第2章+脂类的化学.ppt

1、脂类的化学第2章本章内容：第一节 脂类的概念 分类和生理功能 第二节 单脂的化学 第三节 复合脂类的化学第一节第一节 脂类的概念脂类的概念 分类和生理功能分类和生理功能一、脂类的概念一、脂类的概念脂类(lipids)是脂肪脂肪及类脂类脂的总称，是一类低溶于水而高溶于有机溶剂(如乙醚、丙酮、氯仿等)，并能为机体利用的有机化合物。脂类的化学本质为脂肪酸脂肪酸(多是4碳以上的长链一元羧酸)和醇醇(包括甘油醇、鞘氨醇、高级一元醇和固醇)等所组成的脂类及其衍生物脂类及其衍生物。脂类的元素组成元素组成主要是碳、氢、氧，有些脂类还含有氮、磷及硫。二、脂类的分类二、脂类的分类脂类单纯脂：复合脂磷脂糖脂仅由脂肪

2、酸与醇组成。仅由脂肪酸与醇组成。衍生脂质（derived lipid）（一）单纯脂（一）单纯脂：为脂肪酸与醇（甘油醇、高级一元醇）所组成的脂类，又分脂、油、蜡三小类。（二）复合脂（二）复合脂：为脂酸与醇（甘油醇、神经醇）所生成的脂，同时含有其它非脂性物质，又分为磷脂和糖脂磷脂和糖脂二类。磷脂磷脂：非脂成分是磷酸和含氮碱非脂成分是磷酸和含氮碱(如胆碱、乙醇胺)，磷脂根据醇成分的不同，又可分为甘油磷脂(如磷脂酸、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺等)和鞘氨醇磷脂(简称鞘磷脂)。糖脂糖脂 非脂成分是糖非脂成分是糖(单己糖、二己糖等)，并因醇成分不同，又分为鞘糖脂(如脑苷脂、神经节苷脂)和甘油糖脂(如单半乳糖基

3、二酰基甘油、双半乳糖基二酰基甘油)。衍生脂质（衍生脂质（derived lipid）是指由单纯脂质和复合脂质衍生而来或与之关系密切，具有脂质一般性质的物质，包括（1）取代烃取代烃 主要是脂肪酸及其碱性盐(皂)和高级醇，少量脂肪醛、脂肪胺和烃。（2）固醇类固醇类(甾类甾类)包括固醇、胆酸、强心苷、性激素、肾上腺皮质激素。（3）萜萜 包括许多天然色素(如胡萝卜素)、香精油、天然橡胶等。（4）其他）其他 如维生素A、D、E、K，脂酰CoA，类二十碳烷(前列腺素、凝血恶烷和白三烯)，脂多糖，脂蛋白等。根据能否形成皂盐根据能否形成皂盐，把脂质分为两大类：一类是能被碱水解而产生皂(脂肪酸盐)的称可皂化脂质

4、皂化脂质；另一类是不被碱水解生成皂的称不可皂化脂质不可皂化脂质，类固醇和萜是两类主要的不可皂化脂质。也可根据脂质在水中和水界面根据脂质在水中和水界面上的行为上的行为不同，分为非极性脂质非极性脂质和极性脂质极性脂质两大类。其他分类方法其他分类方法1、构成生物膜的重要物质三、脂类的生物学功能三、脂类的生物学功能2、是动植物的贮能物质3、必需脂肪酸和脂溶性维生素是人体不可缺少的物质4、某些脂类物质如VA,VD,VE,VK,胆酸等具有营养、代谢及调节作用脂肪(包括油)是机体能量最有效的贮存形式，它在体内氧化可释放大量能量以供机体利用，1克脂肪氧化分解可释放能量38.9kJ(9.3kcal)，人体活动所

