油脂和蛋白质 主讲人：王瀛 [基础知识] 1．油脂是甘油和高级脂肪酸（硬脂酸——C17H35COOH，软脂酸——C15H31COOH 和油酸—C17H33COOH）生成的甘油酯.它的结构可表示为： ，结构式中的 R1，R2，R3可以相同，也可以不同。相同称单甘油酯,不同称混甘油酯.天然油脂大都是混甘油酯。结构式中的 部分称为酯基,是酯的官能团. 2.油脂发生的反应. 油脂兼有烯和酯的性质,主要是发生加成和水解反应. C17H33COOCH2 C17H35COOCH2 ①油脂的氢化:C17H33COOCH + 3H2
C17H35COOCH C17H33COOCH2 C17H35COOCH2 软脂酸甘油酯(油) 硬脂酸甘油酯(脂肪) 此反应叫油脂的氢化,也叫油脂的硬化,属于加成反应. ②油脂的水解: 在有酸或碱或水蒸气存在下油脂跟水能发生水解反应,生成甘油和相应的高 级脂肪酸(或盐)。如: C17H35COOCH2 CH2OH C17H35COOCH + 3H2O
3C17H35COOH + CHOH C17H35COOCH2 CH2OH 硬脂酸甘油脂 硬脂酸 甘油 油脂在碱性条件下水解,得到高级脂肪酸钠,称为皂化反应。例如: C17H35COOCH2 CH2OH C17H35COOCH + 3NaOH
3C17H35COONa + CHOH C17H35COOCH2 CH2OH 硬脂酸钠(是肥皂有效成分) 3.肥皂和洗衣粉的比较 ①成分:肥皂有效成分是高级脂肪酸钠盐,加入填充剂(如松香、硅酸钠和粘土).洗衣粉的成分主要是烷基苯磺酸钠或烷基磺酸钠,再根据需要加入添加剂. ②去污原理:肥皂和洗衣粉结构中,都有极性的亲水基(-COONa或-COO-；-SO3Na或-SO3-)和非极性的憎水基(R-).亲水基插入水中,憎水基插入油滴中,经过洗涤过程,达到洗涤目的. ③合成洗衣粉比肥皂有优点. 使用洗衣粉不受水质限制;去污能力更强而且适于在洗衣机中使用;制洗衣粉原料来源于石油,价钱便宜.但是,要注意洗涤剂的废水不要随意排放,防止水体污染. 4.氨基酸 羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基(-NH2)取代后的生成物,叫做氨基酸.如果羧酸中的
氢原子(R-CH2-COOH)被氨基取代,得到
--氨基酸.如:CH2-COOH叫甘氨 酸(
-氨基乙酸).CH3-CH-COOH叫丙氨酸(
-氨基丙酸)CH2-CH-COOH叫苯丙氨酸(
-氨基-
-苯基丙酸).HOOC-CH2-CH2-CH-COOH叫谷氨酸(
-氨基戊二酸). 氨基酸分子中含有酸基和氨基,它们既是酸又是碱,因此,氨基酸跟酸或碱作用都可以生成盐.例如: CH2-COOH + HCl→ [CH2-COOH]Cl- CH2-COOH + NaOH→ [CH2-COO-]Na+ + H2O,前一种盐具有酸性(分子中有-COOH) 后一种盐具有碱性(分子中有-NH2). 一分子氨基酸中的羧基跟另一分子氨基酸中的氨基之间消去水分子,经缩合 反应而生成产物叫做肽,其中的酰胺基结构-C-NH-叫做肽键.例如: H2N-CH-CO-OH+H--NH-CH-COOH→H2N-CH-CO-NH-CH-COOH+H2O 含有一个肽键的化合物叫二肽.多个氨基酸分子消去水分子而形成含有多个肽键的化合物叫多肽. 5.蛋白质 (1)蛋白质的组成和结构 蛋白质是天然高分子化合物.它的成分除含碳、氢、氧外,都含氮和少量的硫.含氮量为15-18%,含硫量为0.3-2.5%.它的结构非常复杂,多肽链内多种
-氨基酸以一定顺序排列,多肽链跟多肽链之间以氢键相结合,呈空间结构.不同结构的蛋白质的生理功能不同,即便是化学组成不变,而只是空间结构发生了改变,它的生理功能也会发生变化. 蛋白质广泛存在于生物体内,是组成细胞的基础物质. (2)蛋白质的性质: ①两性:蛋白质是由
