甘油的氧化分解-文档资料
脂类代谢—甘油三酯的分解代谢(生物化学课件)
《生物化学》
目录
CONTENTS
脂类代谢
1
脂类概述
2
甘油三酯的分解代谢
3
甘油三酯的合成代谢
4
胆固醇代谢
5
*血*脂
目录
CONTENTS
脂类代谢
2.甘油三酯的分解代谢
2.1
甘油三酯的水解甘油
2.2
甘油的氧化分解
2.3
脂酸的β氧化
2.4
酮体的生成和利用
**
2.3
脂酸的β氧化
(2)
酮体利用增加可减少葡萄
糖利用，有利于维持稳中血糖恒定，并可防止
肌肉蛋白的过多消耗。
长期饥饿和糖尿病时，脂肪动员加强，酮体生成增
多。当肝内产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时，
血中酮体蓄积，称为酮血症。尿中有酮体排出，称酮尿
症。二者统称为酮体症(酮症)。糖尿病时酮症可导致代
谢性酸中毒，称糖尿病
1.酮体的生成
部位：
线粒体中含有活性较强的酮体合成
的酶系。
原料：脂肪酸在线粒体β-氧化生成的
是
合成酮体的原料。
关键酶：
酮体的生成途径
CoA～SH
乙酰乙酰 CoA硫解酶
CH3COCH2CO～SCoA CoA～SH
乙酰乙酰CoA
CH3CO～SCoA
乙酰CoA
OH
CH3CO～ SC乙o酰ACoA
乙酰乙酸
（DKA） ，严重酮症
可导致人死亡。
正常情况下，血中酮体含量很少，为0.03-0.05mmol/L
肝 脂肪酸
葡萄糖
氨基酸
乙酰CoA
TAC CO2
酮体
甘油氧化分解及其异生成糖的中间产物
甘油氧化分解及其异生成糖的中间产物
甘油氧化分解及其异生成糖的中间产物是磷酸二羟丙酮。
其生成过程如下：
1. 甘油氧化分解生成磷酸二羟丙酮：
- 甘油磷酸化：甘油在肝脏中，在甘油激酶的催化下，接受 ATP 的磷酸基，生成 3 - 磷酸甘油。
该反应需要消耗
1 个 ATP，将甘油初步活化，使其能够进一步参与后续的反应。
- 氧化脱氢：3 - 磷酸甘油在辅酶 NAD⁺的存在下，由磷酸甘油脱氢酶催化，发生氧化脱氢反应，转变为磷酸二羟丙酮。
在此过程中，辅酶 NAD⁺被还原为 NADH + H⁺。
这一步反应是甘油氧化分解过程中的关键步骤，生成的磷酸二羟丙酮是一个重要的中间产物，它既可以进入糖酵解途径继续氧化供能，也可以参与糖异生途径生成葡萄糖。
2. 磷酸二羟丙酮参与甘油异生成糖：
- 异构反应：磷酸二羟丙酮在磷酸丙糖异构酶的催化下，异构化为 3 - 磷酸甘油醛。
这是一个可逆反应，反应平衡倾向于生成 3 - 磷酸甘油醛的方向。
3 - 磷酸甘油醛是糖酵解途径中的一个中间产物，也是甘油异生成糖过程中的关键中间产物之一。
- 后续反应生成葡萄糖：3 - 磷酸甘油醛经过一系列的反应，包括脱氢、磷酸化、缩合等，依次生成 1,6 - 二磷
酸果糖、6 - 磷酸果糖、葡萄糖 - 6 - 磷酸等中间产物。
最后，葡萄糖 - 6 - 磷酸在葡萄糖 - 6 - 磷酸酶的催化下，水解生成葡萄糖。
这一系列反应是糖异生的主要过程，将非糖物质（甘油）转化为葡萄糖，为身体提供能量。
综上所述，磷酸二羟丙酮在甘油的氧化分解和异生成糖过程中起着重要的连接作用，是这两个代谢途径的共同中间产物。
甘油的氧化分解
段
22-磷酸甘油酸
生成一个NADH 生成一个ATP
2磷酸烯醇丙酮酸 2丙酮酸
生成一个ATP
COOH C==O
CH3
丙酮酸
CoASH
丙酮酸脱氢酶系
CO2
O
CH3-C-SCoA
乙酰CoA
NAD+ NADH+H+
此过程产生一个NADH，即2.5个 ATP
三羧酸循 环
O CH3-C-SCoA
CoASH
NADH
NAD+
草酰乙酸
柠檬酸
•柠檬酸 生成
三羧酸循环 （TCA）
顺乌头酸
苹果酸
H2O
草酰乙酸
再生
异柠檬酸
氧化脱羧
NAD+
NADH +CO2
延胡索酸
FADH2
FAD
琥珀酸 GTP 琥珀酰CoA
－酮戊二酸
NAD+
NADH +CO2
三羧酸循环中产生3个NADH，一个FADH2和一 个ATP。总计：3*2.5+1*1.5+1=10个ATP
制作人
甘油的氧化分解
CH 2OH ATP ADP CH 2OH NAD + NADH+H +CHOHFra bibliotekCHOH
甘油激酶
CH 2OH (肝 、 肾 、 肠 ) CH 2O
磷酸甘油脱氢酶
P
3-磷 酸 甘 油
CH 2OH CO
糖酵解 丙酮酸
CH 2O P 糖 异 生 糖 或 糖 原
磷酸二羟丙酮
消耗一个ATP产生 一个NADH，总计 1.5个ATP
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甘油的氧化分解讲课教案
EMP的化学历1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖
葡萄糖
由图可知，一个磷 酸二羟丙酮生成丙 酮酸的过程中产生1 个NADH，2个ATP
合计4.5个ATP
裂解 氧化
第 1，6-二磷酸果糖 二 阶 3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮 段
21，3-二磷酸甘油酸 第
三 23-磷酸甘油酸 阶
段
22-磷酸甘油酸
生成一个NADH 生成一个ATP
2磷酸烯醇丙酮酸 2丙酮酸
生成一个ATP
COOH C==O
CH3
丙酮酸
CoASH
丙酮酸脱氢酶系
CO2
O
CH3-C-SCoA
乙酰CoA
NAD+ NADH+H+
此过程产生一个NADH，即2.5个 ATP
三羧酸循 环
O CH3-C-SCoA
