有机化学 第十二章 脂类

第十二章 油脂和类脂化合物

油脂和类脂化合物总称为脂类化合物。它们作为能量的储存形式及生物膜的主要成分广泛存在于生物体中。在生物体内，它们不仅是重要的组成物质，而且具有重要的生理功能，是维持生物体生命活动不可缺少的物质。油脂通常是指牛油、猪油、菜油、花生油、茶油等动、植物油，它们大都不溶于水而易溶于非极性或弱极性的有机溶剂中。类脂化合物通常是指磷脂、蜡和甾体化合物等。虽然它们在化学组成和结构上有较大差别，但由于这些物质在物态及物理性质方面与油脂类似，因此把它们称为类脂化合物。

第一节 油 脂

一、

油脂的存在和生理作用

二、油脂的组成和结构

从化学结构来看，油脂是酯类化合物，是高级脂肪酸与甘油所形成的高级脂肪酸甘油三酯：

组成油脂的高级脂肪酸的种类很多，绝大多数都是含偶数碳原子的直链羧酸，这些高级脂肪酸有饱和的，也有不饱和的。组成油脂的脂肪酸常使用俗名。

油酸 (顺-9-十八碳烯酸 或 顺-∆9-十八碳烯酸)

亚油酸 (顺，顺-9，12-十八碳二烯酸 或 顺，顺-∆9

，12

-十八碳二烯酸)

蓖麻酸 (顺-12-羟基-9-十八碳烯酸 或 顺-12-羟基-∆9-十八碳烯酸)

在用数字编号时，常采用在希腊字母∆的右上角标上数字来标明碳碳双键的位次。

组成油脂的三个脂肪酸可以是相同的，也可以不同。如果三个脂肪酸是相同的，则称为简单甘油酯，如：

CH 2O O CH O C O R 2CH 2O C O

R 3

R 1

COOH

COOH

OH

COOH

CH 2O C O

(CH 2)16CH 32

O

O (CH 2)16CH 3

CH O C O (CH 2)16CH 3

三硬脂酸甘油酯

如果三个脂肪酸不完全相同，则称为混合甘油酯，如：

α

β

α， 三、油脂的性质

1．物理性质

纯净的油脂是无色、无味的物质。天然油脂因含有脂溶性色素和其它杂质而有一定的色泽和气味。由于油脂是混合物，所以油脂没有固定的熔点和沸点，但有一定的凝固温度范围，如猪油为36～46℃；花生油则为28～32℃。

不饱和脂肪酸分子的碳碳双键大多为顺式构型，致使整个分子占有较大体积，分子不能紧密排列．分子间的吸引力较小。因此，从油脂的脂肪酸组成来看，不饱和脂肪酸含量较高的油脂，其熔点往往较低，室温下常为液体；而含饱和脂肪酸较多的油脂在室温下往往呈固态或半固态。各种油脂都有比较固定的折光率，可用来鉴定油脂的纯度。

油脂比水轻，植物油脂的相对密度一般在0.9~0.95之间，而动物油脂常在0.86左右。油脂不溶于水，易溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙酮、苯和四氯化碳等有机溶剂。

2．化学性质

由于油脂的主要成分是高级脂肪酸甘油三酯，而且具有不同程度的不饱和性，所以油脂可以发生水解、加成、氧化、聚合等反应。

（1）水解反应 油脂在酸、碱、酶作用下水解成甘油和高级脂肪酸，在酸性条件下的水解反应是可逆的。 ＋ 3H 2O ＋ 在碱的催化下，由于能使脂肪酸生成盐，所以油脂的水解能进行彻底，反应是不可逆的。

＋ 3KOH ＋

油脂用氢氧化钠或氢氧化钾水解，生成的高级脂肪酸钠盐或钾盐是肥皂的主要成分，因

此将油脂在碱性溶液中的水解称为皂化。

CH 2O C O

R 1

CH 2

O C

O R 3

CH O C O R 2

CH 2OH 2

OH

CH OH CH 2O C O

R 1CH 2

O C

O R 3

CH O C O

R 2

CH 2OH

2

OH

CH OH R 1

C O O H

R 2

C O O H

R 3

C O O H

H

+

R 1C O O K

R 2C O O K R 3C O O K

CH 2

O C O (CH 2)16CH 3

CH 2

O

O (CH 2)7CH CH(CH 2)7CH 3O C (CH 2)14CH 3O

1g 油脂完全皂化所需氢氧化钾的毫克数称为皂化值。各种油脂都有一定的皂化值。由皂化值可以检验油脂的纯度，还可以算出油脂的平均分子量。皂化值越大，油脂的平均分子量越小。

