第十讲第十讲有机天然产物有机天然产物 高分子化合物高分子化合物第一部分第一部分生命的基本物质生命的基本物质 地球上的生物种类繁多、形态与结构地球上的生物种类繁多、形态与结构千差万别，但各种生物的化学组成基本相千差万别，但各种生物的化学组成基本相同，代谢过程相似。生命活动有共同的物同，代谢过程相似。生命活动有共同的物质基础，又各显其特点。质基础，又各显其特点。生物具有多样性，但生物体的化学组成基本相似组成生物体的主要元素包括C、H、O、N、P、S、Ca等，以上7种元素约占生物体的99.35%，其中C、H、O、N 4种元素占96%。一、 生物体的主要元素（一）水（一）水水水:占生物体内化合物第一位占生物体内化合物第一位 生命来自于水，水是生物体含量最高的物质，生命来自于水，水是生物体含量最高的物质，通常占细胞总量通常占细胞总量60%60%90%90%。细胞中的所有反应都是。细胞中的所有反应都是在水中进行的，如果无水，酶的活动便无法进行。在水中进行的，如果无水，酶的活动便无法进行。所以水是生命的活动介质。所以水是生命的活动介质。 二、 构成生物体的化合物水在人体结构中的比例水在人体结构中的比例水约占人体组成的水约占人体组成的70%。男性体内含水分。男性体内含水分较女性多，年轻的人较年长者多，新生儿较女性多，年轻的人较年长者多，新生儿体内含水量约为体内含水量约为7075%。在人体不同组。在人体不同组织中水分含量不同。织中水分含量不同。骨骼和软骨骨骼和软骨10%脂肪脂肪占脂肪总量的占脂肪总量的2035%肌肉肌肉占肌肉总量的占肌肉总量的70%血液血液9192%（二）无机盐（二）无机盐l无机盐约占人体重量的无机盐约占人体重量的5%；构成骨骼、牙齿；构成骨骼、牙齿等坚硬组织；在肌肉其他软组织也有许多无机盐等坚硬组织；在肌肉其他软组织也有许多无机盐与有机物相结合而存在。此外，作为可溶性盐存与有机物相结合而存在。此外，作为可溶性盐存在于体液、消化液和血液中。由于新陈代谢作用，在于体液、消化液和血液中。由于新陈代谢作用，每天有一定数量的无机盐从各种途径排出体外，每天有一定数量的无机盐从各种途径排出体外，因此每天必须从食物来补充。无机盐在食物中分因此每天必须从食物来补充。无机盐在食物中分布很广，一般指含量较多的钙、钠、钾、镁、磷、布很广，一般指含量较多的钙、钠、钾、镁、磷、硫和氯等七种元素构成的盐。硫和氯等七种元素构成的盐。无机离子的功能有无机离子的功能有:体液中的主要无机盐有：体液中的主要无机盐有：NaNa+ +、K K+ + 、CaCa2+2+、MgMg2+2+、ClCl- - 、HCOHCO3 3- - 、 HPOHPO4 42-2-等，它们执行非常重要的生理功能。等，它们执行非常重要的生理功能。 a.维持细胞内的pH和渗透压，以保持细胞的正常生理活动;b.直接参与生物大分子的形成，如PO43- 是合成磷脂、核苷酸所必需的；Fe3+是细胞色素、血红蛋白的成分；c.作为酶反应的辅助因子，参与细胞的生命活动；。（三）有机分子及有机大分子（三）有机分子及有机大分子 构成生物体的分子主要是有机物，有机物主要是构成生物体的分子主要是有机物，有机物主要是碳化合物碳化合物。碳原子可以形成四个价键，既能与其他。碳原子可以形成四个价键，既能与其他碳原子共价连接成为稳定的链式或环式碳链结构，碳原子共价连接成为稳定的链式或环式碳链结构，称为称为碳骨架。碳骨架。也能与氢、氧、氮、硫和磷原子形成也能与氢、氧、氮、硫和磷原子形成共价键。连接在碳链上的特定功能团更使碳化合物共价键。连接在碳链上的特定功能团更使碳化合物具有不同的特性。具有不同的特性。 生物多样性的分子基础就在于碳原子可以生物多样性的分子基础就在于碳原子可以形成众多的形状与性质各异的复杂的生物大分形成众多的形状与性质各异的复杂的生物大分子。生物大分子主要有子。