类脂化合物课件.ppt

1、第十五章类脂化合物第十五章类脂化合物参考书参考书中药化学中药化学肖崇厚主编，上海科学技术出版社肖崇厚主编，上海科学技术出版社 学习要求：学习要求：掌握甘油酯的结构及生物活性，掌掌握甘油酯的结构及生物活性，掌握萜类化合物和甾体类化合物的概念，了解它握萜类化合物和甾体类化合物的概念，了解它们的母体结构及分类，并熟悉这两类化合物的们的母体结构及分类，并熟悉这两类化合物的生物功能。生物功能。 重点难点：重点难点：甘油酯的结构功能以及萜类和甾体甘油酯的结构功能以及萜类和甾体类化合物的结构。类化合物的结构。类脂化合物包括油脂、蜡、磷脂、类脂化合物包括油脂、蜡、磷脂、萜类以及甾体化合物，是生物体中萜类以及甾

2、体化合物，是生物体中发现的一类溶于非极性或弱极性的发现的一类溶于非极性或弱极性的一类化合物。具有较复杂的结构和一类化合物。具有较复杂的结构和很强的生物活性。很强的生物活性。脂脂蜡蜡 (waxes) R1COOR2, R1= C16C36, R2= C16C34（保护及其他特殊功能）（保护及其他特殊功能）甘油酯甘油酯 (glycerides) 甘油甘油+脂肪酸（储存能量）脂肪酸（储存能量）磷脂磷脂 (phospholipids) 甘油等脂肪酸磷甘油等脂肪酸磷酸其他（生物膜主要结构成分）酸其他（生物膜主要结构成分）类脂类脂固醇类固醇类 (steroids) （激素等功用）（激素等功用）前列腺素类前

3、列腺素类 (prostaglandins) （多种系统调（多种系统调节作用节作用)萜类萜类 (terpenoids) （多种用途）（多种用途）一、甘油酯一、甘油酯 （Glycerides）1、结构、结构lR1=R2=R3, simple triacylglycerol（单甘油酯）（单甘油酯）lR1, R2, R3 are not same, mixed triacylglycerol（混（混甘油酯）甘油酯）lFat: solid and semisolid; Oils: liquid CH2CHCH2OHOHOHR1COHOR2COHOR3COHOCH2CHCH2OOOCCCOOOR1R2R3

4、glycerolfatty acidstriacylglycerol or triglyceridea fat or an oil2、脂肪酸的特点、脂肪酸的特点 绝大多数是含偶数碳原子的直链羧酸绝大多数是含偶数碳原子的直链羧酸 饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸 C4C26饱和脂肪酸，饱和脂肪酸， C10C24不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸的第一个双键位置大都在不饱和脂肪酸的第一个双键位置大都在C9和和C10之间，且几乎所有双键为之间，且几乎所有双键为顺式顺式lMelting point: Saturated unsaturatedlmore double bond, l

5、ower melting point. 3、特性、特性 熔点的高低主要决定于脂肪酸的不饱和熔点的高低主要决定于脂肪酸的不饱和程度程度。H2CHCH2CO CO CO COOOH2CHCH2CO CO CO COOO硬脂酸三甘硬脂酸三甘酯酯(mp.72) 油酸三甘酯油酸三甘酯（mp.-4） 加成反应加成反应(1)氢化氢化（油脂的硬化）（油脂的硬化）不饱和脂肪酸饱和脂肪酸不饱和脂肪酸饱和脂肪酸（液态）（半固态）（液态）（半固态）(2)加碘加碘（测定不饱和度）（测定不饱和度）碘值碘值：100g油脂所能吸收的碘的质量油脂所能吸收的碘的质量(g)碘值越大，油脂中的不饱和酸的含量越高，或碘值越大，油脂中的

6、不饱和酸的含量越高，或不饱和程度越大。不饱和程度越大。催化剂，H2 干化（化学性质不清楚）干化（化学性质不清楚）定义定义：某些油在空气中放置，能形成一层某些油在空气中放置，能形成一层干燥而有韧性的薄膜，这种现象叫干化，干燥而有韧性的薄膜，这种现象叫干化，这种油叫干性油。这种油叫干性油。应用应用：干性油中加入颜料等物质，制成油：干性油中加入颜料等物质，制成油漆等涂料。漆等涂料。干性油、非干性油、半干性油干性油、非干性油、半干性油甘油酯的变质甘油酯的变质 酸败酸败 (rancidity) 不饱和脂肪酸的氧化、饱和脂肪酸的不饱和脂肪酸的氧化、饱和脂肪酸的氧化氧化。皂化皂化 (Saponificati