-氨基酸通过肽键构成的高分子化合物,在蛋白质分子 中存在着氨基和羧基.因此跟氨基酸相似,蛋白质也是两性物质. ②水解:蛋白质在酸、碱或酶的作用下能发生水解,水解得到多肽;多肽进一步水解,最后得到
-氨基酸. ③盐析:少量的盐(如(NH4)2SO4、Na2SO4等)能促进蛋白质的溶解,但要向蛋白质的溶液中加入浓的无机盐溶液,可使蛋白质的溶解度降低,而从溶液中析出,这种作用叫盐析.这样析出的蛋白质仍然可以溶解在水中,而不影响原来蛋白质的性质.因此,盐析是可逆过程.利用这个性质,可以采用多次盐析的方法来分离、提纯蛋白质. ④变性:蛋白质在紫外线、X射线,强酸、强碱,铅、铜、汞等重金属的盐类,一些有机化合物,如甲醛、酒精、苯甲酸等作用下，特别是受热达到一定温度时就会凝结，这种凝结是不可逆的，不能再使它们恢复成为原来的蛋白质.蛋白质的这种变化叫做变性.蛋白质变性后,不仅丧失了原有的可溶性,同时也失去了它们的生理上的作用. ⑤颜色反应:蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应.例如,在使用浓硝酸时,不慎溅在皮肤上而使皮肤呈现黄色. ⑥蛋白质被灼烧时,产生具有烧焦羽毛的气味. (3)蛋白质的用途 ①营养物质.人食用蛋白质

-氨基酸
人体所需的蛋白 质
尿素,排出体外. ②动物的毛和蚕丝属天然高分子化合物,是蛋白质,作纺织品原料.动物的皮加工成皮革. ③动物的皮、骨、蹄提取的蛋白质可用作粘合剂,例如,白明胶用来制造照相胶卷和感光纸. ④驴皮熬制阿胶,是一种药材. ⑤从牛奶中凝结出来的蛋白质叫酪素,用作食品,也可以与甲醛合成酪素塑料. ⑥由蛋白质组成的酶也有广泛的用途.如作催化剂,用于疾病诊断等. [学习指导] 1.你能否辨认猪油、植物油和煤油? 2.你能否用简单的方法鉴别肥皂溶液和洗衣粉溶液? 3.为什么说没有蛋白质就没有生命? 4.在生物实验室里用甲醛溶液保存动物标本,在农业上用波尔多液来消灭害 虫,在医院里用高温蒸煮,照射紫外线,喷洒苯酚溶液,用酒精溶液给皮肤杀菌消毒,这些久用的方法和操作,你如何解释? 5.依你自己的长大发育过程,总结一下体内的营养和热量从哪几个方法来? [例题精析] 1.将11.5t硬脂酸甘油酯进行皂化,若有质量分数为85%的硬脂酸甘油酯发生反应,所生成的硬脂酸钠可制成含硬脂酸钠质量分数为60%的肥皂多少吨?同时可分离出多少吨甘油? 解:设可生成硬脂酸钠的质量为
,甘油的质量为
C17H35COOCH2 CH2OH C17H35COOCH + 3NaOH
3C17H35COONa + CHOH C17H35COOCH2 CH2OH 890
92






可制得肥皂：
答：可制肥皂
2．某种含氮有机物的水溶液，既能跟酸反应，又能跟碱反应。该有机物分子中碳原子数等于氧原子数，碳、氧、氮的原子数之和等于氢原子数。每个有机物分子中只含有1个氮原子，实验测得有机物含氮质量分数是18.6%，试推测该有机物的结构简式，并写出一种与它互为类别异构的有机物的结构简式和名称。 解：设该有机物的分子式为CxH2x+1OxN, 依题意（N的含量）得：

该有机物的分子式为：C2H5O2N。 因为有机物与酸反应，说明分子结构中有氨基（-NH2），有机物与碱也反应，说明有羧基（-COOH）所以它的结构简式为：H2N-CH2-COOH。与它为类别异构体的是：C2H5NO2，叫硝基乙烷。 3．一种天然蛋白质的结构简式为：[NH-CH-C-NH-CH-C]n ,它可看做是由两 种氨基酸通过缩聚反应而生成的高聚物。写出其水解的最终产物的结构简式并命名。 解：蛋白质水解的最终产物为
-氨基酸，其水解断裂的键为肽键中的-C-N-部分。所以两种
-氨基酸的结构简式和名称分别为： CH3-CH-COOH -CH2-CH-COOH
