生物标志化合物地球化学

• R、S构型只限于非环部分不对称碳原子的命 名，对于环中不对称碳原子则采用α(位于环平 面下部)，β(位于环平面上部)的命名原则。
•在环状体系中以β或α表示基团位置。当键指向 纸内为α用虚线表示；键指向纸外为β用实线表 示。
•当α、β不明或二者均可时，以波纹线表示。另 外也用在碳位上画实心圆代表由纸平面出来的 C-H键，即β(H)；空心圆代表指进纸面的C-H 键，即α(H)。
第二节 正构烷烃
正构烷烃又称为饱和的直链烃，其通式为 CnH2n+2。 研究发现：正构烷烃主要来源于活的生物体， 脂肪酸、蜡质等脂类化合物。
同生物标志物有关的正构烷烃，碳数分布 广，从nC13~nC40，甚至到nC50，一般在nC15~ nC35范围。
一、具奇碳优势的正烷烃 奇碳优势的特点：
多出现在碳酸盐岩和蒸发岩系中，盐湖或 高含盐地层中。
a.前峰型 b.双峰型
形成原因： ①在强还原环境中，由腊水解形成的偶数碳酸 和醇以及植烷酸或植醇的还原作用超过了脱羧 基作用，同时形成偶奇优势与植烷优势； ②在不同催化剂存在条件下，脂肪酸分解机理 不同。
蒙脱石催化条件下，脂肪酸→少一个碳原 子的奇碳数正烷烃；
奇碳数分子的丰度大于偶碳数分子，色谱 图构成显著的“锯齿状”OEP、CPI值较高， 多 出现在现代沉积、成熟度低的页岩、原油、泥 炭之中。 据生源物不同分两部分： 1．高分子量（nC25~nC33）奇碳数正烷烃
多与陆生高等植物有关，nC23~nC35奇碳优 势明显，主峰碳位置多在nC ，nC 和nC
二、立体化学及命名
1．手征性
饱和碳原子通过四个共价健与其取代基相 连，每个共价键向四面体各角呈放射状伸展， 所有四个取代基是不相同的，四面体中心的碳 原子是不对称的或手征性的。
调换化合物的任意两个取代基的位置就可 以形成两种镜像结构或立体异构体，这种互为 镜像的异构体称为对映体。
姥鲛烷C-6和C-10是不对称的碳原子，当碳原子以6R， l0S或6S，l0R构型时，两种结构是相同的，称为内消旋 姥鲛烷；6R，10R-姥鲛烷和6S，l0S-姥鲛烷具有镜像关
三、偶奇碳数忧势的正烷烃
碳酸盐岩和蒸发岩系中常常出现偶碳数优 势。还原条件下，由蜡水解形成的正脂肪酸和 醇以及植烷酸或植醇的还原作用比含氧条件下 的脱羧作用更重要，造成了偶碳数相对于奇碳 数的优势。
CaCO3催化条件下，脂肪酸→少两个碳原 子的正烷烃；
泥岩、页岩中主要Leabharlann Baidu奇碳数正烷烃；碳酸
盐岩主要是偶碳数正烷烃。
生物标志化合物结构复杂，具高分子量， 易于同生物体某些组分联系；另一方面也明显 区别于后期干酪根热裂解形成的低~中分子量、 结构简单的烃类。
在成岩、成熟阶段中，由生物构型转化为 地质构型。包括： ①消除不稳定的官能团； ②加氢还原； ③芳构化； ④异构化等。
其特点是：
•仍保留了原始母体的基本格架，使其具有标志 有机质来源及原始环境的作用； •结构上的差异或“变异性”使其能够用于追溯 有 机质经历的演化过程。
目前，石油地球化学研究中应用较多的主 要是正构烷烃、异戊二烯型烃、甾烷和萜烷。
第一节 生物标志化合物的基本特征
一、基本概念 生物标志化合物: 指沉积有机质，原油、油页 岩、煤中那些来源于活的生物体，在有机质演 化过程中具有一定稳定性，基本保留了原始生 化组分的碳骨架。受热演化，运移等作用影响 的。记载了原始生物母质的特殊分子结构信息 的有机化合物。
系，并互为对映体；两类结构具有不同的物理、化学 性质。
严格地讲，手征性不同于不对称。当所有对称分 子为手征性时，某些手征性分子是不对称的，如 伽马蜡烷，为具有一对称轴的，如果绕该轴旋转 180°，旋转后的构型与不旋转分子等同。
2．立体化学命名 藿烷系列化合物定名以含30个碳原子为基
础，分子中失去碳原子时称降藿烷，其它碳原 子编号不变。
（据M.Dastillung等）
（据王启军等）
2．中分子量（nC15~ nC21）奇碳数正烷烃 主要分布在海相沉积中，来源于海相浮游
植物、藻类。 主峰碳位置主要分布在nC15和nC17上； 当陆源和水生来源同时存在时，表现为双
峰型，它们一般都随热演化程度而降低。 二、具偶碳优势的正烷烃 特点：偶碳数分子丰度高，CPI、OEP＜1.0，
各位同学
你们好！
第三章 生物标志化合物地球化学
生物标志化合物来源于陆地植物、海洋和 湖泊中水生生物，特别是藻类，此外是细菌。
就像地质学家经常利用的古生物化石一样。 可以用生物标志化合物来追溯古生态环境，探 讨原始有机质的生源构成，利用其对映体的异 构化变化，判断有机质的热演化程度，根据生 物标志化合物具有稳定碳骨架的特点，建立油 气与源岩的亲缘关系，利用地质色层作用原理 探讨油气运移等。
不对称碳原子的两种可能构型“R”和“S” 是基于这样的简单规定。首先确定分子的方向， 按最小取代基确定。（如图，氢原子远离观察 者，不对称碳原子相距较近）
根据碳数大到小排列其余三个取代基，对 于同位素应优先选原子量高的同位素，对于不 同的取代基，基团越大，优先权越高，然后排 列取代基，从大到小如为顺时针方向，不对称 碳 原 子 构 型 为 “ R”； 相 反 ， 为 逆 时 针 方 向 为 “S”构型。
反之，当某一碳位上增加了一个CH2取代 基时（指碳原子数多于30个的藿烷，增加的碳 原子多在侧链基上），则为升藿烷。 如17α（H）-30升藿烷，就是在C-30位置上增 加了一个CH2基。
①化合物Ⅰ （25，28，30三降莫烷）具 有27个碳原子， 与基本藿烷相 比丢失了25和 28和30位的碳 原子；
（据江继纲）
四、奇偶相当的正烷烃
此类正构烷烃主要出现在古代沉积物中， 可能来源于细菌和其他微生物的蜡，或被细菌 强烈再改造的高等植物的蜡，是许多高蜡原油 的主要组成部分。奇碳和偶碳优势相当的正构 烷烃的主要特征是长链烃，其碳链可一直延续 到nC4～nC50。
分布曲线平滑，CPI、OEP近似于1.0，主 要出现在古代沉积，成熟度高的原油中，来源 于细菌和其它微生物的腊。