Transcript 第14章 油脂和磷脂

第14章 油脂和磷脂
 【目的要求】

【内容提要】
 【建议学时】
2学时
 【讲授内容】
第14章 油脂和磷脂
油（oil）
油脂
甘油和高级脂肪酸生成的酯
脂肪(fat)
磷脂（phospholipid）
分子中含有磷酸基
团的高级脂肪酸酯
第14章 油脂和磷脂
14.1 油脂的组成﹑命名和结构特点

14.1.1组成
1 结构：一分子甘油和三分子高
级脂肪酸形成的酯
O
CH2 O-C-R
O
HC -O-C-R'
2 分类：根据油脂分子所含的三
O
个脂肪酸是否相同
CH2 O-C-R"
油
脂
单甘油酯
混甘油酯
第14章 油脂和磷脂
3 油脂中的脂肪酸
 1 分类
 (1) 根据碳链结构分类
脂 饱和脂肪酸如硬脂酸
肪
单不饱和脂肪酸如油酸
酸
不饱和脂肪酸
多不饱和脂肪酸如亚油酸
(2) 人体内的不饱和脂肪酸按ω体系分类

族
ω-7
ω-9
母体脂肪酸名称
棕榈油酸
油酸
族
ω-6
ω-3
母体脂肪酸名称
亚油酸
α-亚麻酸
第14章 油脂和磷脂
同族内的不饱和脂肪酸能以本族的母体脂肪酸
为原料在体内衍生或合成，而不同族的不饱和
脂肪酸则不能互相转化。
 2 必需脂肪酸（essential fatty acid）
人体不能合成或合成不足，必须从食物中摄取
的不饱和脂肪酸。如亚油酸和亚麻酸不能在人
体合成，花生四烯酸体内虽能合成，但数量不
能完全满足人体生命活动的需求。
 3 结构特点
直链、含偶数碳、不饱和脂肪酸的构型多为顺
式、人体中饱和脂肪酸主要是软脂酸和硬脂酸
而不饱和脂肪酸主要是由酸。

第14章 油脂和磷脂
组成：天然油脂是由各种甘油酯的混合
物、维生素和色素等组成的混合物
 14.1.2 命名
 1 油脂中脂肪酸的命名
脂肪酸的命名常用俗名，如月桂酸﹑亚油
酸等。 其系统命名与一元羧酸系统命名法
基本相同 。
 问题：羧酸的系统命名法中碳链如何编号？
用希腊字母如何编号？
4
第14章 油脂和磷脂
 脂肪酸的碳链编号同时采用三种编码体系
编号规则 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COOH
Δ编码体系 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
ω编码体系 1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12 13 14
希腊字母编马ω ……………………..…………………...….δ γ β α
第14章 油脂和磷脂
书写规则
软脂酸
硬脂酸
油酸
Δ编码体系
十六碳酸
ω编码体系
16：0
十六碳酸
16：0
十八碳酸 18：0
十八碳酸
18：0
Δ9-十八碳酸 18:1Δ9 ω9-十八碳酸 18:1ω9
Δ9,12-十八碳烯酸
18:2Δ9,12
ω6,9-十八碳烯酸
亚油酸
18:2ω6,9
4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸
Δ
DHA
22:6 Δ4,7,10,13,16,19
ω3,6,9,12,15,18-二十二碳六烯酸
22:6ω3,6,9,12,15,18
第14章 油脂和磷脂
2
油脂的命名
O
O
CH 2 O-C-C15H31 CH 2 O-C-C15H31
O
O
HC - O-C-C15H31 HC O-C-C H
17 35
O
O
CH 2 - O-C-C15H31 CH -O-C-(CH ) CH=CH(CH ) CH
2
2 7
2 7
3
甘油三软脂酸酯 甘油α-软脂酸-β-硬脂酸-α’-油酸酯
（三软脂酰甘油）（α-软脂酰-β-硬脂酰-α’-油酰甘油）
医学上将血液中的油脂统称甘油三酯
（triglyceride）
第14章
油脂和磷脂
结构特点
天然油脂是手性分子，其相对构型是L构
型，即在Fischer投影式中C2上的脂酰基
位于甘油基碳链的左侧。
 请同学用油脂结构通式在笔记上写出油脂
的L-构型表达式
 14.2 油脂的物理性质
自学并回答下列问题：
为什么油室温下是液体，而脂肪却是半固
体或固体？
 14.3 油脂的化学性质
 14.1.3
第14章 油脂和磷脂