-氨基丙酸
-氨基-
-苯基丙酸 [巩固提高] 一.选择题 1．有关油脂的说法错误的是（ ） 油脂的主要成分是高级脂肪酸的甘油酯，属于酯类。 油脂的水解叫皂化反应。 天然油脂大多由混甘油酯分子组成的混合物。 脂肪里饱和烃基的相对含量较大，熔点较高。 2．油脂的氢化又可称为（ ） A．还原反应 B．氧化反应 C．油脂的硬化反应 D．皂化反应 3．油脂水解后的一种共同产物是（ ） A．硬脂酸 B．甘油 C．软脂酸 D．油酸 4．肥皂溶于热的蒸馏水中，冷却后加入盐酸，得到的沉淀是（ ） A．氯化钠 B．高级脂肪酸钠 C．高级脂肪酸 D．丙三醇 5．硬水使肥皂去污能力减弱甚至失效，这是由于（ ） A．发生了水解反应 B．憎水基失效 C．亲水基失效 D．发生了电离 6．油脂皂化后，使高级脂肪酸钠盐和甘油和水的混合物充分分离，加入的 试剂是（ ），这一过程叫（ ） A．盐酸 B．食盐 C．氢氧化钠 D．盐析 7．不属于天然高分子化合物的是（ ） A．淀粉 B．氨基酸 C．油脂 D．蛋白质 8．下列物质既能跟盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的是：①NaHCO3 ②(NH4)2S ③Al(OH)3 ④NH4Cl ⑤甘氨酸 ⑥CH3COOH A．①②③ B．①②④⑤ C．⑤⑥ D．①②③⑤ 9．不能使蛋白质变性的物质是（ ） A．福尔马林 B．酒精 C．硫酸铜 D．硫酸铵 10．为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是人造丝，可选用的方法是（ ） A．滴加浓硝酸 B．滴加浓硫酸 C．滴加酒精 D．灼烧 11．血液中有一种含铜的呈蓝色的蛋白质分子，其分子量约为151000，已知该分子中铜的质量分数为0.34%，则平均每个铜蓝蛋白质分子中的铜原子数为（ ） A．8 B．6 C．4 D．2 12．下列有关蛋白质的叙述中，不正确的是（ ） A．蛋白质溶液里加入饱和硫酸铵溶液，蛋白质析出，虽然再加水，蛋白质也不再溶解； B．我国科学家在1965年首次合成具有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素，对世界做出了贡献； C．重金属的盐能使蛋白质凝结，所以重金属的盐会使人蓄中毒； D．浓硝酸溅到皮肤上，使皮肤呈黄色，这是蛋白质的颜色反应。 13．下列物质是以蛋白质为原料制成的（ ） A．胶棉 B．酪素塑料 C．阿胶 D．人造丝 二.填空题. 14．油脂的密度比水______，______溶于水，易溶于______，油脂兼有不饱和烃和酯的性质，写出：（1）油酸甘油酯的氢化反应方程式：____________； （2）硬脂酸甘油酯在酸性条件下水解的化学方程式：____________。 （3）硬脂酸甘油酯在碱性条件下水解方程式：____________。 15．A和B两种含氮的化合物分子式分别为C2H5NO2和C2H7NO2，二者都能与强酸、强碱反应，其结构简式分别是A______，B______。 16．苯丙氨酸与甘氨酸分子间缩合掉一分子水生成二肽时，该二肽分子可能有的结构简式是______。 三.计算题. 17．下面是一个四肽，它可以看作是4个氨基酸缩合掉3个水分子而得。 H2N-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-C-OH







式中，
、
、
、
