第六章 脂 质

酸败：天然油脂长时间暴露在空气中，产生难闻气
味的现象。油脂中不饱和脂肪酸自动氧化，产生过 氧化物，并降解为挥发性醛、酮和酸等复合混合物 。 微生物的作用：油脂分解成脂肪酸和甘油，甘油 会被氧化成1,2-环氧丙醛。 防止氧化：可加入防氧化剂、排除氧气或降温。
第一节：概述
油脂的化学性质
酯交换反应：在碱性催化剂存在下，发生 酯交换反应。 油脂+甲醇→脂肪酸甲酯+甘油 脂肪酸甲酯催化加氢：制备高级脂肪醇的 重要方法。 油脂+甘油→单甘油脂+二甘油脂
第一节：概述
6.1.5 蜡
主要指长链脂肪酸和高碳一元脂肪醇（也 可能有少量二元醇）构成的酯 天然的动植物腊 与树脂比：蜡明显熔点和黏度小 与油脂比：蜡较难皂化，稳定

第一节：概述
蜡的一般特性：
常温为固体，熔点明显且不高 粗结晶，无定型，不透明或半透明
有可塑性
溶化后有较好流动性，适合模铸 不溶于水，可燃 可在固体表面揩擦出一层光泽薄膜
可分为： 单萜
无环单萜 单环单萜 双环单萜

多萜
倍半萜 二萜 三萜 四萜等

薄荷醇
薄荷酮
茨醇 （冰片）
茨酮 （樟脑）
Fra Baidu bibliotek一节：概述
6.3.1 单萜化合物


凡含有两个异戊二烯碳骨架单元的不饱和烃及其 氢化物和含氧衍生物为单萜 根据其碳骨架特点分为：

神经节糖苷脂：存在于大脑灰质、神经节细胞、红细
胞、肝、肾脾等软组织中。由神经氨基醇、脂酸、半
乳糖、葡萄糖和唾液酸组成。

甘油醇糖脂

甘油二酯与己糖或脱氧核糖结合而成的化合物。又称 植物糖脂。
第一节：概述

糖脂和磷脂是构成细胞膜脂质双层的组分，与细 胞膜密切相关。

生物膜功能：物质转运、信息传递、能量转换--线粒体膜
为再生性资源，除食用外，还可用于工业：制
备高级脂肪酸等工业原料；可还做燃料、润滑油、
肥皂、多种表面活性剂、高分子合成材料等等。
植物油：有5~10种脂肪酸
动物脂：常见脂肪酸有10~40种 乳脂：脂肪酸有142种
第一节：概述
植物油和动物油

植物油和动物油都是脂肪酸的甘油三酯。 大多数植物油具有较低凝固点，常温为液体，统 称为油 动物油脂凝固点比较高，常温下为固体，一般称 为脂。
②
以丙烯为原料的化学合成：
丙烯→丙烯醛→丙烯醇→甘油 b. 丙烯→环氧丙烷→丙烯醇→甘油 c. 丙烯→磺酸丙烯酯→丙烯醇→甘油 d. 丙烯→3-氯丙烯→丙烯醇环氧氯丙烷/→甘油
a.
第一节：概述
6.1.4 高级脂肪醇

高级脂肪醇是指含碳原子在6以上的一元脂 肪醇。

主要来自脂肪和油脂 具有一元醇的化学性质，其典型反应：酯 化、硫酸化、醚化、卤化、脱水反应等

第一节：概述
油脂的化学性质

酯转移反应：在80℃、催化剂存在下，脂肪酸在
油脂分子间或分子内重新分配

氨解反应：与氨或胺类反应，生成高级脂肪酰胺
→催化加氢→高级脂肪氨

氢化反应：在Ni、Pd或Pt等催化下加氢，不饱和 酸→饱和酸，从而改变油脂性质，使油→脂。
第一节：概述
油脂的化学性质


氧化反应：环氧化，如油脂中的不饱和双键与过 氧酸反应， 常用过氧化氢做氧化剂。 含有不饱和酸的油脂都能被氧化。 不饱和度高的油由于自动氧化能行成薄膜。 聚合反应：含有不饱和脂肪酸组成的油脂可氧化 聚合、加热聚合和芳聚合反应。 涂料成膜的基本反应。

酯化反应：与有机酸、无机酸反应
醚化反应：与环氧化物、醇、烃基卤化物 氧化反应：在催化剂作用下易氧化 缩醛化反应：与醛或者酮发生缩合 酯交换反应：工业上制取各种甘油脂类的重要
反应
第一节：概述
甘油的制备：
①
以天然油脂为原料：
甘油的主要来源：油脂的皂化（42%）和脂肪 水解（58%）
第六章 脂 质
刘永宏 研究员 中国科学院南海海洋研究所
主要内容

