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第十章 脂类化学. 第一节 脂肪酸与前列腺素 第二节 甘油酯类 第三节 神经鞘脂类 第四节 类固醇化合物. 脂类( lipides) 是脂肪和类脂(性质与脂肪相似)的总称。 脂类化学结构各不相同,但均有以下共性: 1)不溶于水而易溶于乙醚、氯仿、苯和丙酮等有机溶剂中。 2) 具有酯的结构或具有成酯的可能性; 3)为机体所利用,比如油脂是机体中的燃料分子 。. 脂类分类:. 根据化学结构分:. 甘油酯类 神经鞘脂类 类固醇. 脂肪(甘油三酯) - PowerPoint PPT Presentation
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第十章 脂类化学• 第一节 脂肪酸与前列腺素• 第二节 甘油酯类• 第三节 神经鞘脂类• 第四节 类固醇化合物
• 脂类( lipides )是脂肪和类脂(性质与脂肪相似)的总称。
• 脂类化学结构各不相同,但均有以下共性: 1) 不溶于水而易溶于乙醚、氯仿、苯和丙酮
等有机溶剂中。 2) 具有酯的结构或具有成酯的可能性; 3) 为机体所利用,比如油脂是机体中的燃料
分子。
• 脂肪(甘油三酯)• 磷脂:含磷酸及有机碱的脂类 • 糖脂:含糖及有机碱的脂类 • 类脂 胆固醇及其酯• 类固醇 胆汁酸• 类固醇激素
脂类分类:
根据生理功能不同分:
根据化学结构分:甘油酯类神经鞘脂类类固醇
• 脂肪的生理功能:• 1) 氧化供能• 2) 储存能量• 3) 提供必需脂肪酸
• 类脂的生理功能:• 1) 是生物膜的组成成分;• 2) 协助脂类和脂溶性维生素的吸收;• 3 )胆固醇是机体合成维生素 D3 、胆
汁酸及各种类固醇激素的重要原料。
第一节 脂肪酸与前列腺素
一、脂肪酸 参与构成脂类的脂肪酸往往是含 16C 以上
的高级一元脂肪酸,它们可以是饱和脂肪酸,也可以是不饱和脂肪酸。常见有含16C、 18C、 20C 的各种脂肪酸。所以也称高级脂肪酸。
脂肪酸结构: CH3-( CH2) 14-COOH 十六 ( 烷 ) 酸(软脂酸,棕榈酸)CH3-( CH2) 16-COOH 十八 ( 烷 ) 酸(硬脂酸)CH3( CH2) 7CH=CH( CH2) 7COOH 9- 十八碳烯酸(油酸) Δ9 十八碳烯酸CH3( CH2) 4CH=CHCH2CH=CH( CH2) 7COOH
9, 12- 十八碳二烯酸(亚油酸) Δ9 , 12 十八碳二烯酸CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH( CH2) 7COOH
9, 12, 15- 十八碳三烯酸(亚麻酸) Δ9 , 12 , 15 十八碳三烯酸CH3( CH2) 4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH( CH2) 3COO
H 5 , 8, 11, 14- 二十碳四烯酸(花生四烯酸) Δ5 , 8 , 11 , 14 二十碳四烯酸
不饱和脂肪酸的顺反构型:
CH3(CH2)7CH CH3(CH2)7CH
HOOC(CH2)7CH HC(CH2)7COOH
˳ÓÍËá ·´ÓÍËá
二、前列腺素( prostaglandin, PG)• 前列腺素由多烯脂肪酸合成,是脂肪酸
的衍生物,分布广泛,具有激素调节作用。
• 前列腺素的母体结构是前列烷酸。1
23
45
67
89
10
1112
1314
1516
1718
19
20
COOH
前列烷酸
• 根据五碳环结构的不同,前列腺素分为PGA、 PGB、 PGC、 PGD、 PGE、 PGF、 PGG、 PGH、 PGI 等,其中较为重要的有PGE、 PGF、 PGA和 PGB:
OHOO O
OH OH
9 99
PGE PGF PGA PGB