7、on) 皂化值：皂化值：使使1g油脂完全皂化所需要的氢氧化钾的油脂完全皂化所需要的氢氧化钾的质量（质量（mg）。根据皂化值的大小，可以判断油）。根据皂化值的大小，可以判断油脂中所含脂肪酸的平均相对分子质量。脂中所含脂肪酸的平均相对分子质量。皂化值越大，脂肪酸的平均相对分子质量越小。皂化值越大，脂肪酸的平均相对分子质量越小。CO(CH2)16CH3CO(CH2)16CH3CO(CH2)16CH3tristearin, a fatheatH2OCH2CHOHOHCH2OHglycerol+O CO(CH2)16CH3sodium stearate, a soap+3Na+OOOH2CHCH2C3N

8、aOH肥皂的作用原理肥皂的作用原理缺点缺点：酸渣，硬水渣：酸渣，硬水渣合成去污剂合成去污剂 （synthetic detergent)二、磷脂二、磷脂 （Phospholipids）l最重要的是磷酸甘油酯最重要的是磷酸甘油酯 (phosphoglycerides)l磷酸甘油酯磷酸甘油酯 甘油脂肪酸磷酸其他甘油脂肪酸磷酸其他l是一两性分子，形成是一两性分子，形成脂双层脂双层（lipid bilayer)l生物膜生物膜的主要构成成分的主要构成成分1、结构、结构1CH2O COR12CHOCOR23CH2O P OHOOphosphatidic acidR configuration2HCH2O C

9、OR1CHCH2OOCOR2POOOionized form+=nonpolarhydrocarbontailspolar headpolar head2、 Lipid bilayer3. Cell membranes4. Cephalin (脑磷脂脑磷脂) and lecithin (卵磷卵磷脂脂)作业作业1、脂类化合物（蜡、甘油三酯和磷脂在日、脂类化合物（蜡、甘油三酯和磷脂在日用化工中的应用实例？用化工中的应用实例？2、 脑磷脂和卵磷脂在生命体中的功能有脑磷脂和卵磷脂在生命体中的功能有哪些？哪些？三、萜类化合物三、萜类化合物（Terpenoids）萜类化合物可以看作是由若干个异戊二烯主要萜

10、类化合物可以看作是由若干个异戊二烯主要以头以头尾相连接而成的化合物。这种结构特点尾相连接而成的化合物。这种结构特点叫做萜类化合物的叫做萜类化合物的异戊二烯规律异戊二烯规律( (isoprene rule) )。H2CC CHCH3orCH2orheadtail（可以含有双键）C C C CC异戊二烯异戊二烯 (isoprene): 一个异戊二烯单元一个异戊二烯单元(isoprene units)： 若干个异戊二烯单位可以相连成链状，也可以连接若干个异戊二烯单位可以相连成链状，也可以连接成环。根据萜类化合物分子中的成环。根据萜类化合物分子中的异戊二烯单位的数异戊二烯单位的数目目，可以分为：，可以

11、分为：单单 萜萜(monoterpenes): C10 两个异戊二烯单位两个异戊二烯单位倍半萜倍半萜(sesquiterpenes): C15 三个异戊二烯单位三个异戊二烯单位二二 萜萜(diterpenes): C20 四个异戊二烯单位四个异戊二烯单位二倍半萜二倍半萜(sesterterpenes): C25 五个异戊二烯单位五个异戊二烯单位三三 萜萜(triterpenes): C30 六个异戊二烯单位六个异戊二烯单位四四 萜萜(tetraterpenes): C40 八个异戊二烯单位八个异戊二烯单位异戊二烯规律异戊二烯规律HO薄荷醇menthol薄荷油peppermint oilOH香叶