第一节：概述
油脂和蜡 6.2 复合脂质 6.3 萜类化合物 6.4 甾族化合物
6.1

第二节：脂类的代谢
第一节
概 述
第一节：概述
定义与分类

脂质，或称类脂，是一类难溶于水而易溶于非极 性溶剂的生物有机分子。


大多数脂质有脂肪酸和醇形成的酯及其衍生物。
元素组成：碳、氢、氧，有的含氮、磷和硫
第一节：概述
定义与分类

根据化学结构和组分，可分为：
简单脂质：
如三酰甘油酯和蜡
复合脂质：如甘油磷脂、鞘氨醇磷脂等 衍生脂质：高级脂肪酸、萜类化合物、类固醇、
脂蛋白等

根据生物学功能方面，可分为：
贮存脂质 结构脂质 活性脂质：
含量少，具有重要而专一的生物活性
加成反应 与HCN、RCN、H2S、NCSH、SCl2、 RSH等。常用在涂料生产中

第一节：概述
6.1.2 脂肪酸


已超过1000多种
多以结合形式存在于生物体内，如三酰甘油酯、
磷脂、糖脂等。

组织和细胞中有少量游离脂肪酸

通常认为脂肪酸含6~36个碳原子的羧酸。
第一节：概述
必需脂肪酸
哺乳动物需要，但自身不能合成，必须要靠食物提 供的多不饱和脂肪酸。 主要有： 亚油酸（18：2） 亚麻酸（18：3） 花生四烯酸（20：4） 二十碳五烯酸（20：5） 二十二碳六烯酸（22：6）
烯烃制取：铑法、钴法、Koch反应等
⑤
第一节：概述
6.1.3 甘油

甘油常以甘油三酯的形式存在于动植物油 脂中，油脂皂化或脂肪水解是生成甘油的 主要方法。
广泛应用的有机化工产品：吸湿剂、抗冻剂、
润滑剂、重要原料等
第一节：概述
甘油的性质：
无色无嗅、吸湿性强，具有甜味的黏稠液体 可发生醇类的各种反应：
第一节：概述
脂质是动植物生命的重要组成部分，残余机 体活动，在人体内主要有五种功能：

生物体内高能量热源：20~35%的总热量 为细胞膜提供机能性物质 为细胞结构和前列腺合成提供必要的脂肪酸源 为油溶性维生素的载体 能调节人体血脂含量
第一节：概述
6.1 油脂和蜡
定义：脂肪酸与甘油和醇的酯化产物。
6.2 复合脂质

指含非脂成分的脂类，分为：
磷脂 糖脂
第一节：概述
6.2.1 磷脂
含磷的单脂衍生物 分为：甘油醇磷脂和神经氨基醇磷脂

甘油醇磷脂通式 X表示氮碱或其他基团如肌醇
神经醇磷脂
第一节：概述

甘油醇磷脂是由甘油、脂酸、磷酸和胆碱所组成， 是磷脂酸的衍生物。
包括卵磷脂、脑磷脂、肌醇磷脂、缩醛磷脂和心肌磷
第一节：概述
蜡可分为：动物蜡、植物蜡、矿物蜡和合成蜡 1. 动物蜡 蜂蜡、虫白蜡、虫胶蜡、鲸蜡 2. 植物蜡和矿物蜡 植物蜡：卡那巴蜡、米糠蜡、甘蔗蜡等 矿物蜡：褐煤蜡、石蜡、地蜡和天然矿物蜡 3. 合成蜡 聚乙烯蜡、费歇尔-托普希蜡、氢化蓖麻油 蜡、S-蜡、OP-蜡和O-蜡
第一节：概述

甘油三酯燃烧热值与组成他们的脂肪酸相似。饱
和脂肪酸燃烧热值随其碳链增长而增加。
第一节：概述
油脂的化学性质

水解与皂化：在酸、碱或酶作用下水解成脂肪
酸和甘油。在碱性中水解，产物为脂肪酸的盐，
称为皂化。
皂化值：测定油脂的一个指标。可以反映油脂平均相
对分子质量和油脂的质量。
第一节：概述
油脂的化学性质
第一节：概述
油脂结构式
CH2OCOR1 R2OCO—C—H CH2OCOR3 L-脂肪（甘油三酯）
R1、R2、R3相同——单甘油酯
R1、R2、R3不同——混合甘油酯
第一节：概述
油脂的重要用途

食品乳化剂：单酰甘油有自有羟基，在水中形成 分散态，如甘油单酸酯二酸酯

润滑油：硬脂酸山梨醇酯、脂肪酸聚甘油脂 制造生物燃料
—取代、裂解等
内浠的性质
—加成、氧化、聚合和异构化等
第一节：概述
脂肪酸的化学性质：
皂化反应：与碱反应生成盐RCOOM（M代 表各种金属离子、有机碱如乙醇胺、季胺 离子等）。
CH3(CH2)16COOH + NaOH → CH3(CH2)16COONa
酯化和 酯交换反应：
与醇或其他含羟基化合物在催化剂作用下反应 与环氧乙烷、环氧丙烷、乙炔 酯交换反应：与甲醇、甘油
第一节：概述
脂肪酸的化学性质：
烷基化和烷氧基化：可生成酮、醚、酯等 异构化反应：不饱和脂肪酸双键异构化和 立体异构化 加氢反应：在催化剂作用下，脂肪酸酯、 不饱和脂肪酸均可发生加氢反应 氧化和羧基化反应：