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CoASH
NADH
NAD+
草酰乙酸
柠檬酸
•柠檬酸 生成
三羧酸循环 （TCA）
顺乌头酸
苹果酸
H2O
草酰乙酸
再生
异柠檬酸
氧化脱羧
NAD+
NADH +CO2
延胡索酸
FADH2
FAD
琥珀酸 GTP 琥珀酰CoA
－酮戊二酸
NAD+
NADH +CO2
三羧酸循环中产生3个NADH，一个FADH2和一 个ATP。总计：3*2.5+1*1.5+1=10个ATP
综上所述，甘油彻底氧化生成CO2和H2O，生成 1.5+4.5+2.5+10=18.5个ATP。
简述甘油氧化分解的过程
简述甘油氧化分解的过程
甘油氧化分解是指将甘油（一种三羟基醇）通过氧化反应分解生成二氧化碳和水的化学过程。
该过程一般需要使用催化剂和高温条件。
具体过程如下：
1. 加热：将甘油加热到一定温度（一般在200°C以上）。
2. 催化：添加催化剂（如金属氧化物）来促进反应的进行。
3. 氧化反应：在高温和催化剂的作用下，甘油中的羟基（-OH）和羟基上相邻的碳原子发生氧化反应。
4. 分解：氧化反应使甘油分解成二氧化碳和水。
其中，二氧化碳以气体的形式释放，而水则以液体的形式存在。
甘油氧化分解的化学反应方程式为：
C3H8O3 → 3CO2 + 4H2O
该过程具有广泛的应用，比如在生物燃料生产中可以将甘油氧化分解成二氧化碳和水来产生能量。
生物化学第八章 脂代谢讲课文档
需从植物中摄取
Why?
第十二页，共119页。
不饱和脂酸的分类：
单不饱和脂酸
多不饱和脂酸：含2个或2个以上双键的不
饱和脂酸
不饱和脂酸的自身合成：
饱和脂肪酸 去饱和酶 单不饱和脂肪酸 单不饱和脂肪酸 去饱和酶 多不饱和脂肪酸
第十三页，共119页。
不饱和脂酸的命名：
系统命名法： 标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双
（
Δ9，12，15）
花生四烯酸（20：4，ω6，9，12，15）
（
Δ5，8，11，14）
人体内有Δ4，Δ5，Δ8及Δ9去饱和酶
第十五页，共119页。
人体内有Δ4，Δ5，Δ8及Δ9去饱和酶
软脂酸 Δ9去饱和酶软油酸(不依赖食物摄入) 硬脂酸 Δ9去饱和酶 油酸(不依赖食物摄入)
自身不能合成
亚油酸(18:2, Δ9,12 ) 亚麻酸(18:3, Δ9,12,15)
H 反△ 2-烯酰CoA水化酶 H2O
OH RCH2 CH CH2 CO~SCoA
L(+)β-羟脂酰CoA
第二十七页，共119页。
(3) 再脱氢
OH RCH2 CH CH2 CO~SCoA
L(+)β-羟脂酰CoA
L(+)β-羟脂酰CoA脱氢酶
NAD+
2.5ATP
(4) 硫解
O
NADH+H+
H2O
呼吸链
乙酰CoA
CO2
苹果酸
草酰乙酸
柠檬酸合酶
H2O
柠檬酸 CoA
柠檬酸─丙酮酸循环 第四十一页，共119页。
3. 脂酸合成酶系及反应过程
(1) 丙二酰CoA的合成
甘油的催化选择氧化
( 1. College of Chemical Engineering and Materials Science, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310032, China; 2. ARC Centre of Excellence for Funct ional Nanomaterials, the Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology and School of Engineering, The University of Queensland, St. Lucia, QLD 4072, Australia) Abstract * The recent progress of research and development on the catalytically selective oxidation of glycerol which is the by - product of biodiesel processes, is reviewed. The reaction networks of catalyt ic oxidation of glycerol, related products and their potential applicat ions are summarized. The developing catalysts and catalytic mechanism in the process of selectively catalyt ic oxidation of the glycerol are discussed. The influences of different catalysts, such as supported noble or non -noble metal catalysts, porous oxides, and reaction conditions, on select ivity to desired products and conversion of glycerol in the oxidation processes of glycerol are remarked, as well as the discussion of catalyt ic mechanism. The