Липиды. Классификация липидов

1.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
Кемеровский государственный медицинский университет
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра фармацевтической и общей химии
Липиды

2.

ПЛАН ЛЕКЦИИ:
1. Классификация липидов.
2. Структурные компоненты липидов.
3. Анализ жиров и масел.
4. Воски.
5. Сложные липиды.
6. Биологическая роль и основные
функции жиров.
2

3.

1. Классификация липидов
3

4.

Липиды
простые
(двухкомпонентные)
сложные
(многокомпонентные)
продуктами их гидролиза
являются спирты и
карбоновые кислоты
в результате их гидролиза
кроме спиртов и карбоновых
кислот, образуются и другие
вещества (например,
фосфорная кислота и углеводы)
Примеры: воски, жиры,
масла, церамиды
Примеры: фосфатиды,
сфинголипиды, гликолипиды
4

5.

2. Структурные компоненты липидов
5

6.

Общие структурные признаки ВЖК:
– являются монокарбоновыми;
– содержат неразветвленную углеродную цепь;
– включают четное число атомов углерода в
цепи;
– имеют цис-кофигурацию двойных связей
(если они присутствуют).
6

7.

Строение наиболее важных высших жирных кислот
7

8.

Правилами ИЮПАК для ВЖК допускается использование тривиальных
названий.
Собственная номенклатура ненасыщенных ВЖК. В ней концевой атом
углерода, независимо от длины цепи, обозначается буквой греческого
алфавита ω (омега). Отсчет положения двойных связей производится не как
обычно от карбоксильной группы, а от метильной группы.
Линоленовая кислота – 18:3 ω-3 (омега-3) (льняное масло, рыбий жир);
Линолевая (омега-6) (подсолнечное, кукурузное масла);
Олеиновая (омега-9) (оливковое масло).
Для организма человека наиболее важны:
– из насыщенных: пальмитиновая С16, стреариновая С18;
– из ненасыщенных: олеиновая С18:2, линоленовая С18:3 и арахидоновая С20:4
8
кислоты.

9.

Спирты. В состав липидов могут
входить:
– высшие одноатомные спирты;
– многоатомные спирты;
– аминоспирты.
9

10.

В природных липидах наиболее часто встречаются
насыщенные и реже ненасыщенные
длинноцепочечные спирты (С16 и более) главным
образом с четным числом атомов углерода.
Например, в воск входят цетиловый СН3(СН2)15ОН и
мелиссиловый СН3(СН2)29ОН спирты.
Многоатомные спирты в большинстве природных
липидов представлены трехатомным спиртом
глицерином. Встречаются и другие многоатомные
спирты: этиленгликоль, пропан-диол-1,2 и
миоинозит.
10

11.

НОСН2СН2NН2
+
НОСН2СН2N(CH3)3
НО–СН2СН–СООН
ǀ
NH2
2-аминоэтанол
холин
серин
11

12.

Сфингозин – ненасыщенный длинноцепочечный двухатомный
аминоспирт. Двойная связь в сфингозине имеет трансконфигурацию, а асимметрические атомы С-2 и С-3 –
D-конфигурацию.
12

13.

Триацилглицерины (жиры и масла) – сложные
эфиры глицерина и высших жирных кислот
общая формула триацилглицерина
(жира и масла)
13

14.

Жиры – триацилглицерины с
преобладанием в составе остатков
насыщенных ВЖК (имеют твердую
консистенцию).
Масла – триацилглицерины с
преобладанием в составе остатков
ненасыщенных ВЖК (имеют жидкую
консистенцию).
14

15.

Номенклатура. Триацилглицерины называют
как производные глицерина, в которых атомы
водорода ОН-группы замещены ацильными
остатками ВЖК. Названия этих остатков
производят с использованием суффикса –оил и
перечисляют в алфавитном порядке с
указанием их положения.
15

16.

три-О-стеароилглицерин
1-О-олеоил-2-О-пальмитоил3-О-стеароилглицерин
16

17.