5、需要的能量2030由脂肪提供。脂肪除供给能量外还可以提供必需脂肪酸,如亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等；脂肪亦可协助脂溶性维生素A、D、E、K和胡萝卜素等的吸收；脂肪酸组织较为柔软，存在于器官组织之间，使器官之间减少摩擦，对器官起保护作用，脂肪不易导热，分布于皮下的脂肪可防止过多的热量散失而保持体温。脂类是代谢水的重要来源，生长在沙漠的动物氧化脂肪既能供能又能供水。每克脂肪氧化比碳水化合物多生产水67-83，比蛋白质产生的水多1.5倍左右。类脂类脂是构成生物膜的重要物质，大多数类脂，特别是磷脂和糖脂是细胞膜的重要组成成分。糖脂可能在细胞膜传递信息的活动中起着载体和受体载体和受体作用。此外类脂中的各

6、种磷脂、糖脂和胆固醇酯也是各种脂蛋白的主要成分。脂类也参与细胞内某些代谢调节物质的合成。脂类物质也可作为药物脂类物质也可作为药物，如卵磷脂、脑磷脂卵磷脂、脑磷脂用于肝病、神经衰弱及动脉粥样硬化的治疗，多不饱和脂肪酸如二十碳五烯酸二十碳五烯酸及二十二碳二十二碳六烯酸六烯酸有降血脂作用，亦可用于防治动脉粥样硬化。胆酸胆酸中的熊去氧胆酸熊去氧胆酸、鹅去氧胆酸鹅去氧胆酸及去氢胆酸去氢胆酸等均为利胆药，可治疗胆结石及胆囊炎等。此外胆固醇胆固醇可作为人工牛黄的原料，蜂蜡蜂蜡常作为药物赋形剂及油膏基质等。动物细胞和植物细胞中的脂类是储能物质Sperm whale 抹香鲸抹香鲸第二节第二节 单脂的化学单脂的化

7、学一、脂肪的化学结构一、脂肪的化学结构脂肪脂肪(fat)是由一分子是由一分子甘油甘油与三分子与三分子脂肪酸脂肪酸组成的组成的脂肪酸甘油三酯脂肪酸甘油三酯，故名为，故名为三脂酰甘三脂酰甘油，油，习惯上称为习惯上称为甘油三酯甘油三酯。自然界存在的脂肪中。自然界存在的脂肪中其脂肪酸绝大多数含偶数碳原子。其脂肪酸绝大多数含偶数碳原子。3个脂肪酸链个脂肪酸链R1 R2 R3可以相可以相同，也可以不同，可以是饱和同，也可以不同，可以是饱和的也可以是不饱和的的也可以是不饱和的甘油甘油脂肪酸脂肪酸二、脂肪酸二、脂肪酸从动、植物和微生物中分离出来的脂肪从动、植物和微生物中分离出来的脂肪酸已有百多种。在生物体内酸

8、已有百多种。在生物体内大部分脂肪大部分脂肪酸都以结合形式酸都以结合形式如甘油三酯、磷脂、糖如甘油三酯、磷脂、糖脂等存在，但也有脂等存在，但也有少量脂肪酸以游离状少量脂肪酸以游离状态态存在于组织和细胞中。存在于组织和细胞中。脂肪酸脂肪酸(fatty acid，FA)是由一条长的烃链是由一条长的烃链(“尾尾”)和一个末端羧基和一个末端羧基(“头头”)组成的羧组成的羧酸。酸。烃链多数是线形烃链多数是线形的，分支或含环的烃链的，分支或含环的烃链很少很少烃链不含双键(和三键)的为饱和脂肪酸饱和脂肪酸(saturated FA)，含一个或多个双键的为不不饱和脂肪酸饱和脂肪酸(unsaturated FA)

9、。只含单个双键的脂肪酸称单不饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸；含两个或两个以上双键的称多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸。不同脂肪酸之间的主要区别在于烃链的长度烃链的长度(碳原子碳原子数目数目)、双键的数目和位置、双键的数目和位置。每个脂肪酸有3个名字：通俗名通俗名、系统名系统名和简写符号简写符号。饱和脂肪酸动、植物脂肪中的饱和脂肪酸以软脂酸软脂酸和硬脂酸硬脂酸分布广并且比较重要。软脂酸：软脂酸：16:0，n-16烷酸烷酸硬脂酸：硬脂酸：18:0，n-18烷酸烷酸16:0表示有16个碳原子，双键的数目是0个不饱和脂肪酸比较重要的不饱和脂肪酸有比较重要的不饱和脂肪酸有亚油酸、亚亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸麻酸和