1 皂化（saponification）
O
CH2 O-C-R
O
CH O-C-R' + 3NaOH
O
CH2 O-C-R"
CH2 OH
RCOONa
CH OH + R' COONa
CH2 OH
R"COONa
皂化值：1g油脂完全皂化时所需氢氧化钾的毫
克数称为皂化值（saponification number）
问题：皂化值与油脂的平均相对分子量有何关系？
第14章 油脂和磷脂
2 加成反应
 氢化
 加碘
100g油脂所吸收碘的最大克数称为碘值
（iodine number）
问题：碘值与油脂的不饱和度有何关系？
14.3.3 酸败（rancidity）
油脂在空气中放置过久，常会变质，产生难
闻的气味，这种变化称为酸败
油脂酸败的主要原因是油脂中不饱和脂肪
酸的氧化、分解。其过程可用下式表示：
第14章 油脂和磷脂

CH2-CH=CH-CH2 + O2
=
O2
O
CH2-C-OH
=
=
O
O
ù¾ú
CH2-C-H +H-C-CH 2
H H
CH2C CCH 2
O O
油脂酸败的另一个原因是饱和脂肪酸的氧化。
其过程表示如下：
第14章 油脂和磷脂
ÍÑÇâ RCH2CH2CH2CH2COOH
-2H
RCH2CH2CH=CHCOOH
Ë®»¯ RCH2CH2CH=CHCOOH +H2O RCH2CH2CHCH2COOH
OH
ÔÙÍÑÇâ RCH2CH2CHCH2COOH
OH
-2H
ͪ ʽ·Ö½â
RCH2CH2CCH2COOH
O
O
RCH2CH2CCH3 +CO2
½µ½âRCH2CH2CCH2COOH
RCH2CH2COOH +CH3COOH
O
Ëáʽ·Ö½â
第14章 油脂和磷脂
中和1g油脂中的游离脂肪酸所需氢氧化钾的毫
克数称为油脂的酸值（acid number） 。
 问题：油脂的皂化值和酸值有什么不同？
 14.4 多不饱和脂肪酸的生物活性
 14.4.1 ω-3 PUFA与神经系统
 14.4.2 ω-3 PUFA防治心血管疾病的机理
 14.4.3 ω-3PUFA的抗肿瘤作用
 14.4.4 ω-3PUFA的抗衰老和抗炎作用
 14.5 磷脂
磷脂是分子中含有磷酸基团的高级脂肪酸酯。
分为甘油磷脂和鞘磷脂（又称神经磷脂）。

第14章 油脂和磷脂

14.5.1 甘油磷脂
又称磷酸甘油酯，其母体结构是磷脂酸。
饱和脂肪酰基
O
O
R2 C O
不饱和脂
肪酰基
手性碳原子
CH2 O C R1
H
O
CH2 O P OH
OH
手性磷脂酸
第14章 油脂和磷脂

手性磷脂酸的命名，IUPAC和IUB建议采用立体
专一编号。规则是在甘油的费歇尔Fischer投影
式中，C2的羟基必须写出在碳链的左侧，从上
到下碳原子的编号为1.2.3，用Sn表示，写在化
合物名称前面。
1 CH2 OH
HO H
2
3 CH2 OH
Stereospecific number-Sn
第14章 油脂和磷脂
O
CH2 O C (CH2)14-CH3
O
CH3(CH2)-CH=CH-(CH2)7 C O H
O
CH2 O P OH
OH
Sn-甘油-1-软脂酸-2-油酸-3-磷脂酸

天然存在的甘油磷酸脂都属于Sn－甘油－3－磷
酸酯的构型，即属于L－构型。如果是外消旋体，
在化合物名称前加前缀“rac”（外消旋），如果
构型不明或未详细说明者，则在化合物名称前
加前缀“X-”。最常见的甘油磷脂是α-卵磷酯和
α-脑磷酯。
第14章 油脂和磷脂

1 α-卵磷酯（lecithin）
又称为磷脂酰胆碱（phosphaticlyl
Cholines），是由磷酯酸分子中的磷酸与
胆碱中的羟基酯化而成。
O
R2 C O
O
CH2 O C R1
H
O
+
CH2 O P O-CH2CH2N (CH3)3
O
第14章 油脂和磷脂

2 α-脑磷脂（cephalin）
又称为磷酯酰胆胺，是由磷脂酸分子中
的磷酸与胆胺（乙醇胺）中的羟基酯化
而成的化合物。
O
R2 C O
O
CH2 O C R1
H
O
CH2 O P O -CH2CH2NH 3
O
第14章 油脂和磷脂