• 各型前列腺素又可根据侧链所含双键数目再分成多种化合物:
O
OH
9
PGE
COOH
OH
1
O
OH
9
PGE
COOH
OH
2
第二节 甘油脂类一、脂酰甘油1. 脂酰甘油的结构
CH2O
CHOH
CH2OH
C
O
R
R2
R1
R3
CHO
C
O
CH2O
C
O
CH2OH
R1C
O
C
O
C
O
CH2O
CHO
CH2O
R2
甘油 一 酯 二 三甘油 酯 甘油 酯
1) 如果 R1=R2=R3 时,为单纯甘油三酯;
2) R1≠R2≠R3 时,为混合甘油三酯(天然大多以此形式存在);
3) R-COOH 可以是各种高级脂肪酸( 16C~ 20C)(饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸),也可以是无机酸;
4) 当不饱和脂肪酸多时,甘油三酯呈液态即油(例:植物油),当饱和脂肪酸多时,甘油三酯呈固态即脂肪(例:猪油)。
2. 三脂酰甘油的性质( 1 )水解和皂化
, ,H2O
RCOOH3
CH2OH
CH2OH
CHOH + 3 R R1 R3R2( = )脂肪酶
CH2O - C - R1
CHO - C - R2
CH2O - C - R3
O
O
O
皂化反应:指在碱液中水解甘油三酯,生成三分子脂肪酸盐(即肥皂)和一分子甘油的反应。
, ,KOH R R1 R3R2
R3
R1C
O
C
O
C
O
CH2O
CHO
CH2O
R2 ( = )3
CH2OH
CH2OH
CHOH 3+ RCOOK+
水解 1 克甘油三酯,所需 KOH 的毫克数称为皂化值。皂化值越大,表示脂肪酸平均分子量越小。
( 2 )氢化和碘化
• 当甘油三酯中含有不饱和脂肪酸时,其双键可以加氢被还原 :
CH2OC C17H33
CHOC
C17H33
C17H33
CH2OC
O
O
O
+ 3 H2
CH2OC
CHOC
CH2OC
O
O
O
C17H35
C17H35
C17H35
催化剂
,加热 加压
• 当甘油三酯中含有不饱和脂肪酸时,其双键可以加氢被还原,也可以直接碘化。用加碘的方法可以测定甘油三酯中脂肪酸所含双键的多少。
• 每 100g 甘油三酯吸收碘的克数称为碘价。碘价越高,表示甘油三酯中双键越多。
( 3 )酸败作用 将甘油三酯久置于潮湿及闷热的空气中,则产生一种令人厌恶的气味,此变化称为酸败作用。
包括两个过程: 水解 水解后生成某些有臭味的脂肪酸,例丁酸; 氧化 生成不稳定的过氧化物,进一步分解,则生成醛。
二、磷酸甘油酯 • 1. 组成与命名• 基本结构:磷脂酸
CH2O C R1
C - H
CH2 - O - P - OH
R2- C - O-
O
OH
O
O
1
2
3
* * C2,为手性碳原子
L天然存在的磷脂酸均为 型
2. 重要的磷酸甘油酯
( 1 )磷脂酰胆碱(卵磷脂)
CH2 - O - C - R1
C - H
CH2 - O - P - OH
R2- C - O-
O
O
O
O - CH2CH2 - N - CH3
CH3
CH3
OH+ -
①构成生物膜的基本骨架; ②协助脂类物质运输。
CH2 - O - C - R 1
C - H
CH2 - O - P - OH
R2- C - O-
O
O
O
O - CH2CH2 - N - CH 3
CH3
CH3+
Á×Ö¬õ£µ¨¼îøA2
CH2 - O - C - R 1
C - H
CH2 - O - P - OH
HO-
O
O
O - CH2CH2 - N - CH 3
CH3
CH3+
+ R2- C - OH
O
( 2 )磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)
CH2 - O - C - R 1
C - H
CH2 - O - P - OH
R2- C - O-
O
O
O