生物大分子主要有糖类、蛋白质、核酸。糖类、蛋白质、核酸。第二部分高分子化合物高分子化合物 1.高高分分子子也叫也叫聚合物分子聚合物分子或或大分子大分子，具有，具有高的相对分子量高的相对分子量，其结，其结构必须是由多个构必须是由多个重复单元重复单元所组成，并且这些重复单元实所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。Polymer molecule, Macromolecule根据根据IUPAC1996IUPAC1996年之建议：年之建议：ExcerptfromPureAppl.Chem.1996,68,2287-2311一、高一、高 分分 子子 基基 本本 概概 念念聚氯乙烯聚氯乙烯聚乙烯醇聚乙烯醇实际上能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小分能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小分子。子。高高 分分 子子小小 分分 子子聚聚 合合 反反 应应Polymerization单单体体Monomer2.单体单体3.聚合反应聚合反应聚合反应：使单体变为聚合物的反应。聚合反应：使单体变为聚合物的反应。按反应类型分类：加聚反应、缩聚反应按反应类型分类：加聚反应、缩聚反应 天天然然高高分分子子的的直直接接利利用用天天然然高高分分子子的的化化学学改改性性天然橡胶的硫化天然橡胶的硫化, , 硝化纤维的合成等硝化纤维的合成等淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等高高分分子子合合成成高高分分子子时时代代 高高 分分 子子 科科 学学 简简 史史加聚反应加聚反应 （不饱和烯烃类）单体经加成聚（不饱和烯烃类）单体经加成聚合而形成高分子的反应，生成物合而形成高分子的反应，生成物元素组成元素组成与反应物相同与反应物相同顺式反式天然橡胶：聚异戊二烯天然橡胶：聚异戊二烯全同间同无规缩聚反应缩聚反应具有两个以上活性功能团的单体具有两个以上活性功能团的单体通过缩合反应，形成高分子化合物。通过缩合反应，形成高分子化合物。反应过程中有小分子放出。反应过程中有小分子放出。酚醛树脂尼龙6尼龙66其它例子聚碳酸酯聚碳酸酯线形高分子线形高分子环状高分子环状高分子支化高分子支化高分子梳形高分子梳形高分子梯形高分子梯形高分子网状高分子网状高分子星形高分子星形高分子体型高分子体型高分子 二、高二、高 分分 子子 的的 链链 结结 构构应用举例应用举例硬化橡胶（ 20-30%硫）酚醛塑料酚醛塑料( (BakeliteBakelite) )PVC应用应用聚苯乙烯(Polystyrene)尼龙66Teflon历史人物历史人物历史人物历史人物Hermann Staudinger (18811965)联邦德国Karl Ziegler(18981973)联邦德国1963年诺贝尔化学奖1953年诺贝尔化学奖Giulio Natta(19031979) 意大利历史人物历史人物历史人物历史人物Paul John Flory (19101985)美国P. G. de Gennes(19322007)法国1991年诺贝尔物理奖1974年诺贝尔化学奖Wallace Carothers(18961937)美国历史人物历史人物历史人物历史人物Hideki Shirakawa（1936）日本Alan MacDiarmid(1929)美国2000年诺贝尔化学奖Alan J Heeger(1936)美国制制约约因因素素解解决决途途径径（1）延长使用寿命：减少废弃）延长使用寿命：减少废弃（2）回收利用：低性能应用；降解）回收利用：低性能应用；降解（3）自然降解：自然分解回归自然）自然降解：自然分解回归自然：环境污染环境污染“在人类历史上在人类历史上, ,几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对人类社会做出如此巨大的贡献人类社会做出如此巨大的贡献. .”l“We