+脂肪酸——（储存能量）

（2）蜡(waxes) ＝R1COOR2, R1= C16~C36, R2= C16~C34 ——（保护及其他特殊功能）

（3）磷脂(phospholipids) ＝甘油等＋脂肪酸＋磷酸＋其他——（生物膜主要结构成分）

（4）天然烃类。

2、类脂化合物具有2个共同的特点：

（1）存在于生物体中，可溶解于非极性有机溶剂。

（2）构成细胞的成分，并具有一定的生理功能。

第一节油脂的组成

油脂普遍存在于动物的脂肪组织中，我们常见的油脂：猪油、牛油、花生油、大豆油、菜籽油、棉籽油、蓖麻油、桐油等。脂肪：室温下呈固态；油：室温下呈液态；油和脂肪合称——油脂。

一、结构Structure

CH2 CH

2OH

OH

OH

R1OH

O

R1OH

O

R1OH

O

CH2

CH

2

O

O

O

C

C

O

O

O

R1

R2

R3

glycerol fatty acids triacylglycerol or triglyceride

脂肪 or 油

脂肪酸

甘油

R1=R2=R3, 简单三甘脂。

R1, R2, R3不同, 混合三甘脂。

天然油脂多为混合甘油酯，除三甘脂外，还含少量的：游离脂肪酸、高级醇、高级烃、维生素和色素等。

二、脂肪酸(Fatty acid)

1、定义：脂肪酸：油脂水解得到长链羰基酸。

2、分类：包括饱和和不饱和脂肪酸。

3、特点：

（1）脂肪酸的碳原子数为偶数；C4~C24, 为直链。

（2）不饱和脂肪酸中双键的位置：C-9 ~ C-10位。

（3）双键的构型:：Z型。

4、熔点：

（1）mp：Saturated > unsaturated。

（2）双键数越多，熔点越低。

一些常见的天然脂肪酸（见624页表21.1）。

三、命名

命名应注意两个问题：

1．高级脂肪酸的命名仍用系统命名：

例如，亚麻酸CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

9,12,15-十八碳三烯酸(Δ9,12,15-十八碳三烯酸)

2.甘油脂的命名：

1

2

CH H 2C H 2C OC(CH 2)16CH 3

16CH 3

2)16CH 3

三硬脂酸甘油酯(或甘油三硬脂酸酯)

O

O

O

CH H 2C H 2C 2)16CH 3

OC(CH 2)7CH=CH(CH 2)7CH 3

OC(CH 2)14CH 3

α- 硬脂酸-β-软脂酸- α＇油酸甘油酯

O

O

αβα＇O

第二节 油脂的性质

物理性质：

（3） 常温下呈液态为油，呈固态和半固态为脂。 2、比水轻，15℃时，比重在：0.9—0.98之间。 3、不溶于水，易溶于有机溶剂。 4、无固定的沸点和熔点。

化学性质：

一、 水解

（3） 条件：酸性或碱性介质中。酸性条件下可逆；碱性条件下不可逆。

CH H 2C H 2C OOCR

OOCR''

OOCR'+H 2CHOH CH 2OH CH 2OH

RCOOH R'COOH R''COOH

280℃

+脂肪酸

甘油

2、油脂在人体内的消化，可在脂肪酶的催化下水解。

3、高级脂肪酸碱水解的产物（甘油和脂肪酸钠盐混合物）——肥皂

3NaOH CH H 2C H 2C OOCR

OOCR

OOCR +△

CHOH CH 2OH CH 2OH

+3RCOO-Na ＋

羧酸钠（肥皂）

4、常见定义：

（1）皂化值：指完全皂化1克油脂所需的KOH 毫克数——反映分子大小。 （2）酸 值：中和1克油脂所需要的KOH 的毫克数—脂肪酸含量多少。 （3）酸败现象：不饱和脂肪酸被氧化而变质。 二、 加成反应