12、醇geraniol香叶油geranium ol姜烯zingiberene姜油oil of ginger芹子烯 selinene芹菜籽油oil of celery -蒎烯 -pinene 雪松油 cedar leaf oil1. 单萜单萜 monoterpenes单萜类化合物是精油的主要成分，它们单萜类化合物是精油的主要成分，它们大多数以复杂的混合物形式存在于自然大多数以复杂的混合物形式存在于自然界中。界中。通过水蒸汽、溶剂提取或压榨等方法从通过水蒸汽、溶剂提取或压榨等方法从许多植物的叶子花果皮种子树皮木质等许多植物的叶子花果皮种子树皮木质等部分中，得到具有芳香气味易挥发的液部分中，得到具有芳香

13、气味易挥发的液体，通常称为精油，精油用途很广，可体，通常称为精油，精油用途很广，可供药物和香料使用。供药物和香料使用。单萜根据分子碳架的特点，可分为单萜根据分子碳架的特点，可分为开链开链萜、单环萜和双环萜萜、单环萜和双环萜三类。三类。 (1) (1)开链单萜开链单萜 橙花醇和香叶醇互为几何异构体，它们存在于橙花醇和香叶醇互为几何异构体，它们存在于玫瑰油、橙花油、香茅油中，为无色的玫瑰香玫瑰油、橙花油、香茅油中，为无色的玫瑰香气的液体，都用来制造香料。香叶醇是一种昆气的液体，都用来制造香料。香叶醇是一种昆虫的性外激素，如当蜜蜂发现了食物时，它便虫的性外激素，如当蜜蜂发现了食物时，它便分泌出香叶醇

14、以吸引其它蜜蜂。分泌出香叶醇以吸引其它蜜蜂。CH2OHCH2OHCHOCHO 橙花醇橙花醇 香叶醇香叶醇 香叶醛香叶醛 橙花醛橙花醛(2)(2)单环单萜单环单萜 薄荷醇具有清凉愉快的芳香气味，有杀菌和防薄荷醇具有清凉愉快的芳香气味，有杀菌和防腐的作用，是医药、食品、香料工业不可缺少腐的作用，是医药、食品、香料工业不可缺少的重要原料，用于制造清凉油、人丹、牙膏、的重要原料，用于制造清凉油、人丹、牙膏、糖果等。糖果等。OHOH 薄荷醇薄荷醇 新薄荷醇新薄荷醇3、双环单萜、双环单萜 樟脑有强心效能和愉快芳香味，是医药和化妆樟脑有强心效能和愉快芳香味，是医药和化妆工业的重要原料。工业的重要原料。OOD

15、, L- 樟脑樟脑2. 倍半萜倍半萜 （Sesquiterpenes）CH2OHOOOO法尼醇法尼醇(Farnesol)保幼激素保幼激素杜鹃酮杜鹃酮(Germacrone)止咳祛痰止咳祛痰愈创木奥愈创木奥 (Suaiazulene)消炎、促进烫消炎、促进烫伤或烧伤愈合伤或烧伤愈合的效能，是国的效能，是国内烫伤膏的主内烫伤膏的主要成分要成分。山道年山道年(Santonin)使蛔虫麻痹，使蛔虫麻痹，不能吸附肠不能吸附肠壁，用作驱壁，用作驱蛔虫药蛔虫药。3. 二萜二萜 DiterpenesOH叶绿醇叶绿醇叶绿醇是叶绿素的一个组成部分，用碱水解叶绿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

16、绿醇是合成素可得到叶绿醇，叶绿醇是合成维生素维生素K及维生及维生素素E的原料。的原料。CH2OH维生素维生素A (Vitamin A)维生素维生素A，淡黄色晶体，淡黄色晶体m.p64，存在于动物的肝、奶，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。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。受紫外光照射后则失去活性。体内缺少维生素体内缺少维生素A则引则引起眼角膜硬化症，初期的症状就是夜盲，此外会引起起眼角膜硬化症，初期的症状就是夜盲，此外会引起生殖功能衰退，骨骼成长不良及生长发育受阻等症状。生殖功能衰退，骨骼成长不良及生长发育受阻等症状。4. 三

17、萜三萜 （Triterpenes）尾尾角鲨烯角鲨烯 (squalene) 在自然界分布很广，如酵母、麦在自然界分布很广，如酵母、麦芽、橄榄油、鲨鱼的肝中都含有。芽、橄榄油、鲨鱼的肝中都含有。Squalene is a precursor of steroid moleculars.5、四萜、四萜广泛存在于植物的叶、茎和果实以及动物的乳广泛存在于植物的叶、茎和果实以及动物的乳汁和脂肪中，汁和脂肪中， 体最重要。体最重要。.551素胡萝卜素m.p188184178胡萝卜素m.p胡萝卜m p1%8 %0% 作业作业1 1、掌握异戊二烯单位，并能在萜类化合物、掌握异戊二烯单位，并能在萜类化合物中数出。

