有机化学16类脂化合物

有机化学——类脂化合物【基本要求】第十六章类脂化合物1．掌握油脂的性质；掌握萜类的结构。2．了解表面活性剂的概念及用途；3．了解重要的甾体化合物。有机化学——类脂化合物类脂化合物(或称脂类)包括一些由生物取得的,从化学结构上看毫不相干的物质,如油脂,蜡,磷脂,萜,甾体化合物等.只是由于这些物质都具有与油脂类似的物态及物理性质,例如不溶于水,易溶于非极性或弱极性有机溶剂.所以称为类脂化合物.有机化学——类脂化合物16.1油脂CHH2CH2COCROCR''OCR'OOO一、结构与命名：包括脂肪(fats)和油(oils)，习惯上把室温下为固体或半固体的叫做脂肪，为液体的叫做油。油脂是甘油和脂肪酸所生成的酯。实际使用这两个名词时,并未严格区分.有机化学——类脂化合物甘油与同一种脂肪酸所生成的甘油三羧酸酯称为简单甘油酯,与两种或三种羧酸所生成的甘油三羧酸酯称为混合甘油酯.天然油脂主要为混合甘油酯.组成甘油酯的脂肪酸绝大部分是含偶数碳原子的直链羧酸,仅在个别油脂中发现带有支链,脂环或羧基的脂肪酸.已经由油脂中分出的有C4至C26范围内的各种饱和脂肪酸,和C10至C24的各种不饱和脂肪酸.有机化学——类脂化合物CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH9,12,15-十八碳三烯酸(Δ9,12,15-十八碳三烯酸)命名注意两个问题：1．高级烯酸的命名仍用系统命名：例亚麻酸2.甘油脂的命名CHH2CH2COC(CH2)16CH3OC(CH)16CH3OC(CH2)16CH3三硬脂酸甘油酯(或甘油三硬脂酸酯)OOOCHH2CH2COC(CH2)16CH3OC(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3OC(CH2)14CH3α-硬脂酸-β-软脂酸-α＇油酸甘油酯OOαβα＇O有机化学——类脂化合物二、物理性质1．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。有机化学——类脂化合物三、化学性质1．皂化（水解）CHH2CH2COOCROOCR''OOCR'+H2OCHOHCH2OHCH2OHRCOOHR'COOHR''COOH280℃4~5MPa+3NaOHCHH2CH2COOCROOCROOCR+△CHOHCH2OHCH2OH+3RCOONa皂化值：指完全皂化1克油脂所需的KOH毫克数将油脂用氢氧化钠（或氢氧化钾）水解，就得到脂肪酸的钠盐（或钾盐）和甘油。高级脂肪酸的钠盐就是肥皂。有机化学——类脂化合物2.1氢化（油脂的硬化）CHH2CH2COOCC17H33OOCC17H33OOCC17H33+H20.15~0.25MPa175~190℃NiCHH2CH2COOCC17H35OOCC17H35OOCC17H35含不饱和脂肪酸的油脂，在催化剂作用下可以加氢，从而转化为含饱和脂肪酸的油脂。加氢的结果是可以使液态的油转化为半固态的脂肪，即“油脂的硬化”。2.加成有机化学——类脂化合物加碘通过一定量的油脂所能吸收的碘的数量，可以判断其中所含脂肪酸的不饱和程度，一般将100g油脂能吸收的碘的质量，叫做“碘值”，碘值大，表示油脂中不饱和酸的含量高，或不饱和程度高。2.2加碘有机化学——类脂化合物3、干性某些油在空气中放置，能生成一层干燥而有韧性的薄膜，这种现象叫做干化，具有这种性质的油叫干性油。不具干性的油，叫做非干性油，有一定程度的干性，但干性不强，介于干性油与非干性油之间，这些油叫做半干性油。4、酸败油脂在空气中放置过久，便会产生难闻的气味，这种变化叫做酸败，酸败是由空气中氧、水分或霉菌的作用引起的。油脂在这些物质的作用下，能因水解、氧化等作用而产生一些羧酸、醛、酮等带刺激性气味的物质。有机化学——类脂化合物16.2肥皂及合成表面活性剂一、肥皂的组成及乳化作用1.肥皂：70%高级脂肪酸钠，30%的水分。加入一些添加剂。2.