14.5.2 鞘磷脂
又称神经磷脂，其主链是鞘氨醇(神经氨基醇)
而不是甘油, 鞘氨醇的氨基与脂肪酸以酰胺键相
连,形成N-脂酰鞘氨醇即神经酰胺，神经酰胺的
羟基与磷酸胆碱结合而形成鞘磷脂。
HO CH-CH=CH-(CH 2)12-CH3
H2N H
鞘氨醇
CH2 OH
HO CH-CH=CH-(CH 2)12 -CH3
R C NH H
N-脂酰鞘氨醇
OH
CH
2
O
HO CH-CH=CH-(CH 2)12-CH3
鞘磷脂
R C NH H O
CH2 O P O -CH2CH2N(CH 3)3
O
O第14章 油脂和磷脂
 14.5.3
磷脂与生物膜
生物膜(biomembrane)是细胞膜(也称质膜或外
周膜)和细胞内膜(细胞内各种细胞器的膜) 的统
称
 生物膜的化学组成为脂类﹑蛋白质﹑糖类﹑水
﹑无机盐和金属离子等，其中脂类和蛋白质是
主要成分，构成膜的主体。构成膜的脂类有磷
脂、胆固醇(cholesterol)和糖脂(glycolipid),以磷
脂含量最多也最为重要。主要的磷脂是甘油磷
脂和鞘磷脂。
 磷脂分子具有特殊的化学结构——由磷酸和碱
基组成的极性亲水头部和长链脂肪酸组成的两
条疏水尾部。

第14章 油脂和磷脂
甘油磷脂的分子模型
第14章 油脂和磷脂
 在水溶液中磷脂亲水头部因对水的亲和
......
力指向水面，疏水尾部因对水的排斥而
相互聚集，尾尾相连，这样形成了稳定
的双分子层。
¼«ÐÔ
Í· ²¿
·Ç¼«ÐÔ
β ²¿
......
脂双分子层结构
¼«ÐÔ
Í· ²¿
第14章 油脂和磷脂
 脂类，蛋白质还有少量的糖类在膜中如何
存在和排列，以及他们之间如何相互作用，
是决定膜的生物活性的主要问题，目前还
没有一种技术或方法能够直接观察膜的分
子结构。1972年Singer和Nicolson提出的
液态镶嵌模型(fluid mosaic model)，其基
本的内容是：膜的结构是以液态的脂质双
分子层为基架，其中镶嵌着可以移动的具
有各种生理机能的蛋白质。
第14章 油脂和磷脂
细胞膜的液态镶嵌模型
第14章 油脂和磷脂
目的要求
1
掌握油脂的概念、组成﹑命名和
化学性质；
 2 掌握脂肪酸的分类和命名；
 3 掌握磷脂的组成和结构；
 4 了解多不饱和脂肪酸的生物活性
和磷脂在生物膜中的重要作用。
第14章 油脂和磷脂
内容提要
油脂是室温下呈液态的油和固态脂肪的总称；
 14.1 油脂的组成﹑命名
 油脂化学组成是一分子甘油和三分子高级脂肪
酸形成的酯；分为单甘油酯和混甘油酯；天然
油脂是各种甘油酯的混合物的混合物。
 油脂通常命名为“甘油某酸酯”，又称“三脂
酰甘油”；混甘油酯需用α、β和α’标明脂肪
酸的位次。天然油脂是手性分子，其相对构型
是L构型。
 脂肪酸的系统命名法中碳链编号采用Δ、ω和
希腊字母三种编码体系，其名称书写可用简写
符号表示。

第14章 油脂和磷脂


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
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

14.3 油脂的化学性质
14.3.1 油脂的皂化
油脂在碱性条件下的水解称为皂化 。1g油脂完全皂化
时所需氢氧化钾的毫克数称为皂化值，表征油脂的平
均相对分子质量。
14.3.2 油脂的加成反应
14.3.2.1 氢化 油脂经氢化后制得氢化油又称硬化油。
14.3.2.2 加碘 100g油脂所吸收碘的最大克数称为碘
值，表征油脂的不饱和程度。
14.3.3 酸败 酸败程度用酸值表示。中和1g油脂中的
游离脂肪酸所需氢氧化钾的毫克数称为油脂的酸值。
14.4 多不饱和脂肪酸的生物活性（了解）
14.2 油脂的物理性质（了解）
第14章 油脂和磷脂
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

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14.5 磷脂
磷脂是分子中含有磷酸基团的高级脂肪酸酯。分为甘
油磷脂和鞘磷脂（又称神经磷脂）。
14.5.1 甘油磷脂 又称磷酸甘油酯，其母体结构是磷
脂酸。磷脂酸是具有手性的化合物，IUPAC和IUB建
议采用立体专一编号并在名称加前缀“Sn ”命名。天
然的甘油磷酸脂都属于Sn－甘油－3－磷酸酯的构型，
即属于L－构型。最常见的甘油磷脂是α-卵磷酯和
α-脑磷酯。
14.5.2 鞘磷脂 又称神经磷脂，其主链是鞘氨醇(神经
氨基醇)而不是甘油, 鞘氨醇的氨基与脂肪酸以酰胺键
相连,形成N-脂酰鞘氨醇即神经酰胺，神经酰胺的羟基
与磷酸胆碱结合而形成鞘磷脂。
14.5.3 磷脂与生物膜（了解）
第14章 油脂和磷脂