10、花生四烯酸。亚油酸亚油酸 18:2 9,12-亚麻酸亚麻酸 18:3 9,12,15-亚麻酸亚麻酸 18:3 6,9,12花生四烯酸花生四烯酸 20:4 5,8,11,14几个典型脂肪酸结构几个典型脂肪酸结构哺乳动物自身能合成多种脂肪酸，但哺乳动物自身能合成多种脂肪酸，但不不能向脂肪酸引入超过能向脂肪酸引入超过9的双键的双键，因而不，因而不能合成如能合成如亚油酸和亚麻酸亚油酸和亚麻酸等。这类脂肪等。这类脂肪酸对人体是必不可少的，但人体自身不酸对人体是必不可少的，但人体自身不能合成必须从食物中获取，因此称为能合成必须从食物中获取，因此称为必必需脂肪酸需脂肪酸(essential fatty ac

11、id)。人体内有些脂肪酸是可以相互转变的人体内有些脂肪酸是可以相互转变的亚油酸亚油酸-亚麻酸亚麻酸花生四烯酸花生四烯酸其他类二十其他类二十碳烷物质碳烷物质-亚麻酸亚麻酸二十碳五烯酸二十碳五烯酸(EPA)和和二十二碳六烯酸二十二碳六烯酸(DHA)DHA俗称脑黄金，又俗称脑黄金，又称称“深海鱼油深海鱼油”，“脑白金脑白金”的主要成份是的主要成份是褪黑素褪黑素。虽可。虽可改善睡眠，但改善睡眠，但褪黑素褪黑素是一种是一种抗性腺激素抗性腺激素，长期服用含有褪黑素的保健品，会影响长期服用含有褪黑素的保健品，会影响到孩子的性腺发育，也会影响到成年人到孩子的性腺发育，也会影响到成年人的性功能的性功能脑黄金与脑

12、白金完全不同脑黄金与脑白金完全不同亚油酸植物袖(葵花籽、大豆、棉籽、红花籽、玉米胚、小麦胚、芝麻、花生、油菜籽)亚麻酸和花生四烯酸肉类，玉米胚油等(或在体内由亚油酸合成)亚麻酸油脂(芝麻、胡桃、大豆、小麦胚、油菜籽)种子，坚果(芝麻、大豆、胡桃)EPA DHA人乳,海洋动物（鲱、沙丁鱼)等，贝类，甲壳类(虾、蟹等)(或在体内由亚麻酸合成）多不饱和脂肪酸的来源多不饱和脂肪酸的来源第三节第三节 复合脂类的化学复合脂类的化学一、磷脂 (一)甘油磷脂 (二)鞘磷脂二、糖脂 (一)脑苷脂类 (二)神经节苷脂类三、胆固醇和胆酸 (一)胆固醇 (二)胆酸与胆汁酸磷脂磷脂包括甘油磷脂甘油磷脂和鞘磷脂鞘磷脂两大

13、类。甘油磷脂为甘油酯衍生物，鞘磷脂为鞘氨醇酯衍生物。它们主要参与细胞膜系统的组成。一、磷脂(phospholipid)(一一)甘油磷脂甘油磷脂 甘油磷脂甘油磷脂又称又称磷酸甘油酯磷酸甘油酯，特点是甘油的两，特点是甘油的两个羟基被个羟基被脂酸酯化脂酸酯化，第第1位羟基位羟基被饱和脂肪被饱和脂肪酸酯化，酸酯化，第第2位羟基位羟基常被常被C16-C20的不饱和脂的不饱和脂酸如花生四烯酸酯化。酸如花生四烯酸酯化。第第3位羟基位羟基被被磷酸酯磷酸酯化为化为磷脂酸磷脂酸。甘油磷脂的结构通式 X=含氮碱 甘油磷脂的结构通式 X=含氮碱 当当X=H时时 为为磷脂酸磷脂酸(phosphatidic acid)，

