类脂是广泛存在于生物组织中的天然大分子 有机化合物 ,这些化合物的共同特点是都具有很长的碳链,但结构中其它部分的差异却相当大。它们均可溶于 乙醚 、 三氯甲烷 、 石油醚 、苯等 非极性溶剂 ,不溶于水。常见的类脂化合物有蜡、油脂、 磷酸甘油酯 、 类、 类固醇 及一些 维生素 等。
简介
就是“类似脂肪”的意思,曾作为脂肪以外的溶于脂 溶剂 的天然化合物的总称。现在已不作为物质的名称来使用了,而是多作为所谓“类脂样的”形容词,用于可形容溶于脂溶剂中、和脂肪相似的性质。现在使用定义比较正确的脂质、复合脂质等。
类脂即复合酯[zhǐ]类。与单纯酯类,衍生脂质统称为广义酯类。是指除含 脂肪酸 和醇外,尚有其他称为非脂成分的分子。
在自然界中,最丰富的是混合的 三酸甘油脂 ,在食物中占脂肪的98%,在身体中占28%以上。所有的 细胞 都含有 磷脂 ,它是细胞膜和血液中的结构物,在脑、神经、肝中含量特别高,卵磷脂是膳食和体内最丰富的磷脂之一。四种 脂蛋白 是血液中 脂类 的主要运输工具。
类脂即复合酯类。与单纯酯类,衍生脂质统称为广义酯类。是指除含脂肪酸和醇外,尚有其他称为非脂分子的成分。
类脂是从生物中提取的、溶于 非极性溶剂 (如 三氯甲烷 、 乙醚 )而不溶于水的 有机化合物 ,有几种分类的方法,可以把脂类物质分成油脂和类脂化合物。油脂指的是 猪油 、 牛油 、 花生油 、 酱油 、桐油等动、植物油。类脂化合物包括一些 化学 结构与油脂有较大差异的物质,如 磷脂 、蜡等,由于它们在物态及 物理性质 方面与油脂类似,因此叫做类脂化合物。在这种分类法中,类脂有时包括萜类和 固醇类 ,有时则把固醇和萜( 2-甲基-1,3-丁二烯 衍生物)另归一亚类。
分类
类脂指的是与脂和油很类似的化合物,种类很多,主要分为5大类:
1、磷脂:含有磷酸、 脂肪酸 和氮的化合物;
2、 鞘脂类 :含有磷酸、脂肪酸、 胆碱 和 氨基醇 的化合物;
3、 糖脂 :含有 糖类 、脂肪酸和氨基醇的化合物;
4、 类固醇 及固醇:类固醇都是相对分子质量很大的化合物,如动植物组织中的胆固醇和植物组织中谷固醇;
蜡
蜡是自然界中存在的长链 羧酸 (C16及以上)的长链醇(C16及以上)酯,多是低 熔点 的固体。按其来源可分为动物蜡和植物蜡。在制药和化妆品中常用到的蜡主要是蜂蜡、虫蜡、鲸蜡、 巴西棕榈蜡 等。
天然蜡的主要成分就是 高级脂肪酸 与高级 一元醇 形成的单酯。蜡结构中最常见的 脂肪酸 是 软脂酸 和二十六 碳酸 ;最常见的醇是十六、二十六和三十醇。此外蜡中还含有少量游离高级脂肪酸、游离 高级脂肪醇 和高级 烷烃 等成分。
较重要的动物蜡有从鲸油中分离出来的鲸蜡,它主要由棕榈酸鲸 蜡酯 组成,熔点为42-47℃,结构简式为n-C15H31COOC16H33-n。
鲸蜡是软脂酸和 1-十六烷醇 ( 十六碳醇 )生成的酯(C15 H31COOC16 H33),是 抹香鲸 的头部提取物。
羊毛脂 ,其名称叫做脂,但实际上也是一种蜡,是由 硬脂酸 、 油酸 及 软脂酸 等分别与胆甾醇或 蜡醇 形成的酯。它是附着在羊毛上的油状分泌物,是羊毛碱洗过程中所得副产品。
巴西棕榈蜡 的主要成分是由 蜡酸 ( 三十烷酸 )与蜡醇(C26H53OH)或 蜂蜡醇 (C30H61OH)形成的酯,可从巴西 棕榈 中提取制得。
虫蜡,又称 白蜡树 ,是虫蜡酸与虫蜡醇形成的酯(C25 H51 COOC26 H53),它是 寄生 于女真树上的 白蜡虫 分泌物;霍霍巴油也是一种蜡,是由36~48碳 高级脂肪酸 与18~22碳饱和醇或不饱和 烯醇 组成的酯,其 化学式 为RCH2COOR;此外,在各种油脂精炼过程中所得到的糠蜡和 玉蜀黍属 蜡也均属于此类。
