脂类的化学解析课件.ppt

1、第二章 脂类的化学王伟章王伟章 博士博士/副教授副教授生物化学与分子生物学系生物化学与分子生物学系wei-QQ：105969855主要内容第一节第一节 脂类的概念、分类及生理功能脂类的概念、分类及生理功能第二节第二节 单脂的化学单脂的化学第三节第三节 复合脂类的化学复合脂类的化学第四节第四节 脂类的提取分离与分析脂类的提取分离与分析第五节第五节 脂类与药物研究（自学）脂类与药物研究（自学）第一节 脂类的概念、分类及生理功能u脂类脂类(lipids)：是脂肪及类脂的总称是脂肪及类脂的总称。一类低溶于水而高溶于有机溶剂的有机化合物。一类低溶于水而高溶于有机溶剂的有机化合物。化学本质为脂肪酸化学本质

2、为脂肪酸(多是多是4碳以上的长链一元羧酸碳以上的长链一元羧酸)和醇和醇(包括甘油醇、鞘氨醇、高级一元醇和固醇包括甘油醇、鞘氨醇、高级一元醇和固醇)等所组成的等所组成的酯类及其衍生物酯类及其衍生物。包括三酰甘油、磷脂、类固醇及类胡萝卜素等包括三酰甘油、磷脂、类固醇及类胡萝卜素等一、脂类的概念 二、脂类的分类（按化学组成）：单纯脂类单纯脂类:由脂肪酸与甘油所形成的酯由脂肪酸与甘油所形成的酯，可分为可分为甘甘油三酯、蜡油三酯、蜡。2 2、复合脂类复合脂类:除含脂肪酸和醇外，尚有其他非脂分子除含脂肪酸和醇外，尚有其他非脂分子的成分的成分(如胆碱、乙醇胺、糖等如胆碱、乙醇胺、糖等)的酯，的酯，可分为可分

3、为磷脂磷脂、糖脂。糖脂。3 3、衍生脂质衍生脂质 由单纯脂质和复合脂质衍生而来或与之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关系密切，具有脂质一般性质的物质，如：取代烃、如：取代烃、固醇类、萜、其它脂质。固醇类、萜、其它脂质。三、脂类的生理功能1 1、贮能和供能、贮能和供能2 2、促进脂溶性维生素的吸收、促进脂溶性维生素的吸收3 3、类脂是生物膜的组成成分、类脂是生物膜的组成成分4 4、脂类物质也可作为药物应用、脂类物质也可作为药物应用第二节 单脂的化学 一、脂肪的化学结构 脂肪脂肪(fat)是由一分子甘油与三分子脂肪酸组成的脂是由一分子甘油与三分子脂肪酸组成的脂肪酸

4、甘油三酯，故名为三脂酰甘油（肪酸甘油三酯，故名为三脂酰甘油（triacyglycerol），），习惯上称为甘油三酯（习惯上称为甘油三酯（triglyceride，TG）。）。R1、R2、R3代表脂肪酸的烃基代表脂肪酸的烃基。二、脂肪酸 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”)组成的羧酸组成的羧酸。(一一)脂肪酸的种类脂肪酸的种类1.1.饱和脂肪酸饱和脂肪酸：烃链不含双键烃链不含双键(和三键和三键)。2.2.不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸：含一个或多个双键含一个或多个双键。简写式简写式分子结构简式分子结构简式系系 统

5、统 名名 称称习惯名称习惯名称m.p(m.p()10100 0CHCH3 3(CH(CH2 2)8 8COOHCOOHn-n-十烷酸十烷酸癸酸癸酸3232(n-decanoic acid)(n-decanoic acid)(capric acid)(capric acid)12120 0CHCH3 3(CH(CH2 2)1010COOHCOOHn-n-十二烷酸十二烷酸月桂酸月桂酸4343(n-don-dodecanoic acid)decanoic acid)(lauric acid)(lauric acid)14140 0CHCH3 3(CH(CH2 2)1212COOHCOOHn-n-十四

6、烷酸十四烷酸豆蔻酸豆蔻酸5454(n-tetradecan(n-tetradecanoic oic acid)acid)(n-myristic acid)(n-myristic acid)16160 0CHCH3 3(CH(CH2 2)1414COOHCOOHn-n-十六烷酸十六烷酸软脂酸软脂酸6262(n-hexadecanoic acid)(n-hexadecanoic acid)(n-(n-palmpalmitic acid)itic acid)18180 0CHCH3 3(CH(CH2 2)1616COOHCOOHn-n-十八烷酸十八烷酸硬脂酸硬脂酸6969(n-octadecanoi