present situation of electrocatalyt ic selective oxidation of glycerol and novel oxidation - assisted polymerizat ion of glycerol to polyketomalonate and related catalytic mechanism are also introduced. The recent progress on production of dihydroxyacetone ( DHA) by biocatalytic oxidation of glycerol is elaborated. The pending problems and the prospects for the catalytic oxidation of glycerol are stated. Key words * glycerol; catalyt ically selective oxidat ion; electrocatalytic oxidation; oxidation - assisted polymerizat ion; biocatalyt ic oxidation; polyketomalonate; dihydroxyacetone
甘油的电催化氧化反应
Electrocatalytic Oxidation of GlycerolYANG Qi ,CHEN Tianju ,CHEN Guoliang *(College of chemistry and environment,Minnan Normal University,Zhangzhou,Fujian 363000,China )Abstract :In addition to being fuel of direct alcohol fuel cell (DAFC),glycerol also has an electrocatalytic oxygen reaction.This paper reviews the research progress of glycerol in electrocatalytic oxidation.The characteristics of glycerol as a DAFC fuel were reviewed and the advantages of alkaline glycerol fuel (DGFC)batteries were also analyzed.The mechanism and performance of glycerol electrocatalytic oxidation were summarized.Finally,in view of some problems existing in the status quo,the futureresearch focus and development direction of glycerol electrocatalytic oxidation are prospected.Key words:glycerol;direct alcoho fuel cell;electrocatalytic oxidation 甘油的电催化氧化反应杨琪,陈天聚,陈国良*(闽南师范大学化学化工与环境学院,福建漳州363000冤摘要:甘油除了作为直接醇类燃料电池(DAFC )的燃料外,同时还发生了电催化氧化反应.本文主要综述了甘油在电催化氧化方面的研究进展;评述了甘油作为DAFC 燃料的特点并分析了碱性直接甘油燃料(DGFC )电池的优势;概述了甘油进行电催化氧化反应的机理及其性能.最后针对研究现状及目前存在的一些关键性问题,展望了甘油电催化氧化在今后的研究重点及发展方向.关键词:甘油;直接醇类燃料电池;电催化氧化中图分类号:O611文献标志码:A 文章编号:2095-7122(2019)02-0038-06人类一直以清洁能源的使用为最终目标[1].有着低污染、高效率等优点的直接醇类燃料电池(DAFC )是一种典型的清洁能源,而且液体醇类来源比较广泛,在储存及运输方面的要求也比较简单,该电池还可以将有机醇类的化学能直接转换成电能,为此激发了人们对DAFC 的研究兴趣,并开始着力于DAFC 的深入研究[2].作为DAFC 燃料的有机液体醇种类繁多,但不是每一种都很理想,比如甲醇、乙醇这类含C 不超过3个的多元醇.甲醇有毒、乙醇易挥发,故限制了其应用,进而阻碍了商业化进程[3].近年来,无毒、无挥发性的甘油、丙二醇、乙二醇等多元醇引起了人们的关注,其中最感兴趣的一种多元醇是甘油[4].1甘油在DAFC 中作为燃料的特点甘油作为DAFC 的燃料,具有以下几个方面的特点:1)化学结构上:丙三醇俗称甘油,是三元醇中最简单的一种,但相比于甲醇、乙醇,甘油的结构又复杂得多,其分子式为C 3H 8O 3,化学结构式为CH 2OH-CHOH-CH 2OH.从甘油的化学结构式可以看出,三个碳都连接着一个羟基,这证明了甘油分子中的碳原子已被部分氧化[5],这有利于其进一步进行电氧化.收稿日期:2019-02-17基金项目:福建省科技厅高校产学合作项目(2016H6020)作者简介:杨琪(1996-),女,江西省瑞金市人,硕士研究生在读.*为通信作者.Email:961534967@.2)物理属性上:甘油是一种无色、无气味且无毒,也不易挥发的粘稠液体,具有高的能量密度(6.26kWh/L )[6]、电荷密度以及电流效率,是理想的DAFC 燃料.