可能是相同的或不同的烃基，或有取代基的烃基。 -NH-C-称为肽键。 O 今有一个“多肽”，其分子式是C55H70O19N10，已知将它彻底水解后只得到下列四种氨基酸： CH2-COOH CH3-CH-COOH -CH2-CH-COOH 甘氨酸 丙氨酸 苯丙氨酸 （C2H5NO2） （C3H7NO2） （C9H11NO2） HOOC-CH2-CH2-CH-COOH 谷氨酸 （C5H9NO4） 问：（1）这个“多肽”是几肽？ （2）该多肽水解后，有几个谷氨酸？ （3）该多肽水解后，有几个苯丙氨酸？ [自我反馈] 一．1．B，2．AC，3. B, 4. C. C17H35COONa+HCl→C17H35COOH↓+NaCl.高级脂肪酸不溶于水.5.C.硬水中含有较多的Ca2+和Mg2+,与肥皂的主要成分C17H35COO-生成了不溶于水的镁盐[(C17H35COO)2Mg]和钙盐[(C17H35COO)2Ca],使亲水基(-COO-)失效。6. B, E, 7. BC, 8. D, 9. D, 10. A D. 11. A.设每个蛋白质分子中有n个Cu原子，则有

12.A， 13.BC. 二．14．小，不，有机溶剂(汽油、苯等) C17H33COOCH2 C17H35COOCH2 (1)C17H33COOCH+3H2
C17H35COOCH C17H33COOCH2 C17H35COOCH2 C17H35COOCH2 CH2OH (2)C17H35COOCH+3H2O
3C17H35COOH + CHOH C17H35COOCH2 CH2OH C17H35COOCH2 CH2OH (3)C17H35COOCH + 3NaOH
3C17H35COONa + CHOH C17H35COOCH2 CH2OH 15.A: H2N-CH2-COOH, B: CH3COONH4 –CH2-CH-C-NH-CH2-C-OH 和 H2N-CH2-C-NH-CH-C-OH 三．17．（1）该多肽是十肽； （2）该多肽水解后有4个谷氨酸； （3）该多肽水解后有3个苯丙氨酸。 解析： （1）仔细观察四肽分子中，有4个N原子，而题给多肽分子式为： C55H70O19N10，根据N原子个数可知，此多肽为“十肽”。 （2）形成十肽时曾消去了9分子水，因此这个十肽彻底水解所得到的10个氨基酸的总和应是C55H70O19N10+9H2O，即为C55H88O28N10. 仔细观察4种氨基酸的分子式（C2H5NO2,C3H7NO2,C9H11NO2和C5H9NO4），它们各有1个N原子。除谷氨酸外，又各含2个O原子，谷氨酸含有4个氧原子。所以，从O原子数中减去N原子数的2倍，再除以2，即为谷氨酸分子数。谷氨酸分子数=
. （3）将分子总和减去4个谷氨酸，C55H88O28N10-4C5H9O4N，即C35H52O12N6。有6个N原子，可见有6个氨基酸，而且C原子和H原子数挺多，推测这是由于含有较多苯丙氨酸（C9H11NO2）所引起的。用C35除C9得3余8，再去验证，若有2个丙氨酸和1个甘氨酸，恰好与题意相符，说明有3个苯丙氨酸是正确的。 若第（3）小题不是这样推理，用C原子H原子守恒也可以顺利解出来。根据去掉4个谷氨酸分子后剩余部分为C35H52O12N6，说明有6个氨基酸分子，设C2H5NO2、C3H7NO2和C9H11NO2分别为
，则有3元一次联立方程组：
解之得
另解：仔细读题，十肽加上消去的9个分子水，得到10个氨基酸的总和是 C55H88O28N10。 设甘氨酸（C2H5NO2）、丙氨酸（C3H7NO2）、苯丙氨酸（C9H11NO2）和谷氨酸（C5H9NO4）分别为a、b、c、d个。 由C守恒得：
由H守恒得：
由O守恒得：
由N守恒得：
解之，得：
[走向高考] 1.（1994年全国高考题）A、B两种有机物，化学式都是C9H11O2N。 （1）合化物A是天然蛋白质的水解产物，光谱显示，分子结构中不存在甲基（-CH3） （2）化合物B是某种化学式为C9H12芳香烃——硝化后的唯一产物（硝基连在苯环上）。 化合物A、B的结构简式分别是：A______，B______。 2.（96年全国）Nomex纤维是一种新型阻燃试剂，它可由间苯二甲酸和间苯二胺在一定条件下以等物质的量缩聚合成。请把Nomex纤维结构简式写在下面的方框中。 COOH NH2 -COOH -NH2 （间苯二甲酸） （间苯二胺） （缩聚物） 3.（92年全国）羧酸酯
