中国科学技术大学：《有机化学 Organic Chemistry》课程教学资源（课件讲义）21 类脂化合物 Lipids

第二十一章类脂化合物 Chapter 21 Lipids R polar head cholesterol 20 O(CH2)NH molecule nonpolar 0 fatty acid chains University of Science and Technology of China

University of Science and Technology of China 有 机 化 学 第二十一章 类脂化合物 Chapter 21 Lipids

5 类脂—水解能生成天然脂肪酸的化合物 油脂（甘油酯）=甘油+脂肪酸 (glycerides) (储存能量) 类脂 蜡=R,C0OR2,R=C16C36,R2=C16~C34 (waxes) (高级脂肪酸高级醇脂) (保护及其他特殊功能) 磷脂=甘油等+脂肪酸十磷酸十其他 (phospholipids) (生物膜主要结构成分) Organic Chemistry

Organic Chemistry 类脂——水解能生成天然脂肪酸的化合物 类脂 磷脂＝ 甘油等＋脂肪酸＋磷酸＋其他 （生物膜主要结构成分） 蜡＝ R1COOR2 , R1= C16~C36, R2= C16~C34 （高级脂肪酸高级醇脂） 油脂（甘油酯 ）＝ 甘油+脂肪酸 （储存能量） （保护及其他特殊功能） (waxes) (glycerides) (phospholipids)

§21.1甘油脂(Glycerides 甘油酯（或油脂）的结构 CH2一OH R -oh CH2-0-&-R, CH-OH R -OH CH—O- C-R2 CH2一OH R3- -OH CH2-O-6 一R3 glycerol fatty acids triacylglycerol or triglyceride 丙三醇 脂肪酸 a fat or an oil R1=R2=R3,简单甘油酯 油脂 R1,R2,R3混合甘油酯 油脂：室温为液体-油，室温为固态和半固态-脂肪 Organic Chemistry

Organic Chemistry §21.1 甘油酯(Glycerides) 一、甘油酯(或油脂)的结构 丙三醇 脂肪酸 ⚫ R1=R2=R3 , 简单甘油酯 ⚫ R1 , R2 , R3 混合甘油酯 ⚫ 油脂：室温为液体-油，室温为固态和半固态-脂肪 油脂

二、脂肪酸 TABLE 24.1 Common Naturally Occurring Fatty Acids Number Common Systematic name Structure Melting of carbons name point℃ Saturated 12 lauric acid dodecanoic acid 入入人人人CH 44 4 myristic acid tetradecanoic acid 入入入入入人CO0H 58 16 palmitic acid hexadecanoic acid 人人CO0H 63 18 stearic acid octadecanoic acid COOH 69 20 arachidic acid eicosanoic acid COOH 77 Unsaturated 16 palmitoleic acid (9Z)-hexadecenoic acid COOH 0 细 oleic acid (9Z)-octadecenoic acid COOH 3 18 linoleic acid (92.122)-octadecadienoic acid COOH -5 18 linolenic acid (9Z.12Z,15Z)-octadecatrienoic acid COOH -11 名 arachidonic acid (5Z.8Z11Z,14Z)-eicosatetraenoic acid COOH -50 EPA (52.8Z112.14Z.17Z)-eicosapentaeneoic acid COOH -50 Organic Chemistry

Organic Chemistry 二、脂肪酸

脂肪酸结构： CH,-(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)CH=CH (CH,)COOH 9十八碳烯酸（油酸） Z9十八碳烯酸 CH;(CH2)CH=CHCH,CH=CH (CH,)COOH 9,12千八碳二烯酸（亚油酸） Z9,12十八碳二烯酸 CH CH2 CH=CHCH,CH=CHCH,CH=CH(CH,)COOH 9,12,15-十八碳三烯酸（亚麻酸） Z9,12,15十八碳三烯酸 CH;(CH2)CH=CHCH,CH=CHCH,CH=CHCH,CH=CH(CH2)COOH 5,8,11,14-二十碳四烯酸（花生四烯酸） Z58,山，14二十碳四烯酸 CHg(CH2)CH CH3(CH2)CH 不饱和脂肪酸的顺反构型 HOOC(CH2)CH HC(CH2)COOH 顺油酸 反油酸 Organic Chemistry