are now faced with the fact, my friends, that tomorrow is today. We are confronted with the fierce urgency of now. In this unfolding conundrum of life and history, there is such a thing as being too late.”lMartin Luther King, 1967第三部分第三部分 生物大分子生物大分子糖类是由C、H、O三种元素构成，习惯称为碳水化合物，是生命活动的能源物质，是生物的结构组成部分。1 糖糖类化合物类化合物一、概述l结结构构特特点点：多多羟羟基基醛醛、酮酮或或多多羟羟基基醛醛、酮酮的缩合物的缩合物l结构通式：结构通式：Cn(H2O)ml按能否水解和水解后生成物质进行分类：按能否水解和水解后生成物质进行分类：单糖；低聚糖；多糖单糖；低聚糖；多糖1. 定义l糖类是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称 光合作用：在日光作用下，通过叶绿光合作用：在日光作用下，通过叶绿素的催化作用，将空气中的二氧化素的催化作用，将空气中的二氧化碳和水转化为碳水化合物。碳和水转化为碳水化合物。2. 来源3. 糖的分布及其重要性：l分布（1）所有生物的细胞质和细胞核含有核糖（2）动物血液中含有葡萄糖（3）肝脏中含有糖元（4）植物细胞壁由纤维素所组成（5）粮食中含淀粉（6）甘蔗，甜菜中含大量蔗糖l重要性（1）水+CO2 光合作用 碳水化合物（2）动物直接或间接从植物获取能量（3）糖类是人类最主要的能量来源（4）糖类也是结构成分（5）纤维素是植物的结构糖4.分类分类二、单糖二、单糖单糖是构成多糖的单体，是由C、H、O三种元素所组成的多羟基的酮或醛的衍生物，通常C、H、O三种元素的比例为1：2：1，分子通式为（CHCH2 2O O）n n，其中n3。但符合此通式的并不一定都是糖，如乳酸C3H6O3即是一例；相反也有个别的糖不符合此通式，如脱氧核糖C5H10O4，鼠李糖C6H12O5。单糖：不能水解的多羟基醛、酮单糖：不能水解的多羟基醛、酮l根据羰基结构分根据羰基结构分类：醛糖；酮糖类：醛糖；酮糖l根据碳原子数目根据碳原子数目及羰基结构分类：及羰基结构分类：某醛糖；某酮糖某醛糖；某酮糖（一）单糖定义（一）单糖定义1.单糖的开环结构菲舍尔投影式单糖的开环结构菲舍尔投影式D葡萄糖D果糖C6H12O6 C6H12O6D-甘油醛甘油醛 （二）单糖结构构象（二）单糖结构构象Fischer投影式投影式表示：竖线表示碳链，表示：竖线表示碳链，使羰基具有最小编号。使羰基具有最小编号。单糖构型的确定仍沿用D/L法。这种方法只考虑与羰基相距最远的一个手性 碳的构型，此手性碳上的羟基在右边的D型，在左边的L型。自然界存在的单糖多属D型糖。 糖的构型：糖的构型：糖的构型：糖的构型：D/LD/L标记法标记法标记法标记法投影式几种写法投影式几种写法开链结构无法解释的现象开链结构无法解释的现象开链结构无法解释的现象开链结构无法解释的现象变旋现象变旋现象熔点146 熔点150 2 2、糖的环状结构的提出、糖的环状结构的提出、糖的环状结构的提出、糖的环状结构的提出呋喃型呋喃型吡喃型吡喃型糖的环状结构糖的环状结构糖的环状结构糖的环状结构HarworthHarworth透视式书写过程注意事项透视式书写过程注意事项透视式书写过程注意事项透视式书写过程注意事项 、-端基异构体的形成端基异构体的形成端基异构体的形成端基异构体的形成HarworthHarworth透视式说明透视式说明透视式说明透视式说明-吡喃糖吡喃糖吡喃糖吡喃糖HarworthHarworth透视式说明透视式说明透视式说明透视式说明-呋喃糖呋喃糖呋喃糖呋喃糖3. 