18、中数出。 2、萜类化合物的应用有哪些？萜类化合物的应用有哪些？四、甾体化合物（四、甾体化合物（Steroids）1. structure甾体（固醇类）化合物甾体（固醇类）化合物在结构上的共同特点是在结构上的共同特点是都含有都含有环戊烷多氢菲甾环戊烷多氢菲甾核核，并且在甾核上一般，并且在甾核上一般还含有还含有三个侧链三个侧链。C10C10和和C13C13处的甲基叫角甲基处的甲基叫角甲基。“甾甾”作为象形文字相作为象形文字相当形象地描述了该化合当形象地描述了该化合物的基本结构。物的基本结构。2. Stereochemistry (1) (1) 、 构型构型CH3CH3RHHH( )( )H1019

19、以环之间的角甲基为标准，把它安排在环系平面的上以环之间的角甲基为标准，把它安排在环系平面的上方，并用实线与环相连，其它的原子团，凡与这个甲方，并用实线与环相连，其它的原子团，凡与这个甲基在环平面的同一边的，都用实线表示，称为基在环平面的同一边的，都用实线表示，称为构型构型，不在同一边的，用虚线表示，称为不在同一边的，用虚线表示，称为构型构型。(2)(2)环的稠合方式（顺式和反式）环的稠合方式（顺式和反式）顺反十氢萘的构象是基础。顺反十氢萘的构象是基础。环环A和环和环B有顺式及反式两有顺式及反式两种稠合方式，而种稠合方式，而环环B与环与环C及环及环D之间都为反式稠合之间都为反式稠合。3、几种重要

20、的甾体化合物、几种重要的甾体化合物(1)胆固醇胆固醇（Cholesterol）存在于动物的脊髓、脑、神经组织及血液中，是最早存在于动物的脊髓、脑、神经组织及血液中，是最早发现的固醇类化合物之一，由胆石中发现的固体状醇，发现的固醇类化合物之一，由胆石中发现的固体状醇，所以又叫做胆固醇。所以又叫做胆固醇。l 1964年，诺贝尔生理学或医学奖授予了德国的年，诺贝尔生理学或医学奖授予了德国的Konrad Bloch (19122000) 和和 Feodor Lynen (19111979)，由于他们发现了胆固醇和脂肪酸的，由于他们发现了胆固醇和脂肪酸的代谢机制及其调节。代谢机制及其调节。l 胆固醇的功

21、能：胆固醇的功能： 多种固醇类物质的多种固醇类物质的合成前体合成前体，如，如: 维生素维生素D、胆酸、甾体激素等。胆酸、甾体激素等。 血液中脂类物质之一，构成细胞血液中脂类物质之一，构成细胞生物膜生物膜的的基本基本成分成分。l 胆固醇含量过高，会导致：胆固醇含量过高，会导致： 动脉硬化动脉硬化 胆石症胆石症l 胆固醇广泛分布人体全身，人体内胆固醇的总胆固醇广泛分布人体全身，人体内胆固醇的总量大约为每公斤体重量大约为每公斤体重2g左右左右Clinic Treatment of High CholesterolThe newest class of cholesterol-reducing dru

22、gs: Natural and synthetic statin（他汀）（他汀） (2)7-脱氢胆固醇、麦角固醇脱氢胆固醇、麦角固醇 7-脱氢胆固醇脱氢胆固醇H OH3CH3CH3CC H3C H3HH脱氢胆固醇7H OH3CH3CC H3C H3H维生素D3日光7-脱氢胆固醇存在于皮肤组织中，在日光照射脱氢胆固醇存在于皮肤组织中，在日光照射B环开环，环开环，转变为转变为维生素维生素D3。维生素。维生素D3是从小肠中吸收是从小肠中吸收Ca2+离子离子过程中的关键化合物。体内维生素过程中的关键化合物。体内维生素D3的浓度太低，会的浓度太低，会引起引起Ca2+离子缺乏离子缺乏，不足以维持骨骼的正常