14、是各种是各种甘油磷脂甘油磷脂的母体化合物的母体化合物磷脂酸磷脂酸的磷酸羟基磷酸羟基再被氨基醇(如胆碱、乙醇胺或丝氨酸)或肌醇等取代，形成不同的甘油磷脂。磷脂酸的磷酸基磷脂酸的磷酸基再连接其他醇羟基化合物的羟基，即组成不同的磷脂。磷酸甘油酯的两个长脂肪酸链，为非极性的尾部，而其余部分则为极性的头部，所以磷脂是两性脂类。磷酸甘油酯分子中一般含有一分子饱和脂肪酸(多连在C1上)和一分子不饱和脂肪酸(多连在C2上)。磷酸甘油酯的 结构通式磷酸甘油酯的磷酸甘油酯的 结构通式结构通式甘油磷脂极少溶解于水中，易形成微团。由于是两性脂类，因而它在构成生物膜结构中甚为重要。所有的甘油磷脂在pH 7时，其磷酸基团

15、带的是负电荷。1、卵磷脂、卵磷脂(lecithin)又称磷磷脂酰胆碱，脂酰胆碱，是组成细胞膜最丰富的磷脂之一。式中R1和R2代表脂肪酸的烃基，R1是饱和的，R2是不饱和的烃基，R3上的X是胆碱胆碱，胆碱具有重要的生物学功能，是代谢过程中的甲基供体，乙酰化的胆碱，即乙酰胆碱乙酰胆碱是一种神经递质，与神经的传导和冲动有关。卵磷脂卵磷脂是白色油脂状物质，极易吸水。由于它含有相对多的不饱和脂肪酸，表表面很容易被氧化面很容易被氧化。卵磷脂在蛋黄蛋黄和大豆大豆中特别丰富，卵磷脂具有防止脂肪肝脂肪肝作用。工业广泛用作乳化剂乳化剂。工业中用卵磷脂主要作为大豆油精炼过程中的副产品获得。2、脑磷脂(cephali

16、n)即磷脂磷脂酰胆胺酰胆胺，又叫磷脂磷脂酰乙醇胺酰乙醇胺脑磷脂在动植物体中含量也很丰富，它与血液凝固有关，血小板的脑磷脂可能是凝血酶原激活剂的辅基。3、磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine)又称丝氨酸磷脂丝氨酸磷脂，由磷脂酸的磷酸基团与丝氨酸丝氨酸的羟基连成。磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸是血小板中带负电荷的酸性磷脂酸性磷脂，当血小板因组织受损而被激活时，膜中的这些磷脂转向外侧，作为表面催化剂与其他凝血因子一起致使凝血酶原活化致使凝血酶原活化。脑组织中丝氨酸磷脂的含量比脑磷脂还多，在体内丝氨酸磷脂可能脱羧基而转变成脑磷脂。4、磷脂酰肌醇，、磷脂酰肌醇，又称又称肌醇磷脂肌醇磷脂(inositide)。它是磷脂。它是磷脂酸结构中的磷酸基团与肌醇酸结构中的磷酸基团与肌醇(环己六醇环己六醇)相连接所成的酯。相连接所成的酯。所生成的肌醇磷脂还可以再连接第二个、第三个磷酸基所生成的肌醇磷脂还可以再连接第二个、第三个磷酸基团，分别称为一磷酸肌醇磷脂和二磷酸肌醇磷脂等。团，分别称为一磷酸肌醇磷脂和二磷酸肌醇磷脂等。肌醇磷脂常与脑磷脂在一起，在肝及心肌中大多为肌醇肌醇磷脂常与脑磷脂在