1、氢化反应（油脂的硬化）：

CH H 2C H 2C

OOCC 17H 33

OOCC 17H 33OOCC 17H 33+H 2

175~190℃

0.15~0.25MPa

CHOOCC 17H 35CH 2OOCC 17H 35CH 2OOCC 17H 35Ni

2、氢解反应：

CH H 2C

H 2C OOCC 11H 23OOCC 11H 23

OOCC 11H 23+H 2

Cu,CrO 3230~260℃4~5MPa

CHOH CH 2OH

CH 2OH +3CH 3(CH 2)10CH 2OH

3

3、加碘：

不饱和脂肪酸甘油酯可与I 2发生加成反应。工业上把100g 油脂所吸收的碘的克数叫做碘值。碘值越大，油脂的不饱和程度也越大。 干性油： 碘值 > 130；

半干性油：碘值 约为100—130； 不干性油：碘值 < 100

三、 干性

某些油涂成薄层，在空气中就逐渐变成了有韧性（弹性）的固态薄，油的这种结膜特性叫做干性（或干化）。

1、干性油： 结膜快；如桐油、亚麻子油

2、半干性油：结膜慢；如棉籽油

3、不干性油：不能结膜；如花生油、蓖麻油

油的干化是一个很复杂的反应过程，一般认为是一系列聚合反应的结果。

第三节 蜡

蜡（waxes ）广泛存在自然界，通常为混合物；蜡是高级脂肪酸和高级一元醇的酯（偶数碳）。 蜡根据来源分为动物蜡和植物蜡。动物蜡—— 蜂蜡、虫蜡、鲸蜡、羊毛蜡；如蜂蜡为：C 15H 31COOC 30H 61

一、存在

许多海生浮游生物中，某些动物羽毛、毛皮或植物的叶及果实的保护层。

二、化学组成

是16个C 原子以上的偶数C 原子的羧酸和高级一元醇形成的酯。

三、化学性质

较大稳定性，不易变质，难于皂化。

四、用途:

蜡纸、防水剂、光泽剂、香脂等。

第四节 磷脂

磷脂是一类含有磷、氮元素的类脂化合物。最重要的是磷酸甘油酯 (phosphoglycerides)，磷酸甘油酯 ＝ 甘油＋脂肪酸＋磷酸＋其他，是一两性分子，形成脂双层（lipid bilayer)，是生物膜的主要构成成分。

一、存在

动物的脑、肝、蛋黄、植物的种子及微生物中。

二、结构

是含磷的类脂化合物。例：卵磷脂、脑磷脂、神经鞘磷脂等等。磷脂类在结构上的共同点是，分子中同时具有亲油基（非极性端）与亲水基（极性端）。

（Ⅰ）

1

CH H 2C

H 2C O-P-OH

OCR R-CO O O

O

OH 2

1

CH H 2C

H 2C O-P-OH

OCR O

O O

OR 2

（Ⅱ）

磷脂在水中，其极性基团指向水，二非极性基团因对水排斥而聚集在一起，尾尾相连，与水隔开，形成脂的双分子层结构（Lipid bilayer）。

三、性质与作用

磷脂在细胞膜中以双分子层的形式存在，具有选择透过性。在细胞吸收外界物质和分泌代谢产物的过程中起者重要的作用。

第五节肥皂和合成洗涤剂

一、肥皂

1、组成：70%高级脂肪酸钠，30%的水分。加入一些添加剂(如起泡剂、防腐剂、香精等。

非极性的憎水部分（烃基）

极性的亲水部分（羧基）

高级脂肪酸的钠盐

2、去污原理——主要是一种胶体现象。

C

O

Na+

憎水部分

部分

（1）降低水表面的张力。

（2）形成稳定的乳浊液。

3、缺点：酸渣，硬水渣。采用合成去污剂（synthetic detergent)。

二、合成洗涤剂

定义：与肥皂具有相似结构——同时具有亲水基团和亲油基团的一系列合成化合物。

1、阴离子型洗涤剂

其起作用的部分是阴离子，是目前用的最多的一类合成洗涤剂。其中重要的品种是烷基硫酸钠或烷基苯磺酸钠。例如：

SO3-Na

R SO3-Na R

憎水亲水亲水

憎水R ＝C

12

H25

2、阳离子型洗涤剂

其溶于水时，起作用的有效部分是阳离子。属于这一类的主要是季胺盐，其中必定含有一个常链烷基，其他可以是甲基或苄基。如：溴化二甲基苄基十二烷基铵（是新洁尔灭的主要成分）。

CH2-N-C12H25

CH3

3

Br-+

阳离子洗涤剂去污能力差，但具有显著的杀菌活性，一般多用作杀菌剂及消毒剂。

3、两性型洗涤剂

例如：

4

5

H 3C(H 2C)11CH 2COO -N +CH 3

CH 3

乙酸二甲基十二烷基铵

4、 非离子型洗涤剂

它们在水溶液中不离解，是中性化合物。

非离子表面活性剂常作为乳化剂、润滑剂、洗涤剂。如“海鸥”洗涤剂的主要成分为：

O CH 2CH 2

OH

n

R

R = C 4 — C 10