蜂蜡是由 软脂酸 与蜂蜡醇(三十碳醇)形成的酯(C15 H31 COOC30 H61),它是来自 工蜂 腹部蜡腺中排泄的分泌物;蜂蜡,它是 蜜蜂属 筑造蜂巢的主要物质,为C-C的直链 羧酸 伯醇 (C-C)酯。 熔点 为60-82℃;还有我国 中国西南地区 特产 白蜡树 (虫蜡),由 寄生 于 女贞 树上的 白蜡虫 分泌物中制得,主要成分是 蜡酸 蜡酯 (n-C25H51COOC26H53-n)。
在工业上使用较多的植物蜡为 巴西棕榈蜡 ,存在于巴西 棕榈 的表面,是C和C的羧酸伯醇(C和C)酯的 混合物 。棕榈蜡具有较高的熔点(80-87℃)。由于它有不透水的性质,广泛用作汽车和地板的光亮剂。蜡在工业上用来制造蜡纸、软膏、蜡模、上光剂和防水剂等、蜡 水解 可以得到相应的长链 羧酸 ( 脂肪酸 )和醇。
油脂
油脂是 高级脂肪酸 的甘油酯,普遍存在于动物的脂肪组织和植物种子中,是动植物脂肪储藏 细胞 的主要成分。习惯上把室温下呈液态的高级脂肪酸甘油酯称为油,而呈固态的则称为酯。油脂的结构式可表示为:
油脂水解可得到 丙三醇 和长链脂肪酸,组成油脂的脂肪酸种类很多,通常是含十个以上偶数碳原子的直链羧酸。脂肪酸有饱和的和不饱和的。
重要的 饱和脂肪酸 有:
CH₃(CH₂)₁₀COOH 月桂酸 , 熔点 44℃;CH₃(CH₂)₁₂COOH 肉豆蔻酸 ,熔点54℃;CH₃(CH₂)₁₄COOH 软脂酸 (软脂酸),熔点63℃:CH₃(CH₂)₁₆COOH 硬脂酸 ,熔点72℃。
最重要的不饱和脂肪酸含十八个碳原子,分子中有一个或多个双键,例如CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇COOH 油酸 (9-十八碳烯酸),熔点13℃;CH₃(CH₂)₄CH=CHCH₂CH=CH(CH₂)₇COOH 亚油酸 (9,12-十八碳烯酸),熔点-5℃;CH₃CH₂CH=CHCH₂CH=CHCH₂CH=CH(CH₂)₇COOH 亚麻酸 (9,12,15-十八碳烯酸), 熔点 11℃;CH₃(CH₂)₄(CH=CH)₃(CH₂)₇COOH 桐油酸 (9,11,13-十八碳烯酸);CH₃(CH₂)₅CH(OH)CH₂CH=CH(CH₂)₇COOH 蓖[bì]麻油酸(12-羟基-9-十八碳烯酸)。
油脂 水解 可得到相应的 脂肪酸 ,如 棕榈油 水解后得1%-3%的 肉豆蔻酸 ,34%-43%的 软脂酸 ,3%-6%的 硬脂酸 ,38%-40%的 油酸 和5%-11%的 亚油酸 。一般动物脂肪中含大量的 饱和脂肪酸 ,如硬脂酸、软脂酸。植物油中则含大量不饱和脂肪酸。
油脂的密度小于水,15℃时相对密度在0.3-0.98之间,而且不溶于水,易溶于 乙醚 、苯、 石油醚 、汽油、丙酮等有机 溶剂 。油脂多是 混合物 ,因此没有固定的 熔点 和 沸点 。它们在室温下是液态还是固态主要取决于组分中 脂肪酸 的不饱和程度,不饱和程度高的脂肪酸甘油酯室温下多为液态,不饱和度较低的脂肪酸甘油酯则多为固态。
油脂具有一般酯的性质,油脂与 氢氧化钠 水溶液 共热, 水解 生成 丙三醇 和 高级脂肪酸 钠(肥皂),该反应称为皂化。例如:
油脂在强酸 催化 下水解,生成甘油和脂肪酸,这是工业上制备高级脂肪酸的重要方法。
磷脂
磷酸甘油酯 与油脂类似,是由甘油与 羧酸 和磷脂形成的 二羧酸 甘油磷酸酯 。它广泛存在于动物和植物的细胞膜中。
磷脂中最重要的是α-脑磷脂和α-卵磷脂。
上述两种磷脂分子中既有带正电荷部分,也有带负电荷部分。这是磷脂作为 生物膜 的主要成分的原因。磷脂天然存在于人体所有 细胞 和组织中,也存在于植物蛋白、种子和 根状茎 中。它是由两分子 脂肪酸 和一分子磷酸或取代磷酸与 丙三醇 缩合成的复合类脂。按其 化学 结构,可将 磷脂 分成甘油磷脂和神经 鞘磷脂 两类。
脂蛋白
乳糜微粒、极低密度脂蛋白、低密度脂蛋白、 高密度脂蛋白 。
类固醇