由于甘油分子尺寸较甲醇大,降低了其在NAF 膜上的通过率,避免了混合电位的产生,提高了电池的稳定性[7].3)原料来源上:甘油拥有广泛的来源,生产途径可通过微生物发酵或生物柴油的制造来实现[8-9].甘油是生产生物柴油的一个副产物,产率为主产品生物柴油的10%左右.4)电催化氧化过程上:甘油含有三个碳原子,它的电化学氧化过程十分复杂,途径也很多,有:甘油部分被氧化生成C3物质;部分C-C 键断裂生成C1、C2物质;有机小分子的吸附、脱附等.5)环境保护上:甘油绿色环保、可再生[9],DGFC 利用甘油为燃料,实现了低碳行为,降低了“温室效应”的影响.而且DGFC 系统内并无像锅炉、汽轮机等这些转动部件,故不会有噪音污染[7].6)甘油的高价值下游产品上[10]:甘油是GAFC 燃料的同时[11],其与有机电合成共同产生了一个崭新的研究领域.文献表明[11],甘油在与DGFC 产电的同时,可得到一些精细化学品、中间体等这些性能优异、高价值的螯合物,该方法绿色环保.7)DGFC 的缺点:反应缓慢;C-C 键很稳定而不易断裂;甘油自身结构复杂,中间产物多,降低了其能源的利用率.2碱性介质中DGFC 的特点碱性介质中DGFC 的特点主要有[7]:1)碱性燃料电池的能量转换效率高,主要原因是碱性介质能够提供氧气发生还原反应所需要的动力学条件,并且碱性介质中能够使催化剂的毒化效应减少和燃料氧化度提高,改善阴极反应动力学.2)碱性介质中的电解质,通常用成本较低的KOH ,电催化剂的原料通常用非贵重金属材料,如铁基催化剂Fe-N-C 、锰基催化剂Mn-N-C 等,因此制作成本较低.由于KOH 的冰点低,电池可在常温下启动,也可在低温环境中工作,并且低温下的工作性能很好.3)甘油在酸碱介质中的部分电氧化产物会有所不同,在碱性介质中,部分的主要产物有甘油酸、丙酮二酸、羟基丙酮酸等[11].4)近年来,碱性聚合物膜的成功开发,极大地提高了研究者有机小分子醇类燃料在碱性介质中电催化氧化的研究兴趣[12],促进了碱性燃料电池的发展.5)碳酸盐化问题是碱性染料电池的一个不足之处.碱性染料电池中的电解质KOH 易与空气中的CO 2发生反应,并生成碳酸钾,从而降低了电解液的电导率,同时多空电极的空隙会被其他的沉淀物阻塞,使电池性能弱化,这使碱性燃料电池在商业化发展和应用中受到一定程度的限制.3甘油的电催化氧化早期,酸性介质和铂电极是甘油电催化氧化的重点研究方向,后面慢慢地涉及到了碱性介质和非铂电极,尤其是碳载纳米贵金属及其合金.迄今为止,研究甘油电催化氧化机理的文献资料比较少[11],有文献提到利用电化学原位红外,从分子水平上对Pd 电极上甘油电催化氧化的中间体和产物进行研究.由于甘油的中间产物比较多,甘油电氧化的确切机理尚未完全阐明.Zhang 等[13]结合了循环伏安法(图1)、计时电流法、计时电动势法(图2、图3),对甘油的电催化活性以及稳定性进行了研究.该团队研究在碱性介质中,不同修饰电极对甘油的电催化氧化的影响,以及同一修饰电极对不同多元醇的电氧化活性的影响.杨琪等:甘油的电催化氧化反应第2期39闽南师范大学学报穴自然科学版雪2019年该团队的研究结果表明:碱性介质中,甘油电氧化活性及稳定性最好的电催化剂是Au ,在常见的一些有机小分子醇中,甘油的电氧化活性会更为优异.Bianchini 等[14]采用钯及钯基合金为电催化剂,研究结果表明:碱性介质中,不仅具有快速的动力学行为,对甘油的部分氧化也具有高选择性.非铂碱性DGFC 因此得到了快速发展.该作者表明,DGFC 不仅仅是作为电池提供电能,还是制造高价值化学品的一种装置.Sim o es 等[11]首次利用电化学原位红外光谱仪研究Pt/C 、Pd/C 、Au/C 催化剂在碱性介质中对甘油的电催化,特别是在Au/C 上甘油的电催化氧化过程.实验发现:在Au 电极上生成的物质只有羟基丙酮酸根,而Pt 、Pd 上还有甘油醛、甘油酸、丙醇二酸、二羟基丙酮和丙酮二酸等生成,但未观察到CO 2的生成.图11.0M 的KOH 溶液中,Pt 、Pd 和Au 电极上甘油的氧化CV 图Fig.1CV diagram of glycerol oxidation on Pt,Pd and Au electrodes in KOH solution of 1.0M图21.0M KOH 溶液中,Pt ,Pd 和Au 电极上的甘油氧化的计时电流曲线(a 和b )和计时电位曲线(c 和d )Fig.2Chronoamperometric curves (a and b)and chronopotentiometric curves (c and d)of glycerol oxidation at Pt,Pd and Au electrodes in 1.0M KOH solution40在比较低的温度下,酸碱以及中性介质中[15],对甘油电催化氧化的研究已相对成熟.研究表明,由于甘油的电催化氧化反应动力学比较低,并且C-C 键断裂的能量势垒高,故在任何介质中,甘油很难在常温下被氧化成CO 2.目前研究直接甘油燃料电池最大的挑战是如何得到C-C 键完全断裂的催化剂.Gomes 等人[16]通过实验研究发现,在以碳载AuAg 为电催化剂的甘油电氧化过程中,甘油的电催化氧化电位碳载AuAg 会低于碳载Au ,表明了Ag 的存在提高了甘油在相对低电位下电氧化的能力.通过在碳载AuAg/C 催化剂上选择性生成了甲酸,说明了Ag 的加入影响了碳载AuAg 催化剂上甘油电氧化机理,促进甘油中C-C-C 健的断裂.