Organic Chemistry 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） Z 9十八碳烯酸 CH3（CH2）4CH=CHCH2CH=CH（CH2）7COOH 9，12-十八碳二烯酸（亚油酸） Z 9，12十八碳二烯酸 CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH（CH2）7COOH 9，12，15-十八碳三烯酸（亚麻酸） Z 9，12，15十八碳三烯酸 CH3（CH2）4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH（CH2）3COOH 5，8，11，14-二十碳四烯酸（花生四烯酸） Z 5，8，11，14二十碳四烯酸 CH3 (CH2 ) 7 CH CH3 (CH2 ) 7 CH HOOC(CH2 ) 7 CH HC(CH2 ) 7 COOH 顺油酸 反油酸 不饱和脂肪酸的顺反构型

三、甘油酯的性质 1熔点熔点的高低主要决定于脂肪酸的不饱和程度 H2C-O-C7 甘油三硬脂酸 HC-O-C 酯(m.p.70℃) H2C-0-C~ H2C- HC -0 油酸三甘酯 H2C-o- (m.p.13℃) Organic Chemistry

Organic Chemistry 1.熔点 熔点的高低主要决定于脂肪酸的不饱和程度 三、甘油酯的性质 H2 C HC H2 C O C O C O C O O O H2 C HC H2 C O C O C O C O O O 甘油三硬脂酸 酯(m.p.70℃) 油酸三甘酯 （m.p. 13℃）

2.酸败(rancidity)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。 RCH-CH-CH-CH-CH-+X initiation> RCH元CHCH-CH=CH-+HX resonance contributor with isolated double bonds 1 RCH-CH=CH一CH=CH resonance contributor with conjugated double bonds 0-9 propagation RCH一CH=CH一CH=CH- Q-9 a peroxy radical RCH=CH-CH2-CH=CH- propagation 干化反应 RCH=CH一CH一CH=CH一+RCH-CH=CH一CH=CH 0-0H an alkyl hydroperoxide Organic Chemistry

Organic Chemistry 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。 2. 酸败(rancidity)作用 干化反应

草 3.水解/皂化(Saponification) 0 CH2-OH H2C-O-C-(CH2)16CH3 CH一OH glycerol 0 CH2-OH HC-O-C-(CH2)46CHa 3NaOH heat 0 H20 0 H2C-O-C-(CH2)16CH3 3Na+-O-C-(CH2)16CH3 tristearin,a fat sodium stearate,a soap 三硬脂酸甘油脂 硬脂酸钠 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。 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。 Organic Chemistry

Organic Chemistry 3. 水解/皂化(Saponification) C O (CH2 ) 16 CH3 C O (CH2 ) 16 CH3 C O (CH2) 16 CH3 tristearin, a fat heat H2 O CH2 CH OH OH CH2 OH glycerol + O C O (CH2 ) 16 CH3 sodium stearate, a soap + 3Na + O O O H2 C HC H2 C 3NaOH 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。 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。 三硬脂酸甘油脂 硬脂酸钠

肥皂的作用原理 C00 hydrophilic -00c C00- hydrophilic C00 c00 -00c C00 00C -00c c00 C00 00c C00- hydrophobic region C00 grease C00 00c C00 -00c C00 000 -00c c00 C00 -00c c00- -00C C00 hydrophilic ·缺点：酸渣，硬水渣 ●合成洗涤（去污）剂(synthetic detergent)) Organic Chemistry

Organic Chemistry 肥皂的作用原理 ⚫ 缺点：酸渣，硬水渣 ⚫ 合成洗涤(去污)剂 （synthetic detergent)

草因 合成洗涤剂 阴离子型洗涤剂 R-i-SO3 Na R SO3 Na 憎水·亲水 憎水 亲水 R-H Cl2 y 卤代 RCI器R〉 S0(发烟 55℃ SO3 Na 烃基一般在C2左右为好，过大使油溶性太强，水 溶性相应减弱，太小又使油溶性减弱，水溶性增强 Organic Chemistry

Organic Chemistry 合成洗涤剂 阴离子型洗涤剂 SO3 - R SO Na 3 - Na R 憎水 亲水 憎水 亲水 R-H Cl 2 RCl AlCl 3 NaOH + hv 卤代 C6 H6 R 55℃ R SO3 H H2 SO4 （发烟） R SO3 - Na + 烃基一般在C12左右为好，过大使油溶性太强，水 溶性相应减弱，太小又使油溶性减弱，水溶性增强