O - CH2CH2 - N H 3
+
( 3 )磷脂酰丝氨酸(脑卵脂)
NH2
CH2 - O - C - R 1
C - H
CH2 - O - P - OH
R2- C - O-
O
O
O
O - CH2CHCOOH
NH2
CH2 - O - C - R 1
C - H
CH2 - O - P - OH
R2- C - O-
O
O
O
O - CH2CH2 - N - CH 3
CH3
CH3+
CH2 - O - C - R 1
C - H
CH2 - O - P - OH
R2- C - O-
O
O
O
O - CH2CH2 - N H 3
+
CH2 - O - C - R 1
C - H
CH2 - O - P - OH
R2- C - O-
O
O
O
O - CH2CHCOOH
ÍÑôÈ
¼×»ù»¯
( 4 )二磷脂酰甘油(心磷脂)
CH2
H-C-OH
CH2
CH2 - O - C - R 1
C - H
CH2 - O - P -O-
R2- C - O-
O
O
O
CH2 - O - C - R 4
C - H
CH2 - O - P - O-
R3- C - O-
O
O
O
OH
OH
第三节 神经鞘脂类神经鞘脂类为神经鞘氨醇衍生物:
CH3 (CH2)12 CH = CH - CH - CH - CH2- -
OH NH2 OH
CH3 - (CH2)12 - CH = CH - CH - CH - CH2OH
OH
NH - C - R
O
神经鞘氨醇( 2-氨基 -4- 十八碳烯 -1 , 3 二醇)
神经酰胺(最简单的神经鞘脂类)
• 一、神经鞘磷脂
CH3 - (CH2)12 - CH = CH - CH - CH - CH2 - O - P - CH2CH2N(CH3)3
NH - C - R
O
OH
+
OH
O
OH
HH
HH
OH
HOCH2OH
OH CH2 - CH - CH - CH = CH - (CH2)12 - CH3
NH - C - R
O
OH
O
二、脑苷脂(属糖脂)
三、神经节苷脂(糖脂)
GM1:
神经酰胺—葡萄糖—半乳糖— N- 乙酰半乳糖胺—半乳糖
唾液酸
第四节 类固醇化合物
1
2
34
56
7
9
10
1112
14 15
16
8
13
17
A B
C D
HO
一、类固醇化合物的结构与命名
甾族化合物
1. 胆固醇( cholesterol )及胆固醇酯( cholesterol ester)
HO RC - O
O
胆固醇 �胆固醇酯
二、重要的甾族化合物
胆固醇是体内其它各种类固醇化合物的合成原料: 在肝脏合成胆汁酸; 在肾上腺皮质合成肾上腺皮质激素; 在性腺合成性激素; 在肠粘膜转变为维生素 D 原( 7-脱氢胆固醇),后者在皮下经紫外线照射转变成维生素D3。
2. 粪固醇
HO
3. 7-脱氢胆固醇
HO
×ÏÍâÏß
HO
7-ÍÑÇ⵨¹Ì´¼ άÉúËØD 3
4. 胆汁酸
COOH
OH
HO OH3 7
12 17
脱氧胆酸
�鹅脱氧胆酸
µ¨Ëá
COOH
OH
HO3 7
12 17
COOH
HO OH3 7
12 17
游离胆汁酸:
OH
HO OH
OH
HO OH
C - N - CH2 - COOH
C - N - CH2CH2SO3H
O
H
O
H
甘氨胆酸
牛磺胆酸
结合胆汁酸:
胆汁酸亲水基团与疏水基团排列在环戊烷多氢菲核两侧,故为强乳化剂(“生物肥皂”),能够协助脂肪消化。
HO
O
HOOH
O
HO
O
CH2OH
C=O HC=O
CH2OHCH2OH
C=OC=O
17-皮质醇( 羟皮质酮) 皮质酮 醛固酮
( 1 )肾上腺皮质激素
5. 类固醇激素
糖皮质激素(调节糖代谢)
盐皮质激素 (调节水盐代谢)
( 2 )性激素
①孕激素
C=O
O
CH3
黄体酮
②雄激素
O
OH17
睾酮
③雌激素
HO
16
OH17
雌二醇