单糖构象单糖构象D葡萄糖葡萄糖D葡萄糖葡萄糖吡喃酮的构象吡喃酮的构象吡喃酮的构象吡喃酮的构象1. 1. 葡萄糖的变旋现象葡萄糖的变旋现象(三三)糖的性质糖的性质不能成脎，不能变旋，没有还原性 糖在溶液中，比旋光度自行转变为定值的现象称为变旋现象。 葡萄糖变旋现象的解释葡萄糖变旋现象的解释葡萄糖变旋现象的解释葡萄糖变旋现象的解释2. 还原性：与本尼迪特试剂反应还原性：与本尼迪特试剂反应D-葡萄糖二酸葡萄糖二酸D-葡萄糖酸葡萄糖酸 单糖易被碱性弱氧化剂氧化说明它们具有还原性，所以把它们叫做还原糖。 Cu2O3. 邻二醇等的氧化邻二醇等的氧化 能够发生上述氧化反应的糖称为还原糖，能够发生上述氧化反应的糖称为还原糖，不反应的称为非还原糖。不反应的称为非还原糖。（1）与）与Tollens、Feling试剂的反应试剂的反应与溴水的反应与溴水的反应与溴水的反应与溴水的反应与稀硝酸的反应与稀硝酸的反应与稀硝酸的反应与稀硝酸的反应高碘酸氧化高碘酸氧化高碘酸氧化高碘酸氧化应用：可以鉴别环的大小应用：可以鉴别环的大小4. 形成缩醛：糖苷形成缩醛：糖苷甲基甲基葡萄糖葡萄糖苷苷单糖环状半缩醛结构中的半缩醛羟基与另一分子醇或羟基作用时，脱去一分子水而生成缩醛。糖的这种缩醛称为糖苷。 水杨苷，苦杏仁苷5. 成脎成脎-羟基醛或羟基醛或-羟基酮的特有反应羟基酮的特有反应 6. 成醚；糖苷键水解成醚；糖苷键水解7. 成酯成酯五乙酸五乙酸D-葡萄糖酯葡萄糖酯五乙酰基五乙酰基D-葡萄糖葡萄糖6磷酸磷酸D-葡萄糖酯葡萄糖酯 单糖分子中含多个羟基，这些羟基能与酸作用生成酯。人体内的葡萄糖在酶作用下生成葡萄糖磷酸酯，如1-磷酸吡喃葡萄糖和6-磷酸吡喃葡萄糖等。单糖的磷酸酯在生命过程中具有重要意义，它们是人体内许多代谢的中间产物。 核糖核糖核糖是五碳糖，其第核糖是五碳糖，其第2 2位碳的羟基脱去氧则成为位碳的羟基脱去氧则成为2 2脱氧核脱氧核糖，核糖与糖，核糖与2 2脱氧核糖是组成核苷酸的重要成分。脱氧核糖是组成核苷酸的重要成分。核酸核酸核酸贮存遗传信息，控制蛋白质的合成。核酸包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),都是由许多顺序排列的核苷酸组成的大分子。贮存遗传信息的特殊DNA片段称为基因，它编码蛋白质的氨基酸序列，从而决定蛋白质的功能。通过蛋白质的作用，DNA实际上控制着细胞和生物体的生命过程。 DNA控制蛋白质的合成是通过RNA来实现的，即遗传信息由DNA转录到RNA，后者决定蛋白质的氨基酸序列。戊糖戊糖:分核糖和脱氧核糖两种分核糖和脱氧核糖两种碱基碱基:分分嘌呤嘌呤和和嘧啶嘧啶两类两类磷酸磷酸1、核酸的基本单位、核酸的基本单位核苷酸核苷酸Sugars usedSugars used核糖的一号碳原子上的核糖的一号碳原子上的羟基羟基与碱基上的与碱基上的氢氢缩水聚合缩水聚合核苷核苷核核苷苷酸酸核苷酸中核糖的核苷酸中核糖的3号或号或5号碳原子上的羟号碳原子上的羟基基与与磷酸磷酸上的氢缩水聚合上的氢缩水聚合2、核酸的化学结构和空间结构、核酸的化学结构和空间结构AT碱基对中的氢键碱基对中的氢键碱基中的烯醇互变Watson、Crick的的DNA双螺旋结构双螺旋结构八、递升与递降反应八、递升与递降反应 将一个醛糖变成高一级醛糖的过程叫做递升；变为低将一个醛糖变成高一级醛糖的过程叫做递升；变为低一级醛糖的过程则叫做递降一级醛糖的过程则叫做递降 醛糖发生递降反应的方法醛糖发生递降反应的方法 先将醛糖氧化生成糖酸钙，然后在三价铁的催化下用过先将醛糖氧化生成糖酸钙，然后在三价铁的催化下用过氧化氢氧化，生成不稳定的氧化氢氧化，生成不稳定的 - -羰基酸，脱羧后得到低一级羰基酸，脱羧后得到低一级的醛糖。