在多晶Pt [17,24-25]、单晶Pt [18]、多晶Au [17,19]、碳载纳米铂[11]、碳载纳米金[11]电极表面,甘油进行电氧化过程所生成的产物主要有CO 2及部分氧化产物,而生成部分氧化产物更具有优势.这表明在某些催化剂上甘油中的C-C 键可全部断裂,但多数并未完全断裂.在大多实验中发现,由于催化剂可能被吸附态CO 或者强吸附其他物质所发生的毒化作用而引起甘油的起始氧化电位偏高.Camarab 等人[20-21]研究了多晶Pt 、碳载纳米铂对甘油的电催化效果.通过利用电化学原位红外光谱法和同位素标记法对实验进行检测表征,发现甘油生成甘油醛,然后再氧化生成甘油酸,这里甘油醛的生成对生成甘油酸起着重要的作用,最终生成了CO 2,这表明Pt 电极上甘油的C-C 键可全部断裂,且甘油的末端碳较中端更易被氧化.相关文献表明[11]:在催化性能上,双金属会比单金属更具有优势.在没有完全理解Au 和Pd 的协同效应以及低电位时,双金属AuPd 的催化活性与Pt 不相上下[11,24].有关研究结果还显示:用Bi 修饰过的Pt/C 和Pd/C 所表现出来的电催化性能要更优异[24],利用双功能机理可以理解为Bi 在Pt 和Pd 上吸附甘油时,生成了氧化物质,提高了甘油的电氧化的活性[24].而催化剂的活性顺序为Pd/C <Pt/C =Pd90Bi10/C <Pt90Bi10/C =Pt45Pd45Bi10/C.不难看出,经过Bi 修饰后,用Pd 替代一半的Pt 所表现出来的催化活性和只用Pt 是一样的,这暗示着Pt 的用量可以减少.图3甲醇在Pt 电极上的氧化和在1.0M 的KOH 溶液中甘油在Au 电极上的氧化计时电流曲线(a 和b )和计时电位曲线(c 和d )Fig.3Oxidation of Methanol at Pt electrode and glycerol in 1.0M KOH solution Chronoamperometric curves (a and b)and chronopotentiometric curves (c and d)of oxidation on Au electrodes杨琪等:甘油的电催化氧化反应第2期4119年参考文献:[1]李存璞,黄寻,魏子栋.2018年清洁能源开发热点回眸[J].科技导报,2019,37(1):113-120.[2]Lamy C,Coutanceau C,Leger J-M.The direct ethanol fuel cell:a challenge to convert bioethanol Cleanly into electric energy.In:Catalysis for sustainable energy production[B].Wiley-VCH Verlag GmbH &Co.KGaA;2009:1-46.[3]卢浩滋,杨映,谢勇,等.直接乙醇燃料电池研究进展[J].湖南工业大学学报,2017(6):65-71.[4]孙启梅,王崇辉,王领民,等.生物柴油副产物粗甘油的综合利用[J].化工进展,2017(36):166.[5]Gillroy JM.Influence of the local pH on the electrooxidation of glycerol on Palladium-Rhodium electrodeposits[J].Journal ofElectroanalytical Chemistry,2013,697(9):15-20.[6]Oliveira VL,Morais C,Servat K.Glycerol oxidation on nickel based nanocatalysts in alkaline medium -Identification of thereaction products[J].Journal of Electroanalytical Chemistry,2013,703:56-62.[7]陆天虹,等.能源电化学[M].北京:化学工业出版社,2014.[8]孙启梅,张霖,王领民,等.生物柴油副产物甘油的分离提纯工艺进展[J].化工进展,2017(36):160.[9]迟乃玉.1.3-PD,发酵及dhaT 基因的研究[M].辽宁科学技术出版社,2010.[10]Lam CH,Bloomfield AJ,Anastas PT.A switchable route to valuable commodity chemicals from glycerol via electrocatalytic oxidation with an earth abundant metal oxidation catalyst[J].Green Chem.2017,19(8):1958-1968.文献[22]证实了碳载三元纳米金属的电催化性能明显提高.相关研究者研究了三元PtRuSn/C 催化剂对甘油的催化效果,并与Pt/C 和PtRu/C 催化剂相比较,PtRuSn/C 催化剂表现出明显的较高峰电位以及较低起始电位.实验结果表明:PtRuSn/C 催化剂中的几何和电子结构得到了明显的改变,使得电催化性能得到了很好的提高.除此之外,实验还通过CO 溶出的实验方法,证实了PtRuSn/C 催化剂去除甘油氧化反应过程产生的吸附态的CO 和类CO 碳质中间产物的效果比Pt/C 和PtRu/C 催化剂更佳.在碱性介质中,醇在以Pd 作为电极催化剂的电催化氧化过程中引起了科研工作者的极大兴趣[25].