去污原理非极性的憎水部分（烃基）极性的亲水部分（羧基）高级脂肪酸的钠盐COO-Na+憎水部分亲水部分有机化学——类脂化合物有机化学——类脂化合物Ca2＋(aq)＋2C17H35COO－(aq)→Ca(C17H35COO)2(s)钙肥皂Mg2＋(aq)＋2C17H35COO－(aq)→Mg(C17H35COO)2(s)镁肥皂有机化学——类脂化合物二、合成表面活性剂举例是一类具有表面活性的化合物。溶于液体（特别是水）后，能显著降低溶液的表面张力或界面张力，并能改进溶液的增溶、乳化、分散、渗透、润湿、发泡和洗净等能力。有机化学——类脂化合物表面活性剂具有共同的特点，即分子中同时存在亲水基和亲油基。亲水基通常是溶于水后容易解离的基团，如羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐等，以及在水中不解离的羟基或聚氧乙烯基。亲油基能与油类互相吸引、溶解，通常是长碳链的烃基，可以是脂肪烃，也可以是芳香烃。亲水基性能强，就溶解于水，反之，亲油基性能强，就溶于油。表面活性剂通常按离子类型分为离子型（溶于水后解离成离子）、非离子型（溶于水不解离）。有机化学——类脂化合物1.阴离子型表面活性剂阴离子表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子高级脂肪酸盐，肥皂类硫酸酯钠盐，通式为R-O-SO3－M+，其中脂肪烃链R在C12～C18范围。高级脂肪醇硫酸酯类中常用的是十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基硫酸钠(鲸蜡醇硫酸钠)、十八烷基硫酸钠(硬脂醇硫酸钠)等。它们的乳化性也很强，并较肥皂类稳定，较耐酸和钙、镁盐，但可与一些高分子阳离子药物发生作用而产生沉淀，对粘膜有一定的刺激性，主要用做外用软膏的乳化剂，有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。有机化学——类脂化合物磺酸盐，脂肪族磺酸钠和烷基芳基磺酸钠等R-SO3Na它们的水溶性及耐酸、耐钙、镁盐性比硫酸化物稍差，但即使在酸性水溶液中也不易水解。十二烷基苯磺酸钠为目前广泛应用的洗涤剂。另外，甘胆酸钠、牛磺胆酸钠等胆酸盐也属此类，常用做胃肠道脂肪的乳化剂和单硬脂酸甘油酯的增溶剂。有机化学——类脂化合物2.阳离子表面活性剂这类表面活性剂起作用的部分是阳离子，亦称阳性皂。其分子结构的主要部分是氮原子，所以也称为季铵化物，其特点是水溶性大，在酸性与碱性溶液中较稳定，具有良好的表面活性作用和杀菌作用。3.非离子型表面活性剂高级醇或烷基酚与多个环氧乙烷的聚合产物，水中不形成离子。有机化学——类脂化合物一些表现出较强的表面活性同时具有一定的起泡、乳化、增溶等应用性能的水溶性高分子，称为高分子表面活性剂，如海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚维酮等，但与低分子表面活性剂相比，高分子表面活性剂降低表面张力的能力较小，增溶力、渗透力弱，乳化力较强，常用做保护胶体。有机化学——类脂化合物16.3蜡一、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。有机化学——类脂化合物16.4磷脂动物的脑、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。（Ⅰ）1CHH2CH2CO-P-OHOCRR-COOOOOH21CHH2CH2CO-P-OHOCRR-COOOOOR2（Ⅱ）三、结构特点：一、存在：有机化学——类脂化合物磷脂类在结构上的共同点是，分子中同时具有亲油基与亲水基。COCHR'OH2CCH2OCOR2OPOOOCH2CH2NH3+-脑膦脂COCHR'OH2CCH2OCOR2OPOOOCH2CH2NMe3+-卵膦脂有机化学——类脂化合物16.5萜萜：有机化合物的一类，多为有香味的液体。共同点是，分子中的碳原子数都是5的整数倍。因分子中含有双键，所以，萜类化合物又称为萜烯类化合物。