胆固醇、 麦角菌 因醇、皮质 固醇 、 胆酸 、 维生素D 、雄激素、雌激素、孕激素。
化合物
萜类化合物
萜类化合物 广泛存在于植物体内,是植物 香精油 ( 芳香油 )的主要成分。 萜类化合物 种类很多,其结构类别也 不尽相同,但它们都可以看作是由两个或两个以上 2-甲基-1,3-丁二烯 分子按不同方式首尾相连而成,此即称为萜类化合物结构的异戊二烯规律。其结构形式有开链式、环状式、饱和与不饱和烃类及其含氧 衍生物 ,如醇、醛、酮等。根据它们的异戊二烯分子的单位数又可将其分为 单萜 (由 两分 子异戊二烯组成),以下按每增加一个异戊二烯单位,依次称之为 倍半萜 、 二萜 、 三萜 、 四萜 及 多萜 。在自然界中,单萜和倍半萜类是 芳香油 的主要成分;二萜以上多为植物的 没药树 、 皂苷 或色素的主要成分。单萜化合物又分为链状单萜( 月桂烯 、 柠檬醛 等)、 单环 单萜( d-柠檬烯 、 薄荷脑 等)和双环单萜( 松节水 、 冰片 、 樟脑 等)三类。倍半萜类主要包括 合欢 醇、 山道年 等; 二萜类 主要有 植醇 、 维生素a 和 松香酸 ; 甘草次酸 属于五环三萜类;胡萝卜素则为四萜类。
甾体化合物
甾体化合物属简单类脂,广泛存在于动植物的组织中,是一类重要的 天然产物 。胆固醇、 胆汁醇 、 维生素D 及各类甾体激素均属此类。其基本结构是 环戊烷 的母核及三个侧链,亦叫甾体母核。胆固醇是含有27个 碳原子 的胆甾醇,其 化学 名称为胆甾5-烯-3β-醇。它存在于人和动物体中,尤以动物脑、 蛋黄 及油脂中含量最高。胆固醇在化妆品中应用比较广泛,也是合成维生素D的重要原料。胆汁酸是含有24个碳原子的胆 酸。在动物胆汁中,胆汁酸一般都是与 甘氨酸 或 牛磺酸 以 肽键 结合成 胆盐 ,并以不同比例存在于动物胆汁中。
有关病状
质渐进性坏死
类脂质渐进性坏死 ,发病原因有两种可能。一是与 糖尿病 有关,是糖尿病小血管病变的结果;另一种可能由于免疫复合物性血 管炎引起。诊断要点:
1、中年多见;
2、好发于胫前,对称或不对称;
3、皮损初为 栗色 丘疹 ,逐渐扩大形成红黄色及 褐色 斑块,卵圆形或不规则,境界清楚,质硬,表面光滑,常有 毛细血管扩张症 ,中央可凹陷,外观似 局灶性硬皮病 ;
4、少数病例有 溃疡 ;
5、组织病理典型表现为真皮中层渐进性坏死,周边有组织 细胞 , 巨噬细胞 形成栅状肉芽肿。
质肺炎
类脂质 肺炎 是一种在给婴儿喂服鱼肝油或其他油类时,由于喂法不当等因素,使油脂吸入肺内所致的 吸入性肺炎 。因为婴儿的吞咽功能尚未健全,咳嗽反射也不敏感,如果喂法不当或强行喂服,油类便会呛入 气管 进入肺部而发病。此外,也有个别婴儿在便秘时因喂服 麻油 或 石蜡 误入气管而发生类脂质肺炎。因此,医务人员、药店人员要告诉年轻的父母,给孩子喂服油脂类药品或食品时,应千万小心谨慎,尤其是一岁以内的婴儿、 早产 和腭畸形的婴儿,以不服油脂类药品为宜,更不可把鱼肝油当作滋补药品长期服用,以免得不偿失有害健康。
生理功能
类脂的主要生理功能是作为细胞膜结构的基本原料,约占细胞膜重量的50%左右。人们知道,只要 小肠 中 有类脂,就能使啮齿类和人类的营养吸收减少,因为类脂可以激活小肠—大脑神经轴。
研究表明,大脑能够直接探测血液中的类脂,以抑制 葡萄糖 的生成,从而通过一大脑—肝脏神经轴来维持啮齿类的葡萄糖体内平衡。现在,研究工作首次表明,小肠上层类脂能够通过一个小肠—大脑—肝脏 神经回路 迅速抑制葡萄糖生成。
用大鼠所作实验表明,进入小肠的类脂或脂肪能够触发传入大脑的神经信号,后者随后将信号发送到肝脏,以降低葡萄糖的生成和血糖水平,用时不到15分钟。但食用高脂肪食物仅仅三天,就能干扰一信号,使其失去作用,不能再向其他器官发出降低血糖水平的信号。这让我们看到,降低 中度肥胖 或 糖尿病 葡萄糖或血糖水平有有效的方法。