而通过目前成功制备出的许多钯基合金纳米结构电催化材料上可证实:钯基纳米合金材料的催化活性要比单金属钯纳米材料更高.其中用的较多的是钯基双元和三元合金材料.Koper 等[27]对铂电极上甘油电氧化过程进行了研究,实验手段包括CV 和原位FTIR ,实验发现该过程所生成的产物大多是不完全氧化产物,以及部分像甲酸这类碳链断裂产物;而Bi 原子对Pt 电极进行修饰后发现二羟基丙酮、甘油醛和甘油酸是甘油电氧化过程的主产物;并着重介绍了实现DGFC 的商业化最好方法是:深入理解甘油电氧化的作用机理,努力设计出甘油燃料电池在低电位下的高效电催化剂,采取有效途径使CO 2的产率提高,从而使释放的能量最大化.Bambagioni 等通过核磁共振的方法对钯基材料作为阳极催化剂DGFC 中的阳极产物进行了分析,如:乙醇酸盐、甘油酸盐、羟基丙二酸盐、草酸、甲酸和碳酸盐等.Sim o es 等的研究发现,不同性能的催化剂,碱性介质中甘油的电氧化产物不同.以纳米Pd 、PdAu 、PdNi为催化剂,发现产物有甘油酸盐、甘油醛、羟基丙二酸盐和二羟基丙二酸盐等.迄今为止,最有效且最常用的催化剂是Pt 、Au 和Pd 基电催化剂材料.当然,为降低成本,减少Pt 等贵金属的用量,使用非贵金属作为碱性甘油燃料电池的电催化剂,如Co 、Ni 、Fe 等也在不断的努力当中[6,28-30].4结论与展望综上所述,甘油是一种重要的三元醇,其在电催化氧化上的研究,近年来受到了人们的高度重视,因此取得了快速发展,但仍有诸多问题亟待解决.比如阳极电催化体系的选取、甘油电催化氧化机理的研究等.优良的电催化剂在过低电位时,对醇类分子的电催化氧化仍然能够达到很高的程度.此外,对C-C 键的断裂应具有高活性,同时还起到降低中间体毒化效应的作用.为了精心设计出可商业化应用的DGFC 中性能优异的甘油电催化氧化的催化剂,对甘油电催化氧化机理的研究是非常有必要的.这不仅可以为制备活性高、抗毒性好的催化剂作为理论基础,还将有助于加快电催化剂的开发.此外,为使DGFC 商业化发展,降低其制造成本也是一个关键技术难题.闽南师范大学学报穴自然科学版雪2042[责任编辑:姜生有][11]Sim o es M,Baranton S,Coutanceau C .Electro-oxidation of glycerol at Pd based nano-catalysts for an application in alkalinefuel cells for chemicals and energy cogeneration[J].Applied Catalysis B 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简述甘油三酯的分解代谢过程
简述甘油三酯的分解代谢过程甘油三酯的分解代谢过程涉及一系列复杂的生物化学反应，主要在脂肪组织、肝脏和肌肉中进行。
以下是其分解代谢过程的概述：1.甘油三酯的水解：甘油三酯在甘油三酯脂肪酶（lipoprotein lipase，LPL）的作用下被水解为甘油二酯和脂肪酸。
这个过程首先在脂肪细胞的表面发生，甘油三酯被分解为甘油二酯和脂肪酸，其中甘油二酯被转运回脂肪细胞，而脂肪酸则被释放到血液中。
这个过程中，LPL需要与脂蛋白受体（apo C-III）结合才能被激活，脂蛋白受体存在于高密度脂蛋白（HDL）和低密度脂蛋白（LDL）中。
2.脂肪酸的β-氧化：释放到血液中的脂肪酸通过与清蛋白结合，被运送到身体的各个组织。
在组织中，脂肪酸被β-氧化为乙酰CoA，这个过程主要在线粒体中进行。
每个长链脂肪酸分子被氧化为两个乙酰CoA分子，同时生成一个碳链较短的脂肪酸分子和一个乙酰CoA分子。
这个过程中，脂肪酸首先被活化为脂酰CoA，然后进行脱氢、加水、再脱氢和硫解等步骤，每次循环都会缩短碳链长度。
3.甘油的β-氧化：在脂肪细胞中，甘油二酯被水解为甘油和脂肪酸。
甘油会被转运出脂肪细胞，并在肝脏中进一步代谢。
首先，甘油在甘油激酶的作用下被磷酸化为甘油-3-磷酸，然后在LPL的作用下被水解为2-甘油一酯。
这个过程会消耗ATP。
4.甘油的氧化：2-甘油一酯在2-甘油一酯酶的作用下被水解为甘油和脂肪酸。
然后，甘油会被转运到线粒体中，并被氧化为乙酰CoA。
与脂肪酸的β-氧化类似，每分子甘油会被氧化为两个乙酰CoA分子。
5.能量生成：在上述过程中，产生的乙酰CoA可以进入柠檬酸循环进行氧化分解，生成二氧化碳和水，同时释放出能量供细胞使用。
此外，部分乙酰CoA会被用于合成酮体，这些酮体可以被肝脏以外其他组织利用。
6.合成其他化合物：除了提供能量外，部分脂肪酸和葡萄糖还会被用于合成磷脂、胆固醇、胆汁酸等其他化合物。
这些化合物对于维持生物体内环境的稳定具有重要作用。
生物化学脂代谢讲课文档
lipoproteins, VLDL)
4.α–lipoprotein
(high density
lipoproteins, HDL)
第十五页，共70页。
脂蛋白的分类、组成及功能
脂蛋白的类别 密度法 电泳法
化学组成（%）
Pr TG
Ch
PL
生理功能
CM
CM
VLDL preβ -Lp
LDL
HDL
β -Lp α-Lp
1~2 80~95 2~7 6~9
5~10 50~70 10~15 10~15 20~25 10 45~50 20
40~50 5 20~22 30
转运外源性 TG
转运内源性 TG 转运 Ch 转运PL、Ch
第十六页，共70页。
第二节
第十章
脂肪脂的类分代解谢代谢
第十七页，共70页。
一、脂肪的水解