的醛糖。 重要的单糖重要的单糖D-葡萄糖（葡萄糖（Glucose）天然为右旋体，无色或白色结晶粉末，它的甜度为蔗糖的天然为右旋体，无色或白色结晶粉末，它的甜度为蔗糖的70%；易溶于水，稍溶于乙醇，不溶于乙醚和烃类。；易溶于水，稍溶于乙醇，不溶于乙醚和烃类。是人体新陈代谢不可缺少的重要营养物质是人体新陈代谢不可缺少的重要营养物质果糖果糖(Fructose)最甜的单糖，甜度为蔗糖的最甜的单糖，甜度为蔗糖的1.5倍，葡萄糖的倍，葡萄糖的2倍倍白色晶体或结晶粉末，易溶于水，可溶于乙醇和乙醚中，熔白色晶体或结晶粉末，易溶于水，可溶于乙醇和乙醚中，熔点点102（分解）（分解）。果糖与果糖与Ca(OH)2水溶液作用，生成难溶于水的络合物，水溶液作用，生成难溶于水的络合物，C6H12O6Ca(OH)2H2O；果糖还能与间苯二酚的稀盐酸溶液作；果糖还能与间苯二酚的稀盐酸溶液作用发生用发生颜色反应颜色反应，呈红色，这两个反应都可用于果糖的，呈红色，这两个反应都可用于果糖的定性定性鉴别和定量分析鉴别和定量分析。氨基糖氨基糖糖分子中除苷羟基外，其它的羟基被氨基取代后的化合物糖分子中除苷羟基外，其它的羟基被氨基取代后的化合物称为氨基糖。多数天然氨基糖是己醛糖分子中称为氨基糖。多数天然氨基糖是己醛糖分子中C2上的羟基上的羟基被氨基取代后的产物。被氨基取代后的产物。一个单糖苷羟基与另一单糖的某一个单糖苷羟基与另一单糖的某一羟基脱水而成一羟基脱水而成三、二糖二糖麦芽糖由两分子葡萄糖单体脱水缩合形成蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖缩合形成乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合而成还原性双糖：还原性双糖：还原性双糖：还原性双糖：一分子单糖的半缩醛羟基与另一一分子单糖的半缩醛羟基与另一一分子单糖的半缩醛羟基与另一一分子单糖的半缩醛羟基与另一分子单糖的醇羟基失水分子单糖的醇羟基失水分子单糖的醇羟基失水分子单糖的醇羟基失水 变旋现象还原性 成脎 麦芽糖麦芽糖麦芽糖麦芽糖有甜味，人体可以消化吸收有甜味，人体可以消化吸收 有变旋光现象、能成脎、有变旋光现象、能成脎、能还原能还原Tollens和和Fehling试剂，试剂，是还原糖是还原糖（分子中（分子中有苷羟基存在）。有苷羟基存在）。纤维二糖纤维二糖纤维二糖纤维二糖无甜味，人体不能消化吸收无甜味，人体不能消化吸收非还原性二糖：两个单糖的苷非还原性二糖：两个单糖的苷羟基失水而成羟基失水而成 l蔗糖蔗糖lD葡萄糖葡萄糖和和D果糖果糖失水失水l两个单糖均成苷两个单糖均成苷1.1.水解得一分子葡萄糖和一分子果糖；水解得一分子葡萄糖和一分子果糖；3.无变旋光现象、不能成脎、不能还原无变旋光现象、不能成脎、不能还原Tollens和和Fehling试剂，试剂，是非还原糖是非还原糖（分子中无苷羟基存在）。（分子中无苷羟基存在）。2.可被可被-糖苷酶水解，是糖苷酶水解，是-葡萄糖苷葡萄糖苷；又可被；又可被-糖苷酶水解，糖苷酶水解，又是又是-果糖苷果糖苷。结构：结构：是是 -D-吡喃葡萄糖和吡喃葡萄糖和 -D-呋喃果糖的两个半缩醛呋喃果糖的两个半缩醛(酮酮)羟基羟基脱脱水水通过通过-1,2-或或-2,1-苷键连接而成。苷键连接而成。蔗糖蔗糖蔗糖蔗糖棉子糖棉子糖棉子糖棉子糖（3）无变旋光现象、不能成脎、不能还原）无变旋光现象、不能成脎、不能还原Tollens和和Fehling试剂，试剂，是非还原三糖是非还原三糖。