7、c acid)(n-octadecanoic acid)(n-stearic acdi)(n-stearic acdi)20200 0CHCH3 3(CH(CH2 2)1818COOHCOOHn-n-二十烷酸二十烷酸花生酸花生酸7575(n-eicosanoic(n-eicosanoic acidacid)(arachidic acid)(arachidic acid)22220 0CHCH3 3(CH(CH2 2)2020COOHCOOHn-n-二十二烷酸二十二烷酸山俞酸山俞酸8181(n-docosanoic acid)(n-docosanoic acid)(n-behenic acid)

8、(n-behenic acid)24240 0CHCH3 3(CH(CH2 2)2222COOHCOOHn-n-二十四烷酸二十四烷酸掬焦油酸掬焦油酸8484(n-tetn-tetrarac cosanoic acid)osanoic acid)(lignoceric acid)(lignoceric acid)26260 0CHCH3 3(CH(CH2 2)2424COOHCOOHn-n-二十六烷酸二十六烷酸蜡酸蜡酸8989(n-hexacosanoic acid)(n-hexacosanoic acid)(cerotic acid)(cerotic acid)重要的天然饱和脂肪酸族族简写式简

9、写式分子结构简式分子结构简式系系 统统 名名 称称习惯名称习惯名称m.p(m.p()-716:116:19(16:1(16:17)CHCH3 3(CH(CH2 2)5 5CH=CH=CH(CHCH(CH2 2)7 7COOHCOOH顺顺-9-十六碳十六碳-烯酸烯酸(cis-9-hexadecenoic acid)(cis-9-hexadecenoic acid)棕榈油酸棕榈油酸(palmitoleicpalmitoleic acid)acid)0 0-918:118:19(18:1(18:17)CHCH3 3(CH(CH2 2)7 7CH=CH=CH(CHCH(CH2 2)7 7COOHCOO

10、H顺顺-9-十八碳十八碳-烯酸烯酸(cis-9-octadecenoic acid)(cis-9-octadecenoic acid)油酸油酸(oleic acid)(oleic acid)1313-618:218:29，12(18:2(18:26，9)CHCH 3 3(CH(CH2 2)33(CH(CH2 2CH=CH=CH)CH)2 2(CH(CH2 2)7 7COOHCOOH顺，顺顺，顺-9，12-十八碳二十八碳二烯烯酸（酸（cis，cis-9，12-ococtadecadienoictadecadienoic acid acid)亚油酸亚油酸（linoleiclinoleic acid

11、 acid）-5-5-318:318:39，12，15(18:3(18:33，6，9)CHCH 3 3(CH(CH2 2CH=CH=CH)CH)3 3(CH(CH2 2)7 7COOHCOOH全顺全顺-9，12，15-十八碳三烯十八碳三烯酸（酸（all cis-9，12，15-octadecatrienoic acid)-亚麻酸亚麻酸(-linolenic acid)-17-17-618:318:36，9，12(18:3(18:36，9，12)CHCH3 3(CH(CH2 2)3 3(CH(CH2 2CH=CH=CH)CH)3 3(CH(CH2 2)4 4COOHCOOH全顺全顺-6，9，12

12、-十八碳三烯酸十八碳三烯酸(all cis-6，9，12-octadecatrienoicoctadecatrienoic acid)acid)-亚麻酸亚麻酸(-linolenic acid)-620:420:45，8，11，14(20:4(20:46，9，12，15)CHCH3 3(CH(CH2 2)3 3(CH(CH2 2H=H=CH)CH)4 4(CH(CH2 2)3 3COOHCOOH全顺全顺-5，8，11，14-二十碳四二十碳四烯酸烯酸(all cis-5，8，11，14-eicosatetraenoic acid)花生四烯酸花生四烯酸（arachidonicarachidonic

13、acidacid）-50-50-320:520:55，8，11，14，17(20:5(20:53，6，9，12，15)CHCH3 3(CH(CH2 2CH=CH=CH)CH)5 5(CH(CH2 2)3 3COOHCOOH全顺全顺-5，8，11，14，17-二十二十碳五烯酸碳五烯酸(all cis-5，8，11，14，17-eicosapentaenoic acid)鱼油五烯酸鱼油五烯酸（EPA）-54-54-322:622:64，7，10，13，16，19(22:6(22:63，6，9，12，15，18)CHCH3 3（CH2CH=C HC H）6（C H2）2COOH全顺全顺-4，7，10

14、，13，16，19-二十二碳六烯酸二十二碳六烯酸(all cis-4，7，1 0，1 3，1 6，1 9-docosahex(a)enoic acid)DHADHA-924:524:515(20:5(20:59)CHCH3 3(CH(CH2 2)7 7CH=CH=CH(CHCH(CH2 2)1313COOHCOOH顺顺15-二十四烯酸二十四烯酸cis-15-tecis-15-tetracosenoic atracosenoic acidcid神经酸神经酸(nervonicnervonic acid)acid)3939重要的天然不饱和脂肪酸u必需脂肪酸：必需脂肪酸：脂肪酸对人体功能是必不可少的，