+ 3 H20
+ 载脂蛋白
脂肪酸
+甘油
脂蛋白脂肪酶 转 运
组织毛细 血管
淋巴 血管
第八页，共70页。
乳糜微粒(CM)
二、脂类的贮存和动员
❖ 脂肪的动员： 储存在脂肪细胞中 的脂肪，被肪脂酶 逐步水解为脂肪酸 及甘油，脂肪酸与 血浆清蛋白结合后， 运至各组织中氧化 利用的过程。
❖ 关键酶： 激素敏感性脂肪酶
(hormonesensitive lipase , HSL)
（2）脂酰-CoA的转运：肉碱载体运至 线粒体内
（3）脂肪酸的β-氧化 ① 脱氢 ② 水化 ③ 再脱氢
④ 硫解
第二十页，共70页。
（1）脂肪酸的活化
脂肪酸首先在线粒体外或胞浆中被活化形成脂
甘油氧化分解及其异生成糖的中间产物
甘油氧化分解及其异生成糖的中间产物
甘油氧化分解及其异生成糖的中间产物是：磷酸二羟丙酮。
丙三醇，又名甘油，是一种有机化合物，化学式为C3H8O3，是一种简单的多元醇化合物。
它是一种无色无臭有甜味的黏性液体，无毒。
甘油主链存在于被称为甘油酯的脂质中。
由于它具有抗菌和抗病毒特性，因此广泛用于FDA批准的伤口和烧伤治疗。
甘油无色、透明、无臭、粘稠液体，味甜，具有吸湿性。
与水和醇类、胺类、酚类以任何比例混溶，水溶液为中性。
溶于11倍的乙酸乙酯，约500倍的乙醚。
不溶于苯、氯仿、四氯化碳、二硫化碳、石油醚、油类、长链脂肪醇。
甘油可燃，遇二氧化铬、氯酸钾等强氧化剂能引起燃烧和爆炸。
也是许多无机盐类和气体的良好溶剂。
对金属无腐蚀性，作溶剂使用时可被氧化成丙烯醛。
化学性质：与酸发生酯化反应，如与苯二甲酸酯化生成醇酸树脂。
与酯发生酯交换反应。
甘油与氯化氢反应生成氯代醇。
甘油脱水有两种方式：分子间脱水得到二甘油和聚甘油；分子内脱水得到丙烯醛。
甘油与碱反应生成醇化物。
与醛、酮反应生成缩醛与缩酮。
甘油的降解和转化
甘油的降解和转化
一、甘油的降解和转化
1. 什么是甘油？
甘油是一种天然的植物性物质，是糖分子与一个甘油组分结合而成。
它的化学结构为C6H14O6，它是一种有机化合物，也是数种植物经济作物的重要组成部分，如棉花、甘蔗、芒果等。
2. 甘油的降解
甘油是一种有机特别的糖，它是由半乳糖、葡萄糖和其他相关的糖组成的。
它由细菌和真菌以及其它微生物的酶活动而分解。
细菌降解甘油合成酸、乙醇和二氧化碳，而真菌则将甘油转化成酸性物质，如丙酸，或者生成甘油脂肪酸。
3. 甘油的转化
甘油是一种有机物，可以被分解成两种糖类，即半乳糖和葡萄糖，这些糖的结构是一样的，只是它们的分子量不同；当半乳糖在酶的作用下发生反应，产生半乳糖分子。
而葡萄糖则可以进一步被其它酶降解，生成水和二氧化碳。
此外，甘油还可以通过合成的方法转化成植物油，植物油能够大量应用于运输和食品领域。
- 1 -。
甘油的氧化分解
制作人
甘油的氧化分解
CH 2OH ATP ADP CH 2OH NAD + NADH+H +
CHOH
CHOH
甘油激酶
CH 2OH (肝 、 肾 、 肠 ) CH 2O
磷酸甘油脱氢酶
P
3-磷 酸 甘 油
CH 2OH CO
糖酵解 丙酮酸
CH 2O P 糖TP产生 一个NADH，总计 1.5个ATP
EMP的化学历程
第
激活 一
阶 段
糖原（或淀粉）
1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖
葡萄糖
由图可知，一个磷 酸二羟丙酮生成丙 酮酸的过程中产生1 个NADH，2个ATP
合计4.5个ATP
裂解 氧化
第 1，6-二磷酸果糖 二 阶 3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮 段
精品课件
生醇发酵
❖ 经以下二步
+ NAD+
消耗一个NADH。从甘油无氧氧化生成乙醇，产 生-1+2.5+2.5+2-2.5=3.5个ATP
精品课件
乳酸的生成—消耗2个NADH
乳酸脱氢酶
消耗一个NADH。从甘油无氧氧化生成乳酸，产生-1+2.5+2.5+2-2.5=3.5个ATP
精品课件
精品课件
21，3-二磷酸甘油酸 第
三 23-磷酸甘油酸
阶
段
22-磷酸甘油酸
生成一个NADH 生成一个ATP
2磷酸烯醇丙酮酸
2丙酮酸
精品课件
生成一个ATP
COOH C==O
CH3
丙酮酸
CoASH
丙酮酸脱氢酶系
CO2
甘油的热分解温度
甘油的热分解温度
甘油在加热时能够分解，但它的热分解温度并不相同。
有资料表明，甘油在加温到100度的情况下，会发生化学性质的变化，分解成甲醛和乙醛等物质。
同时，甘油可以加热到140～150℃，但温度过高时会分解。
另外，由于甘油吸水性强，放置过久的甘油，使用前应首先加热蒸去所吸的水分，之后再用于油浴。
因此，甘油的热分解温度需要根据实际情况确定。
在做具体操作时可以结合温度的需求进行实验观察和测定，以便更好的得出科学合理的实验结果。
甘油的热分解温度
甘油的热分解温度
甘油是一种常用的化学物质，具有许多重要的应用。
然而，我们可能很少注意到，甘油在高温下会发生热分解的现象。
热分解是指在高温条件下，物质分子内部的键被破坏，从而形成新的化合物或元素。
甘油的热分解温度是多少呢？据研究表明，甘油的热分解温度在大约290℃左右。
当温度达到这个临界点时，甘油分子内部的键会开始断裂，分解成为一氧化碳、二氧化碳和水等化合物。
这个过程是一个放热反应，会释放出大量的能量。
甘油的热分解反应可以用以下化学方程式来表示：
C3H8O3 → C + CO + CO2 + H2O
在高温下，甘油分子中的碳-氧键会首先断裂，形成碳和氧自由基。