Гидролиз. Реакции гидролиза
триацилглицеринов, содержащих
сложноэфирные связи, катализируются
как кислотами, так и основаниями.
Омыление – щелочной гидролиз,
приводящий к образованию солей ВЖК
(мыл).
17

18.

О
CН2
О
С
О
R
CН2
О
CH
CН2
О
О
жир
С
С
О
ОН
+ Na
О С
R
О
R1
R2
+ 3 NaOH
CH
CН2
ОН
+ Na
О
С
ОН
+ Na
О
С
глицерин
R1
О
R2
мыла
18

19.

О
CН2
О
С
О
R
CН2
О
CH
CН2
О
О
жир
С
С
О
R1
R2
ОН
+ H
О С
О
+
+ H2O
H
R
CH
ОН
+ H
О
С
О
R1
R2
ОН + H О С
глицерин
высшие жирные кислоты
CН2
19

20.

Переэтерификация – это замена одного спиртового или
кислотного остатка в молекуле сложного эфира на другой.
О
CН2
О
С
О
R
CН2
О
CH
CН2
О
О
С
С
О
ОН
+
СH3 О С
R
О
R 1 + 3 СН3ОН
R2
NaOH
CH
CН2
ОН
+
СH3 О
С
ОН
+
СH3 О
С
глицерин
О
R1
R2
метиловые эфиры
высших жирных кислот
20

21.

Различаю внутри- и
межмолекулярную
переэтерификацию.
21

22.

Внутримолекулярная переэтерификация
22

23.

Межмолекулярная переэтерификация
23

24.

Гидрирование ненасыщенных ацилглицеринов
используется как способ получения из жидких масел
твердых жиров с заданной температурой плавления.
2-О-линолеоил-1-О-олеоил-3О-стеароилглицерин
три-О-стеароилглицерин
24

25.

Галогенирование. Бромирование является качественной
реакцией, позволяющей определить наличие кратных связей.
25

26.

3. Анализ жиров и масел
26

27.

Кислотное число – масса гидроксида
калия (в миллиграммах),
необходимая для нейтрализации
свободных жирных кислот,
содержащихся в 1 г анализируемого
образца:
RCOOH + KOH → RCOOK + H2O
27

28.

Йодное число – число граммов йода,
которое присоединяется к 100 г
исследуемого образца. Это мера
ненасыщенности триацилглицеринов.
Чем выше йодное число, тем больше
степень ненасыщенности триацилглицерина:
– говяжий жир – 40-48;
– какао – 32-38;
– оливковое масло – 80-88;
– подсолнечное – 119-144.
28

29.

Пероксидное число – количество йода в
%, образующегося из йодида калия в
присутствии пероксидов.
По пероксидному числу судят об
окислительных процессах, протекающих в
жирах (маслах) в присутствии пероксидов.
29

30.

Число омыления – количество гидроксида
калия (в миллиграммах), необходимое для
нейтрализации свободных и связанных в
виде триацилглицеринов жирных кислот,
содержащихся в 1 г анализируемого
образца.
Это характеристика длины жирных кислот,
входящих в жир.
30

31.

4. Воски
31

32.

Воски – сложные эфиры высших жирных
кислот и высших одноатомных спиртов. В их
состав входят, как правило насыщенные ВЖК
(обычно пальмитиновая) и насыщенные
спирты (цетиловый, цериловый,
мелиссиловый, мирициловый и др).
По происхождению воски разделяются на
растительные (пальмовый воск, воск в
масле жожоба) и животные (пчелиный воск,
спермацет, ланолин).
32

33.

Воск пчелиный ≈ на 70 % состоит из
сложных эфиров ВЖК, ≈ 30 % представлено
мирициловым эфиром пальмитиновой
кислоты.
Пчелиный воск отличается наличием
свободных спиртов (СН3(СН2)28СН2ОН –
мирициловый) и кислот (способность
эмульгировать некоторое количество воды).
33

34.