（1）水解得）水解得1分子半乳糖、分子半乳糖、1分子葡萄糖和分子葡萄糖和1分子果糖；分子果糖；（2）可被）可被 -半乳糖苷酶水解成半乳糖苷酶水解成1分子分子D-半乳糖和半乳糖和1分子蔗糖；分子蔗糖；由多个单糖分子由多个单糖分子缩聚缩聚而成而成重要的多糖有淀粉、糖原、纤维素、氨基葡聚糖等四、多糖 性质：性质：直链淀粉直链淀粉-在冷水在冷水中不溶解，略溶于热水中不溶解，略溶于热水支链淀粉支链淀粉-吸收水吸收水分，吸水后膨胀成糊状分，吸水后膨胀成糊状直链淀粉：以直链淀粉：以（14）糖苷键型缩合）糖苷键型缩合而成的而成的遇碘紫兰色遇碘紫兰色 螺旋的孔径正好容下碘分子，配合和吸附作用使直链淀粉螺旋的孔径正好容下碘分子，配合和吸附作用使直链淀粉遇碘显蓝色。遇碘显蓝色。支链淀粉l除-1,4-糖苷键外，还有-1,6-糖苷键连接的分支l高度分散性 易溶于水支链淀粉支链淀粉支链淀粉支链淀粉二级结构二级结构一级结构一级结构支链淀粉遇碘显紫红色。支链淀粉遇碘显紫红色。环湖精环湖精环湖精环湖精-CD-CD的结构的结构的结构的结构CDCD的特点的特点的特点的特点纤维素l纤维素是D-葡萄糖以-1,4苷键构成的多糖，分子不分支；l纤维素分子以氢键构成平行的微晶体，氢键的牢固性虽较弱，但氢键较多，故微晶束相当牢固；l植物细胞壁的纤维素在一般加工条件下不会溶解，无还原性，人体不能利用纤维素。纤维素纤维素纤维素纤维素l灵芝、巴西蘑菇l甲壳素、壳聚糖l肝素脑苷脂：存在于神经组织中脑苷脂：存在于神经组织中l鞘糖脂在许多特殊的生物学功能中是非常重要的。如红细胞表面的中性鞘糖脂使血细胞具有血型的专一性；神经节苷脂类在神经末梢含量丰富，可能它在神经突触的传导中起重要作用，也可能参与某些受体部位；细胞表面的神经节苷脂和其他鞘糖脂可能与组织或器官的专一性有关，还可能与免疫和细胞间识别、发育、分化有关。 l 脂类的组成和功能脂类是脂肪、磷脂、类固醇等类化合物的总称。脂类分子也含C、H、O 3种元素，但H:O远大于2，有些脂含P和N，各种脂类分子的结构可以差异很大。脂类不溶于水，可溶于非极性溶剂。脂类是生物膜的主要成分；脂肪氧化时产生的能量大约是糖氧化时的二倍。生物表面的保护层/保持体温/生物活性物质。2 脂类(lipids)化合物脂类的定义l在一个分子中兼备了亲水性的部分和与之完全相反性质的亲油性（疏水性）部分的分子尾头亲水性部分亲油性部分一、油脂一、油脂l油脂是指猪油、牛油、花生油、豆油、油脂是指猪油、牛油、花生油、豆油、桐油等动植物油桐油等动植物油l主要成分为三分子高级脂肪酸与甘油形主要成分为三分子高级脂肪酸与甘油形成的酯成的酯脂肪脂肪：由甘油醇和脂肪酸结合成的酯脂肪酸：长直链单羧脂肪酸：长直链单羧酸酸C12C24（偶数碳原（偶数碳原子）子）饱和饱和不饱和（一至多个不饱和（一至多个双键）双键）1. 脂肪酸常见脂肪酸常见脂肪酸俗名俗名系统名系统名结构式结构式熔点熔点月桂酸月桂酸十二酸十二酸CH3(CH2)10COOH44硬脂酸硬脂酸十八酸十八酸CH3(CH2)16COOH71.2油酸油酸9十八碳烯酸十八碳烯酸CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH16.381C (mono-)-4-5 (tri-)63 C (mono-)蜡蜡皂化皂化：将油脂用氢氧化钠（或氢氧化钾）将油脂用氢氧化钠（或氢氧化钾）水解，就得到脂肪酸的钠盐（或钾盐）和水解，就得到脂肪酸的钠盐（或钾盐）和甘油。高级脂肪酸的钠盐就是肥皂。甘油。高级脂肪酸的钠盐就是肥皂。加成：加成：油脂中不饱和键与卤素作用，生成卤代脂肪酸，油脂中不饱和键与卤素作用，生成卤代脂肪酸，这一作用称为卤化作用。这一作用称为卤化作用。 氢化：氢化：2. 油脂的反应3. 