饱和脂肪酸→羧基酸或过氧酸 不饱和脂肪酸→环氧脂肪酸、酮酸、醋酸或二元酸
第一节：概述
脂肪酸的物理性质

很大程度上取决于脂肪酸烃链的长度和饱和 度 脂肪酸在水中溶解度低的原因：非极性烃链
10个碳以下的脂肪酸略溶于水

18个碳溶解度仅0。003
mg/g 10:0以上的脂肪酸为蜡状固体
第一节：概述
脂肪酸的化学性质：
脂肪酸： 具备羧酸的特征性质
—中和、酯化、脱羧、还原等
烃的一般反应
植物油：不饱和脂肪酸含量高于70%
动物脂：不饱和脂肪酸含量低

含有不饱和脂肪酸多的脂肪一般营养价值较高
第一节：概述
6.1.1 油脂

即甘油三酰，也叫脂肪，由两种或两种以上的不用 脂肪酸构成的甘油脂称为混合脂


由同种脂肪酸组成的甘油三酰称为单甘油
天然油脂为简单甘油三脂和混合甘油三脂
天然甘油三脂都为L-型 生物合成反应的中间体：甘油二脂、甘油一脂
第一节：概述
油脂的化学性质

异构化反应：不饱和脂肪酸能双键异构化和立体 异构化
催化剂作用下：
1. 顺式结构→反式结构 2. 脂肪酸双键发生位移

卤化反应：氯、溴、一氯化碘等通过加成反应— —用于分析双键是否存在
第一节：概述
油脂的化学性质

硫酸化和磺化反应
不饱和脂肪酸+硫酸→双键上加-O-SO3H 不饱和脂肪酸+硫酸→高温下：双键上加-SO3H
脂肪酸的化学性质：

卤化反应：
卤素与烃链发生取代或与不饱和键发生加成 2. 卤化物与脂肪羧酸生成脂肪酸酰卤
1.

与硫化物反应：不饱和脂肪酸与硫酸反应
可除去饱和酸中的不饱和酸 常用磺化剂：发烟硫酸、SO3、氯磺酸
第一节：概述
脂肪酸的制备方法：

① ② ③ ④
天然脂肪酸主要从油脂制取
油脂皂化 油脂水解 妥儿油制取 酶催化水解：植物油脂 合成脂肪酸
第一节：概述
油脂的物理性质

油脂：无色、无味、无嗅的稠性液体或蜡状固体，
密度一般在0.91~0.94 g/cm3，不溶于水，略溶于 低级醇，溶于乙醚、氯仿、苯、石油醚等非极性 溶剂中。
第一节：概述
油脂的物理性质

天然油脂为混合物，无固定熔点，随不饱和脂肪 酸或相对分子质量小的脂肪酸含量增加而降低。
第一节：概述
脂肪酸的化学性质：
断链反应：在受热或催化受热下发生复杂 的裂解反应 脱羧、脱水断链和缩合→醛、酮烃 与氨或胺反应：生成酰胺或取代酰胺

RCOOH + NH3 → RCONH2 + H2O RCOOH + R'NH2 → RCONHR' + H2O

聚合反应：不饱和脂肪酸及其酯类在催化 剂作用下加热生成多元酸或酯类
第一节：概述
脂肪酸分类与简写
通常认为脂肪酸是含6~36个碳原子的羧酸。
饱和脂肪酸
棕榈酸（软脂酸）：C16； 硬脂酸：C18； 花生酸：C20
不饱和脂肪酸
亚油酸：C18：2（9，12）或C18：2△9，12 亚麻酸：C18：3（9，12，15）或C18：3△9，12，15 花生四烯酸：C20：4（5，8，11，14）或C20：4△5，8，11，14
第一节：概述
6.3 萜类化合物


分布很广，是植物精油的主要成分
一般指含有两个或多个异戊二烯碳骨架单 元的不饱和烃及其氢化物和含氧衍生物 1-甲基-4-异丙基环己烷可以看成二聚异戊 二烯的环状结构，是单环单帖，称为萜


萜自然界中少有，但衍生物广泛存在
第一节：概述

萜类根据分子所含异戊二烯碳骨架单元的多少，
脂


神经醇磷脂是神经氨基醇与脂酸、磷酸与含氮碱 组成的脂质。 两者差别：
甘油醇磷脂为甘油醇
神经醇磷脂为神经醇
第一节：概述
6.2.2 糖脂


具有一般脂类溶解性质的含糖脂质。
N-酰基神经醇糖脂（神经酰胺糖脂）

脑糖脂：仅含一分子半乳糖，哺乳动物组织中最简单
的神经醇糖脂，可苷脂、α-羟基脑苷脂和羟浠苷脂等 由神经氨基醇、脂酸和D-半乳糖组成
第一节：概述
天然脂肪酸的特点：
（1）多为偶数碳； 奶油中脂肪酸种类多且低碳脂肪酸多（半固态） 陆地动、植物脂肪较多16、18碳 水产动物中不饱和脂肪酸占绝大多数，其中淡 水18碳多，海水20、22多。 （2）一般都是顺式结构cis；
（3）双键一般在9-10，12-13，15-16。
第一节：概述