平均分子量＝3×56×1000／皂化值 （2）加成反应 油脂中的不饱和脂肪酸的双键具有烯烃的性质，与氢及卤素能起加成反应。如在催化剂（Ni 、Pt 、Pd ）作用下，油脂中的不饱和脂肪酸能加氢生成饱和脂肪酸。

利用这个原理，可将液体的植物油转化为固体脂肪。

不饱和脂肪酸与碘发生加成反应，常用来测定不饱和脂肪酸的不饱和度。每100g 油脂所能吸收的碘的克数称为碘值。碘值大表示油脂中不饱和脂肪酸的含量高。由于碘的加成速度较慢，常采用氯化碘 (ICl) 或溴化碘 (IBr) 代替碘，以提高加成速度。反应完毕，根据卤化碘的量换算成碘，即得碘值。

（3）酸败作用 油脂长期贮存，由于受到光、热、空气中的氧气和微生物的作用，会逐渐产生一种令人不愉快的气味，其酸度也明显增大，这种现象称为油脂的酸败作用。油脂酸败的化学过程比较复杂，引起酸败的原因主要有两方面：一是由于油脂组成中的不饱和脂肪酸的碳碳双键被空气中的氧所氧化，生成分子量较低的醛和羧酸等复杂混合物。光和热可加速这一反应的进行；二是由于微生物的作用。在温度较高，湿度较大和通风不良的环境中，微生物易于繁殖，它们分泌的酶使油脂发生水解，产生脂肪酸并发生进一步的作用。油脂酸败所产生的不愉快气味主要来自上述过程中产生的低级醛和羧酸。

油脂的酸败降低了油脂的食用价值。种子中的油脂发生酸败会严重影响种子的发芽率。 油脂中游离脂肪酸的含量常用酸值来表示，中和1g 油脂中游离脂肪酸所需氢氧化钾的毫克数叫做酸值。酸值是衡量油脂品质的主要参数之一。一般酸值大于6的油脂不宜食用。 为了防止油脂酸败，应将油脂保存在密闭容器里，并置于阴凉、干燥和避光处。或者加入少量抗氧化剂，如维生素E 、芝麻酚等。

（4）干化作用 某些油在空气中放置，能逐渐形成一层干燥而有韧性的膜，这种现象叫做油脂的干化作用。

干化作用的化学本质还不十分清楚，一般认为与油脂的不饱和度及由氧引起的聚合有关，尤其是油脂中含有共轭多烯烃结构的不饱和脂肪酸，干化作用更显著。如桐油、亚麻油都具有干化作用，但桐油的干化作用更快一些，而且薄膜坚韧经久耐用，就是因为桐油分子中的桐酸含有三个共轭双键。

由于干化作用与油脂分子中所含的双键有关，碘值的大小直接反映出分子中所含双键数目的多少，因而干化作用与油脂碘值有一定的联系。具有干化作用的油叫干性油（碘值在130以上，如桐油）；没有干化作用的油叫非干性油（碘值在100以下．如花生油、猪油）；介于二者之间的油叫半干性油（碘值在100～130之间．如棉籽油）。

第二节 类脂化合物

一、

蜡

蜡广泛存在于动、植物中，其主要成分是高级脂肪酸和高级饱和一元醇形成的酯。天然

CH 2CH CH 2H 2O O O O C (CH 2)7(CH 2)7-C=C-CH 3

O

C (CH 2)7(CH 2)7-C=C-CH 3O C (CH 2)7(CH 2)7-C=C-CH 3

O C O O O CH 2CH CH 2O C O C (CH 2)16CH 3(CH 2)16CH 3(CH 2)16CH 33