肥皂及表面活性剂肥皂及表面活性剂肥皂：肥皂：70%高级脂肪酸钠，高级脂肪酸钠，30%水水亲水基团和疏水基团：亲水基团和疏水基团：一个既具有亲水基，又具有亲油基的分子叫两亲分子，肥皂分子在水中时许多分子的烃基链彼此靠色散力绞在一起，形成一个球形而将亲水部分露在球面上，叫胶束。胶束油油水水又称磷酸甘油脂，与脂肪不同之处在于甘油的一个羟基不是与脂肪酸结合成酯，而是与磷酸及其衍生物(如磷酸胆碱)结合，形成卵磷脂二、磷脂二、磷脂磷脂磷脂卵磷脂是生物膜脂质双层的主要成分，磷酸胆碱一端为极性的头，两个脂肪酸一端为非极性的尾，其中一个脂肪酸通常含不饱和双键，因此总有点弯折 固醇类物质包括胆固醇、性激素、肾上腺皮质激素、维生素D原等。胆固醇和磷脂一样，也可以同蛋白质结合成脂蛋白，作为细胞膜的一部分。维生素D原是形成维生素D的前身物，如皮肤里有一种7-去氢胆固醇，在紫外线照射下可转变为维生素D。性激素、肾上腺皮质激素在调节正常的新陈代谢和生殖上都有重要的功能。 n 类固醇 类固醇如胆固醇等脂类也是细胞膜的重要成分3蛋白质蛋白质l 蛋白质是人类及所有动物赖以生存的营养要素。蛋白质是生命最重要的物质基础，也是生命的表现。l 它存在于细胞、组织和分泌物中，成为液体（血液和奶）、半流动体（卵蛋白和肌肉）或各种不同硬度的半硬体（角质、指甲和头发）。人体内除水分外，蛋白质约占人体重量的一半。相当于占体重的1718%。一、蛋白质的化学组成与分类l1.元素组成C H ON S PFeC：50%H：7%O：23%N：16%S：03%其他：微量P：牛奶中的酪蛋白含磷Fe:血中的血红蛋白含铁。I：甲状腺中甲状腺球蛋白含碘。l2蛋白质的平均含N量16%凯氏定氮的基础3蛋白质的分类l根据组成简单蛋白蛋白质完全由AA组成。Eg核糖核酸酶、胰岛素结合蛋白除了蛋白质部分外，还有非蛋白质成分（辅基、配基）eg.血红蛋白、核蛋白根据分子的形状球状蛋白质分子对称性佳，外形接近球状或椭球状，溶解度较好，能结晶。Eg.血红蛋白、血清球蛋白。纤维状蛋白质对称性差，分子类似细棒或纤维 可溶性纤维状蛋白质肌球蛋白。不溶性纤维状蛋白质胶原、弹性蛋白。根据功能分类 结构蛋白 伸缩蛋白 贮存蛋白 保护蛋白 运输蛋白 激素蛋白 信号蛋白 酶和辅酶蛋白质的主要种类和功能蛋白质的主要种类和功能二、二、 蛋白质的基本结构单位蛋白质的基本结构单位氨基酸氨基酸 l蛋白质的水解：根据水解程度完全水解：彻底水解-得到的水解产物是各种AA的混合物。部分水解（不完全水解）-得到的产物是各种大小不等的肽段和AA。l三种水解方法：酸，碱，酶1.氨基酸的结构氨基酸的结构结构特点：分子中含有结构特点：分子中含有氨基的羧酸氨基的羧酸分类：分类：氨基酸，氨基酸，氨基酸等氨基酸等l氨基酸结构的共同特点在于，在与羧基相连的碳原子（-碳原子）上都有一个氨基，另一个R基n 蛋白质是由20种氨基酸组成的生物大分子l 不同氨基酸其R基各不相同，R基的结构决定了20种氨基酸的特殊性质NH氨基酸的结构氨基酸的结构l除甘氨酸外的手性氨基酸除甘氨酸外的手性氨基酸l除脯氨酸外，均为除脯氨酸外，均为 -氨基酸氨基酸 lL氨基酸氨基酸-氨基酸结构通式氨基酸结构通式-氨基酸氨基酸按基团分类：按基团分类：中性氨基酸中性氨基酸碱性氨基酸碱性氨基酸酸性氨基酸酸性氨基酸丙氨酸、谷氨酸、赖氨酸丙氨酸、谷氨酸、赖氨酸必需氨基酸：必需氨基酸：20种氨基酸中，有种氨基酸中，有8种是人体不种是人体不能合成的，只能从食物中获得，故称为必需氨基能合成的，只能从食物中获得，故称为必需氨基酸。分别是：酸。分别是： 苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、色氨酸、缬氨苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、色氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸酸、甲硫氨酸(蛋氨酸蛋氨酸)、亮氨酸和异亮氨酸、亮氨酸和异亮氨酸。