Спермацет выделяется из жира,
содержащегося в полостях черепной коробки
кашалота и других китообразных. Он
практически полностью состоит из сложных
эфиров ВЖК и высших одноатомных спиртов
(СН3(СН2)22СН2ОН – цетиловый).
Преобладающим компонентом является
цетиловый эфир пальмитиновой кислоты и
мирициловый эфир олеиновой кислоты
34

35.

Ланолин (шерстный или шерстяной
воск) вырабатывается кожными
железами овец.
Ланолин отличается от других
восков высоким содержанием
стеринов (холестерина).
35

36.

5. Сложные липиды
36

37.

Фосфатиды (глицерофосфатиды) по химическому
строению представляют собой производные L-глицеро3-фосфата:
СН2ОН
Н
ОН
СН2О
О
Р
ОН
ОН
L-глицеро-3-фосфат
37

38.

L-фосфатидовые кислоты – это производные L-глицеро3-фосфата, этерифицированные жирными кислотами по
спиртовым гидроксильным группам.
R1CO, R2CO – остатки ВЖК
L-фосфатидовые кислоты
38

39.

Общая структура фосфатидов
R1CO – остаток насыщенной ВЖК
R2CO – остаток ненасыщенной ВЖК
X – остаток спирта
39

40.

В зависимости от строения аминоспирта фосфатиды
подразделяются на:
– фосфатидилхолины (аминоспирт – холин), или лецитины
40

41.

– фосфатидилколамины (аминоспирт – коламин), или
коламинкефалины
41

42.

– фосфатидилсерины (аминоспирт – серин), или
серинкефалины
42

43.

В зависимости от строения многоатомного спирта
фосфатиды подразделяются на:
– фосфатидилглицерины (спирт – глицерин)
R1CO – остаток насыщенной ВЖК
R2CO – остаток ненасыщенной ВЖК
43

44.

– фосфатидилинозиты (спирт – инозит)
R1CO – остаток насыщенной ВЖК
R2CO – остаток ненасыщенной ВЖК
44

45.

Сфинголипиды (сфингомиелины) – группа
сложных липидов, основой молекулой
которых являются алифатические
аминоспирты, из которых наиболее
распространены сфингозин и церебрин.
Сфинголипиды делятся на
фосфоросодержащие и
гликосфинголипиды.
Содержатся в клетках нервной ткани.
45

46.

сфингозин
церебрин
46

47.

Гликолипиды (галактоцереброзиды) – сложные
липиды, образующиеся в результате соединения
спиртов, жирных кислот и углеводов.
В молекулах гликолипидов есть полярные
«головы» (углевод) и неполярные «хвосты»
(остатки жирных кислот).
Благодаря этому гликолипиды (вместе с
фосфолипидами) входят в состав клеточных
мембран.
47

48.

Общая структура гликолипида
48

49.

6. Биологическая роль и основные
функции жиров
49

50.

1. Жиры являются основными компонентами клеточных мембран.
2. Участвуют в регуляции деятельности гормонов, ферментов, процессах
биологического окисления, транспорта различных веществ. Примерно 50 %
массы мозга составляют липиды.
3. Являются хорошими растворителями ряда биологически активных
веществ, витаминов А, D и др., что способствует всасыванию их в
кишечнике и усвоению в организме.
4. Выполняют энергетическую функцию. При окислении 1 г жира
выделяется 37,7-39,8 кДж. Это примерно в два раза больше, чем у белков и
углеводов.
5. Защищают внутренние органы от охлаждения и ушибов.
6. Жиры бифильны (содержат гидрофильные и гидрофобные группы) –
функционируют на границе раздела фаз. Поэтому анастезирующие
препараты хорошо растворимы в липидах, легко проникают через
клеточные мембраны.
Недостаток и избыток жиров приводит к различным патологиям.
50

51.

51

52.

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!
52