COO
在催化剂存在时可跟醇发生如下反应(
、
是两种不同的烃基):
此反应称为酯交换反应，常用于有机合成中，在合成维纶的过程中，有一个步骤是把聚乙酸乙烯酯 [ CH2-CH ]n转化成聚乙烯醇,这一步就是用过量的甲醇进行酯交换反应来实现的. CH3C-O （1）反应中甲醇为什么要过量？ ________________________ （2）写出聚乙烯醇的结构简式：____________ （3）写出聚乙酸乙烯酯与甲醇进行酯交换反应的化学方程式： ________________________ 4.（99年全国）紫杉醇是一种新型抗癌药，其分子式为C47H51NO14，它是由如下的A酸和B醇生成的一种酯。 A：C6H5-CH-NH-CO-C6H5 B：R-OH （1）A在无机酸催化下水解，其化学方程式是： ________________________ （2）A水解所得的氨基酸不是天然蛋白质水解产物，因为氨基不在（填希腊字母）______位。 （3）写出ROH的分子式：____________。 解答： 1.A是蛋白质水解的产物，应为α—氨基酸，从分子C9H11O2N中去一个氨基（-NH2），再去一个羧基（-COOH），剩余部分为C8H8，没有甲基（-CH3），必有苯环（-C6H5），A应为 -CH2-CH-COOH NH2 B为C9H12硝化后的唯一产物，苯环上必有3个甲基（-CH3），且互为间位结构，所以B结构为 2. [ C- —C-N- —N ]n 注意：①羧基和氨基在芳环上的位置； ②缩聚物为高分子化合物，要写对链节的结构简式。 3.（1）使化学平衡右移，提高聚乙酸乙烯酯的转化率，使酯交换反应进行 得完全。 （2）[ CH2-CH ]n （3）[ CH2-CH ]n + nCH3OH
[ CH2-CH ]n + CH3-C-OCH3 CH3C-O 解析：试题所给方程式：
，生成物也是酯和醇，它们之间也一定会发生酯交换反应，即试题所给的方程式事实上是一个可逆反应：

.通过这个判断即可回答问题（1）中甲醇为什么要过量。分析聚乙酸乙烯酯的结构，可看成它是由 CH3-C-OCH=CH2此酯加聚产物，该酯水解得乙酸（CH3C-OH）和乙烯醇（CH2=CH）， 则可写出聚乙烯醇的结构简式。 聚乙酸乙烯酯和甲醇CH3OH的酯交换可按题给方程式的模式去套写： [ CH2-CH ]n CH3-C-O
CH3-OH CH3-C-OCH3 [ CH2-CH ]n 4．（1）C6H5-CH-NH-CO-C6H5 + H2O
C6H5-CH-NH2 + C6H5COOH （2）
（3）C31H38O11 解析：（1）仔细观察A酸的结构简式：C6H5-CH-NH-CO-C6H5，其中肽键 -NH-CO-部分，水解中断键，恢复氨基（-NH2）和羧基（-COOH），能顺利写出A水解的化学方程式。 （2）考察基础知识，天然蛋白质水解最终产物都是
-氨基酸。而A水解产物的氨基不在
位上（在
位上）。 （3）紫杉醇C47H51NO14是A酸和B醇酯化产物，从题给结构简式知道，A是一元羧酸，B是一元醇，酯化时消去1分子水。A酸和B醇原子的总和是： C47H51NO14+H2O，即C47H53NO15。B醇的原子总和是由C47H53NO15减去A酸原子总和C16H15NO4，C47H53NO15-C16H15NO4，即为C31H38O11. 高考资源网 w。w-w*k&s%5￥u 高考资源网 w。w-w*k&s%5￥u

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