15、脂肪酸对人体功能是必不可少的，但人体自身不能合成必须由膳食提供但人体自身不能合成必须由膳食提供-6-6来来 源源亚油酸亚油酸植物油植物油(葵花籽、葵花籽、大豆、大豆、棉籽、红花籽、棉籽、红花籽、玉玉米米胚胚、小、小麦麦胚胚、芝麻、花生、油菜籽、芝麻、花生、油菜籽)-亚麻酸和花生亚麻酸和花生四烯酸四烯酸肉类，玉米胚油等肉类，玉米胚油等(或在体内由亚油酸合成或在体内由亚油酸合成)-3-3来来 源源-亚麻酸亚麻酸油脂油脂(芝麻、胡桃、大豆、小麦胚、油菜籽芝麻、胡桃、大豆、小麦胚、油菜籽)种子，坚果种子，坚果(芝麻、大豆、胡桃芝麻、大豆、胡桃)EPAEPA和和DHADHA人乳人乳海洋动物：鱼海洋动物：

16、鱼(鲭、鲑、鲱、沙丁鱼鲭、鲑、鲱、沙丁鱼)等，贝类，甲壳等，贝类，甲壳类类(虾、蟹等虾、蟹等)()(或在体内由或在体内由-亚麻酸合成亚麻酸合成)-6和和-3多不饱和脂肪酸的来源多不饱和脂肪酸的来源常用食用油脂中主要脂肪酸的组成常用食用油脂中主要脂肪酸的组成（食物中脂肪总量的百分数）（食物中脂肪总量的百分数）食用油脂食用油脂 饱和脂肪酸饱和脂肪酸不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸其他脂其他脂肪酸肪酸油酸（油酸（C18:1）亚油酸（亚油酸（C18:2）亚麻酸（亚麻酸（C18:3）菜子油菜子油132016942*花生油花生油1941380.41茶油茶油10791011葵花子油葵花子油1419635 豆油豆油1

17、6225273棉子油棉子油2425440.43大麻油大麻油1539450.51芝麻油芝麻油1538460.31玉米油玉米油1527560.61棕榈油棕榈油424412 文冠果油文冠果油83148 14印加果油印加果油892 猪油猪油43449 3牛油牛油6229217羊油羊油573332第三节 复合脂类的化学一、磷脂(一一)甘油磷脂甘油磷脂=H、胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌、胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等醇、磷脂酰甘油等 1.卵磷脂卵磷脂(lecithin)：细胞膜的重要组成成分：细胞膜的重要组成成分2.脑磷脂脑磷脂(cephalin)：与血液凝固有关与血液凝固有关3

18、.3.磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserinephosphatidylserine)：与：与凝血凝血酶原活化酶原活化相关相关4.4.磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇(phosphatidylphosphatidyl inositolinositol)表明磷酸分子掺入结构的顺序可相应称表明磷酸分子掺入结构的顺序可相应称为肌醇磷脂、磷酸肌醇磷脂和二磷酸肌醇磷脂为肌醇磷脂、磷酸肌醇磷脂和二磷酸肌醇磷脂5缩醛磷脂缩醛磷脂(plasmalogen)：可能有保护血管的功能可能有保护血管的功能6二磷脂酰甘油二磷脂酰甘油(diphosphatidyl glycerol)：线粒体：线粒体膜的组成成分膜

19、的组成成分 (二二)鞘磷脂鞘磷脂X=H、磷脂胆碱、磷脂胆碱、磷脂乙醇胺、单糖或寡糖、磷脂乙醇胺、单糖或寡糖红色部分红色部分为鞘氨醇为鞘氨醇二、糖脂含有糖成分的复含有糖成分的复合合脂脂类类(一一)脑苷脂类脑苷脂类：脑细胞膜的重要组分脑细胞膜的重要组分(二二)神经节苷脂类神经节苷脂类：与血型的专一性、组织器官与血型的专一性、组织器官的专一性有关的专一性有关;可能与组织免疫、细胞与细胞间的可能与组织免疫、细胞与细胞间的识别识别、细胞的恶性变细胞的恶性变和和神经突触的传导神经突触的传导等有关。等有关。三、固醇及其衍生物环戊烷多氢菲环戊烷多氢菲 固醇固醇(sterol)是环戊烷多氢菲的衍生物。所有是环戊