23、生成而，不足以维持骨骼的正常生成而产生软骨病。产生软骨病。(3)胆酸胆酸(Cholic acid) 类类HCOOHHOOHOHHCOOHHOOH胆酸（胆酸（Cholic acid）去氧胆酸去氧胆酸 (desoxycholic acid)l C17 C17上支链较短，末端有一个羧酸，核上含有上支链较短，末端有一个羧酸，核上含有两个或三个羟基，而且都是两个或三个羟基，而且都是- -型，型，A/BA/B环是以顺环是以顺式稠合。胆酸的构象式表示如下：式稠合。胆酸的构象式表示如下：HCOOHOHOHOH7123l 胆酸分子中既有大的疏水基（两个甲基和烃核）胆酸分子中既有大的疏水基（两个甲基和烃核）又有亲

24、水又有亲水基基（三个羟基和一个羧基），故胆酸（胆（三个羟基和一个羧基），故胆酸（胆汁酸也一样）在肠道中的功能是作为乳化剂以促进汁酸也一样）在肠道中的功能是作为乳化剂以促进脂肪的吸收。脂肪的吸收。4、甾体激素甾体激素(steroid hormone) 性激素性激素OOOOHHHHtestosteroneHOOHHHHestradiol睾酮雌甾醇黄体酮睾酮和睾酮和雌甾醇雌甾醇分别是天然的雄性和雌性激素，有促进动分别是天然的雄性和雌性激素，有促进动物的发育、生长及维持性特征的作用。物的发育、生长及维持性特征的作用。黄体酮黄体酮使受精卵在子宫中发育，临床上用于治疗习惯性使受精卵在子宫中发育，临床上用于

25、治疗习惯性流产。也具有抑制脑垂体促性腺素的分泌，卵巢得不到流产。也具有抑制脑垂体促性腺素的分泌，卵巢得不到促性腺素的作用，阻止了排卵，因而可用于促性腺素的作用，阻止了排卵，因而可用于避孕避孕。OHOC CHCOCH3OCOCH3OOHHOC CH 炔雌醇炔雌醇 炔诺酮炔诺酮 甲地孕酮甲地孕酮Eethynl estradiol口服避孕药主要是甾体化合物，它们可以阻碍口服避孕药主要是甾体化合物，它们可以阻碍或干扰女性的排卵周期。目前，研究出效果比或干扰女性的排卵周期。目前，研究出效果比较好而作用时间又比较长的避孕药有：较好而作用时间又比较长的避孕药有：炔雌醇、炔雌醇、炔诺酮、甲地孕酮炔诺酮、甲地孕

26、酮。l肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素OOHCH2OHOOOOHCH2OHHOO可的松可的松(cortisone) 氢化可的松氢化可的松(cortisol)C11C11位有含氧官能团的（如可的松，氢化可的松）位有含氧官能团的（如可的松，氢化可的松）对促进糖或无机盐代谢有强大的作用。临床上多用对促进糖或无机盐代谢有强大的作用。临床上多用于控制严重于控制严重中毒感染、气喘、皮肤病和风湿病中毒感染、气喘、皮肤病和风湿病等。等。近年来，人工合成了一大批疗效强而副作用较小近年来，人工合成了一大批疗效强而副作用较小的肾上腺皮质激素新药物，如：的肾上腺皮质激素新药物，如：它们的抗炎作用比其母体（可的松和氢化可的

27、松）它们的抗炎作用比其母体（可的松和氢化可的松）均强均强4 4倍倍左右。左右。OOHCH2OOOOOHCH2OHOOC CH3OC CH3O醋酸强的松醋酸强的松 醋酸强的松龙醋酸强的松龙类固醇已作为抗炎药物用于类固醇已作为抗炎药物用于SARS病人的治疗！病人的治疗！OOOHHOFHHOFOCCH3CH3fluocinolone acetonide(氟轻松，肤轻松)HOOOHHHClHOObeclomethasone(倍氯米松)肤轻松是比氢化可的松更强的治疗皮炎的药物。而含肤轻松是比氢化可的松更强的治疗皮炎的药物。而含氯的倍氯米松则是比氢化可的松更强的治疗气喘的药氯的倍氯米松则是比氢化可的松更强的治疗气喘的药物。物。 作业作业甾体化合物的母体结构是什么，药物主要有甾体化合物的母体结构是什么，药物主要有哪些？哪些？