有机化学——类脂化合物月桂烯对薄荷烯（存在于柠檬，橘子中）姜烯（存在于姜油中）（存在于月桂子油等中）松节油（蒎烯）异樟烯（存在于松节油等中）（存在于姜油，冷杉等中）α有机化学——类脂化合物萜类化合物分为：单萜：两个异戊二烯单位C10倍半萜：三个异戊二烯单位C15二萜：四个异戊二烯单位C20三萜：六个异戊二烯单位C30四萜：八个异戊二烯单位C40H2CCHHCCH3CH2CCCCC异戊二烯异戊二烯单位头尾上述化合物的碳干骨骼可以看成是由若干个异戊二烯单位主要以头尾相接而成的。有机化学——类脂化合物一、单萜：1.开链单萜:是由两个异戊二烯单位结合成的开链化合物。CH2OHCH2OH牻牛儿苗醇（香叶醇）橙花油醇b.p230℃b.p226.7℃互为几何异构体，存在于玫瑰油、橙花油、香茅油中，为无色、有玫瑰香气的液体，是作香料的重要原料。当蜜蜂发现食物时，它便分泌出香叶醇以吸引其它蜜蜂，因此，香叶醇也是一种昆虫外激素。CHOCHO牻牛儿苗醛或香叶醛橙花醛存在于柠檬草油、橘子油中，配制柠檬香精的重要原料，柠檬醛柠檬醛ab有很强的柠檬香气，是用于也是合成维生素的重要原料。有机化学——类脂化合物2.单环单萜:分子中含有一个六元碳环。OH***薄荷醇m.p43℃,b.p213.5℃,存在于薄荷油中，低熔点固体，具有芳香凉爽气味，有杀菌、防腐作用，并有局部止痛的效力。用于医药、化妆品及食品工业中，如清凉油、牙膏、糖果、烟酒等。*宁烯(柠檬烯)1,8-萜二烯3.双环单萜:其骨架是由一个六元环分别和三元环、四元环或五元环共用两个或两个以上碳原子构成的，属桥环化合物。℃CH3蒎烯α蒎烯α是松节油的主要成分（）80%用作油漆、蜡等的溶剂，是合成冰片、樟脑等的重要化工原料。b.p156有机化学——类脂化合物CH3O莰酮（樟脑）m.p179b.p209℃℃重要存在于樟脑树中，为无色闪光结晶，易升华，有愉快香味。樟脑气味有驱虫作用，可用于毛料衣物的纺蛀剂。在医药上用作强化剂以及配制十滴水、清凉油等。二、倍半萜：是三个异戊二烯单位的聚合OH金合欢醇无色粘稠液体，b.P125℃/66.5Pa，有铃兰气味，存在于玫瑰油、茉莉油、合金欢油及橙花油中。是一种珍贵的香料，用于配制高级香精；有保幼激素活性，用于抑制昆虫的变态和性成熟，即幼虫不能成蛹，蛹不能成蛾，蛾不产卵。其十万分之一浓度的水溶液即可阻止蚊的成虫出现，对虱子也有致死作用。OOO山道年是由山道年花蕾中提取出的无色结晶，m.p170℃,不溶于水，易溶于有机溶剂。过去是医药上常用的驱蛔虫药，其作用是使蛔虫麻痹而被排除体外，但对人也有相当的毒性。有机化学——类脂化合物三、双萜OH叶绿醇叶绿醇是叶绿素的一个组成部分，用碱水解叶绿素可得到叶绿醇，叶绿醇是合成维生素K及维生素E的原料。OH维生素（）A1A维生素A，淡黄色晶体m.p64℃，存在于动物的肝、奶油、蛋黄和鱼肝油中。不溶于水，易溶于有机溶剂。受紫外光照射后则失去活性。COOHCH3CHCH3CH3CH3松香酸存在于松脂中，是松香的主要成分。松香是广泛用于造纸、制皂、制涂料等工业上的原料。有机化学——类脂化合物四、三萜角鲨烯squalene（）角鲨烯是鲨鱼肝油的主要成分，可能存在于所有组织中。角鲨烯是羊毛甾醇生物合成的前身，而羊毛甾醇又是其它甾体化合物的前身。H3CCH3HOCH3CH3CH3H3C角鲨烯羊毛甾醇有机化学——类脂化合物五、四萜四萜类化合物的分子中都含有一个较长的碳碳双键的共轭体系，所以四萜都是有颜色的物质，多带有由黄至红的颜色。因此也常把四萜称为多烯色素。最早发现的四萜多烯色素是从胡萝卜素中来的，后来又发现很多结构与此相类似的色素，所以通常把四萜称为胡萝卜类色素。有机化学——类脂化合物番茄红素蕃茄红素是胡萝卜素的异构体，是开链萜，存在于蕃茄、西瓜及其他一些果实中，为洋红色结晶。αβγ℃胡萝卜素m.p188184178℃℃胡萝卜素m.p胡萝卜素m.p15%85%0.1%广泛存在于植物的叶、茎、和果实及动物的乳汁和脂肪中，体最重要（生理活性最强）。β有机化学——类脂化合物OHHO叶黄素叶黄素是存在植物体内一种黄色的色素，与叶绿素共存，只有