必。必需氨基酸对人体来说，是重要的生活物质。因此需氨基酸对人体来说，是重要的生活物质。因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨基酸的含量。们格外注重其中必需氨基酸的含量。酸性氨基酸与碱性氨基酸酸性氨基酸与碱性氨基酸2. 氨基酸的酸碱两性与偶极离子氨基酸的酸碱两性与偶极离子氨基酸不是以分子形式存在，而是以离子形式存在，这种离子形式称偶极离子、两性离子或兼性离子 正离子、负离子与偶极离子正离子、负离子与偶极离子氨基酸的离子化状态与溶液的pH有关 等电点等电点在某一在某一pH时，氨基酸所带净电荷为时，氨基酸所带净电荷为0，在电场，在电场中既不向阳极移动，也不向阴极移动，此时氨基中既不向阳极移动，也不向阴极移动，此时氨基酸所处溶液的酸所处溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。以值称为该氨基酸的等电点。以PI表示。表示。此时正离子和负离子数量相等，且浓度都此时正离子和负离子数量相等，且浓度都很低，而偶极离子浓度最高。（等电点不是中性很低，而偶极离子浓度最高。（等电点不是中性点）。点）。在强酸性溶液中主要以正离子存在；在强碱在强酸性溶液中主要以正离子存在；在强碱性溶液中主要以负离子存在。氨基酸在等电点时性溶液中主要以负离子存在。氨基酸在等电点时溶解度最小溶解度最小 。水合茚三酮反应水合茚三酮反应 ：生成蓝紫色物质：生成蓝紫色物质3. 氨基酸的化学反应弱酸环境加热弱酸环境加热检验检验氨基氨基与亚硝酸反应与亚硝酸反应定量放出氮气，定量测定氨基酸定量放出氮气，定量测定氨基酸或蛋白质的水解程度或蛋白质的水解程度氨基酸受热反应氨基酸受热反应半胱氨酸与胱氨酸半胱氨酸与胱氨酸4. 氨基酸的制备氨基酸的制备1、蛋白质水解、蛋白质水解2、卤代酸氨解、卤代酸氨解3、由丙二酸酯制备三、多肽三、多肽某氨酰某氨酸某氨酰某氨酸肽键是氨基酸在蛋白质分子中的主要连接方式 四、蛋白质大分子四、蛋白质大分子l蛋白质是由氨基酸以酰胺鍵形成的蛋白质是由氨基酸以酰胺鍵形成的高分子化合物。高分子化合物。l由由C、H、O、N、S等元素组成，有等元素组成，有些含有些含有P、Fe、I。l单纯蛋白和结合蛋白：非蛋白部分单纯蛋白和结合蛋白：非蛋白部分叫辅基（糖、脂肪、色素等）。叫辅基（糖、脂肪、色素等）。1. 蛋白质的结构蛋白质的结构l蛋白质分子中氨基酸的连结顺序，叫蛋白质分子中氨基酸的连结顺序，叫做一级结构。做一级结构。l蛋白质二级结构氢鍵蛋白质二级结构氢鍵二二级级结结构构螺螺旋旋蛋白质二级结构蛋白质二级结构 折叠折叠蛋白质四级结构(a) Arg-Val-Glu-Lys-Met-Val-Leu-Ala-Gly-(b)(c)(d)蛋白质的特定构象即蛋白质的三维空间结构和形态对于蛋白质的功能起决定性的作用。蛋白质变性（构象发生变化）使得其特定的功能便立即丧失。n 蛋白质结构与功能的关系2. 蛋白质的性质蛋白质的性质l两性电解质两性电解质l电泳法：等电点不同，在一定电泳法：等电点不同，在一定pH值中所带电荷值中所带电荷不同，在电场中移动的方向和速度也不同。不同，在电场中移动的方向和速度也不同。l具有胶体性质：在水溶液中的颗粒直径在具有胶体性质：在水溶液中的颗粒直径在1100nm。盐析盐析在蛋白质的胶体溶液中加入盐类、有机在蛋白质的胶体溶液中加入盐类、有机溶剂或某些酸可使蛋白质沉淀。溶剂或某些酸可使蛋白质沉淀。蛋白质的变性蛋白质的变性如果在蛋白质的胶体溶液中加入的酸、如果在蛋白质的胶体溶液中加入的酸、碱或重金属盐或加热使其高级结构被破坏碱或重金属盐或加热使其高级结构被破坏（并不是蛋白质的水解），其活性消失。（并不是蛋白质的水解），其活性消失。蛋白质的水解蛋白质的水解