20、烷多氢菲的衍生物。所有固醇类化合物分子都是以环戊烷多氢菲为核心结固醇类化合物分子都是以环戊烷多氢菲为核心结构。可分为动物固醇、植物固醇和酵母固醇三类构。可分为动物固醇、植物固醇和酵母固醇三类。(一一)胆固醇胆固醇 是细胞膜的重要组分，是固醇类激素和胆是细胞膜的重要组分，是固醇类激素和胆汁酸的前体汁酸的前体。(二二)胆酸与胆汁酸胆酸与胆汁酸COOHOHHOOHCOOHOHHOCOOHHOOHCOOHHOOHCOOHHOOHCOOHHO胆酸胆酸(3，7-二羟基胆酸二羟基胆酸)去氧胆酸去氧胆酸猪去氧胆酸猪去氧胆酸 鹅去氧胆酸鹅去氧胆酸熊去氧胆酸熊去氧胆酸 石胆酸石胆酸1.胆酸胆酸2.胆汁酸胆汁酸(b

21、ile acid)各 种 胆 酸 或 去 氧 胆 酸 均 可 与 甘 氨 酸各 种 胆 酸 或 去 氧 胆 酸 均 可 与 甘 氨 酸(NH2CH2COOH)或牛磺酸或牛磺酸(NH2CH2CH2SO3H)以以酰胺键结合，形成各种结合胆酸酰胺键结合，形成各种结合胆酸：甘氨胆酸和牛磺甘氨胆酸和牛磺胆酸胆酸。甘氨胆酸甘氨胆酸 牛磺胆酸牛磺胆酸第四节 脂类的提取分离与分析一、脂类的提取与分离（一）脂类的有机溶剂提取（一）脂类的有机溶剂提取特性：脂类不溶于水，而溶于有机溶剂。特性：脂类不溶于水，而溶于有机溶剂。提取过程：提取过程：组织匀浆组织匀浆加有机溶剂混匀加有机溶剂混匀离心去除蛋离心去除蛋白质、核酸

22、、多糖等水溶性物质沉淀白质、核酸、多糖等水溶性物质沉淀收集含收集含脂类的有机溶剂脂类的有机溶剂去除有机溶剂去除有机溶剂得到脂类。得到脂类。（二）脂类的色谱分离 一般采用色谱（层析）方法进行分级分离，一般采用色谱（层析）方法进行分级分离，主要利用脂类物质极性和电荷的差异分离主要利用脂类物质极性和电荷的差异分离。硅胶柱层析硅胶柱层析高效液相色谱高效液相色谱薄层层析薄层层析二、脂类的组成与结构分析（一）混合脂肪酸的气液色谱分析（一）混合脂肪酸的气液色谱分析 气液色谱（气液色谱（GLCGLC）可用于分离混合物中的挥发性）可用于分离混合物中的挥发性成分。由于脂肪酸的沸点较高，因此进行分析前必须成分。由于

23、脂肪酸的沸点较高，因此进行分析前必须先将脂类转变为衍生物以增加它们的挥发性。先将脂类转变为衍生物以增加它们的挥发性。（二）脂类结构的测定（二）脂类结构的测定 某些脂类对在特异条件下的降解特别敏感，例如三酯某些脂类对在特异条件下的降解特别敏感，例如三酯酰甘油中的所有酯键连接的脂肪酸只要用温和的酸或碱处酰甘油中的所有酯键连接的脂肪酸只要用温和的酸或碱处理则被释放。理则被释放。专一性水解某些脂类的酶也被用于脂类结构的测定。专一性水解某些脂类的酶也被用于脂类结构的测定。第五节 脂类与药物研究（自学）一、脂质体（liposome）药物 是利用人工方法将磷脂在水溶液中制成一种脂双层包是利用人工方法将磷脂在

24、水溶液中制成一种脂双层包围一些水溶液的脂质微球体。它可作为一种运载工具，将围一些水溶液的脂质微球体。它可作为一种运载工具，将有特殊功能的生物大分子（如抗体、核酸）以及小分子药有特殊功能的生物大分子（如抗体、核酸）以及小分子药物等包载其中，通过脂质膜与生物体细胞的相互作用（膜物等包载其中，通过脂质膜与生物体细胞的相互作用（膜融合、吞噬等），定向地导入特定的细胞中，起催化作用、融合、吞噬等），定向地导入特定的细胞中，起催化作用、免疫反应、基因转导，以及用于诊断、治疗某些疾病。免疫反应、基因转导，以及用于诊断、治疗某些疾病。二、脂肪替代物 是为了克服天然脂肪容易引起肥胖病或心血管疾病而通是为了克服天然脂肪容易引起肥胖病或心血管疾病而通过人工合成或对其天然产物经过改造而形成的具有脂类物质过人工合成或对其天然产物经过改造而形成的具有脂类物质口感和组织特性的物质，包括脂肪替代品和脂肪模拟品两类。口感和组织特性的物质，包括脂肪替代品和脂肪模拟品两类。