然后，这些自由基会进一步与其他甘油分子发生反应，产生一氧化碳、二氧化碳和水等产物。
这个过程是一个复杂的链式反应，其中每个反应步骤都需要一定的能量。
甘油的热分解温度对于许多工业和科研领域都非常重要。
例如，在制备生物柴油的过程中，甘油是一个重要的原料。
了解甘油的热分解温度可以帮助我们控制反应条件，提高生产效率。
此外，对于了解甘油的热稳定性也有一定的意义。
在一些特殊的应用中，我们可能需要在高温下长时间稳定地使用甘油，因此对其热分解温度的了
解是必要的。
甘油的热分解温度是一个重要的物理性质。
了解甘油的热分解温度可以帮助我们更好地理解其化学行为，并在实际应用中发挥其最大的价值。
通过进一步的研究，我们可以更好地利用甘油这个重要的化学物质，为人类的生活和工作带来更多的便利和创新。
甘油的催化选择氧化
甘油的催化选择氧化李明燕;周春晖;Jorge N Beltramini;俞卫华;范永仙【期刊名称】《化学进展》【年(卷),期】2008(020)010【摘要】综述了近年来生物柴油主要副产物甘油的催化选择氧化转化的研究进展.分析了甘油的化学催化选择氧化的反应网络;介绍了催化甘油选择氧化反应主要的催化剂如负载型金属催化剂、多孔材料以及有机酰基-TEMPO催化剂的催化性能及催化机理;评述了甘油氧化过程中催化反应条件等对产物选择性和反应物转化率的影响;概括了甘油的电催化氧化、甘油催化氧化聚合生成新型聚合物聚丙酮二酸盐(polyketomalonate)等新催化反应及其机理,总结了甘油生物催化氧化的产物二羟基丙酮(DHA)的新进展.最后提出了甘油催化氧化存在的一些问题,并展望了甘油催化氧化的研究和发展方向.【总页数】13页(P1474-1486)【作者】李明燕;周春晖;Jorge N Beltramini;俞卫华;范永仙【作者单位】浙江工业大学化工与材料学院,杭州,310032;浙江工业大学化工与材料学院,杭州,310032;昆士兰大学化工系,澳大利亚国家功能纳米材料中心,布里斯班,4072;浙江工业大学化工与材料学院,杭州,310032;浙江工业大学化工与材料学院,杭州,310032【正文语种】中文【中图分类】O643.3;O621.25【相关文献】1.K改性Mo-SBA-16催化剂催化乙烷选择氧化制乙烯和醛类 [J], 李东;孔莲;范晓强;李建梅;赵震2.杂多酸催化选择氧化甘油 [J], 韩布兴3.光催化环己烷选择氧化合成环己酮/环己醇催化研究进展 [J], 佟占鑫;石亮;彭超;李成宇;秦弘宇;陈丽娟;向育君4.Nb2O5催化剂的制备及光催化环己烷选择氧化性能的研究 [J], 陈梅;罗佳;何洁丽5.铜基催化剂催化丙烯选择氧化制环氧丙烷概述 [J], 宋杨杨;阎磊;罗玉娇;黄戈馨因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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段
22-磷酸甘油酸
生成一个NADH 生成一个ATP
2磷酸烯醇丙酮酸 2丙酮酸
生成一个ATP
3
COOH C==O
CH3
丙酮酸
CoASH
丙酮酸脱氢酶系
CO2
O
CH3-C-SCoA
乙酰CoA
NAD+ NADH+H+
此过程产生一个NADH，即2.5个 ATP
三羧酸循 环
4
O CH3-C-SCoA
CoASH
制作人
1
甘油的氧化分解
CH 2OH ATP ADP CH 2OH NAD + NADH+H +
CHOH
CHOH
甘油激酶
CH 2OH (肝 、 肾 、 肠 ) CH 2O
磷酸甘油脱氢酶
P
3-磷 酸 甘 油
CH 2OH CO
糖酵解 丙酮酸
CH 2O P 糖 异 生 糖 或 糖 原
磷酸二羟丙酮ຫໍສະໝຸດ 消耗一个ATP产生 一个NADH，总计 1.5个ATP
NADH
NAD+
草酰乙酸
柠檬酸
•柠檬酸 生成
三羧酸循环 （TCA）
顺乌头酸
苹果酸
H2O
草酰乙酸
再生
异柠檬酸
氧化脱羧
NAD+
NADH +CO2
延胡索酸
FADH2
FAD
琥珀酸 GTP 琥珀酰CoA
－酮戊二酸
NAD+
NADH +CO2 5
三羧酸循环中产生3个NADH，一个FADH2和一 个ATP。总计：3*2.5+1*1.5+1=10个ATP 综上所述，甘油彻底氧化生成CO2和H2O，生成 1.5+4.5+2.5+10=18.5个ATP。
2
EMP的化学历程
第
激活 一
阶 段
糖原（或淀粉）
1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖
葡萄糖
由图可知，一个磷 酸二羟丙酮生成丙 酮酸的过程中产生1 个NADH，2个ATP
合计4.5个ATP
裂解 氧化
第 1，6-二磷酸果糖 二 阶 3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮 段
21，3-二磷酸甘油酸 第
三 23-磷酸甘油酸 阶
6
生醇发酵
❖ 经以下二步
+ NAD+
消耗一个NADH。从甘油无氧氧化生成乙醇，产 生-1+2.5+2.5+2-2.5=3.5个ATP
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乳酸的生成—消耗2个NADH
乳酸脱氢酶
消耗一个NADH。从甘油无氧氧化生成乳酸，产生-1+2.5+2.5+2-2.5=3.5个ATP
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9
若有不当之处，请指正，谢谢！