十、油脂
油脂存在于各种植物的种子、动物的组织和器官中。人体中的脂肪约占体重的 10% --20%。油脂是食物组成中的重要成分,也是产生能量最高的营养物质。油脂是高级脂肪酸(如硬脂酸、软脂酸或油酸等)和甘油生成的酯的酯,属于酯类。
1、油脂的组成与结构
( 1)分类
( 2)油脂的结构可表示为:, R 1、 R 2、 R 3可以代表饱和烃基或不饱和烃烃基。如果 R 1、 R 2、 R 3相同,这样的油脂称为单甘油酯;如果 R 1、 R 2、 R 3不相同,称为混甘油酯。天然油脂大都为混甘油酯,且动、植物体内的油脂大都为多种混甘油酯的混合物,无固定熔点。
2、油脂的物理性质:密度比水小,不溶于水,易溶于有机溶剂。
3、油脂的化学性质:
( 1)油脂在酸性条件下水解为甘油、高级脂肪酸,在碱性条件下水解为甘油、高级脂肪酸钠,油脂在碱性条件下的水解称为皂化反应,工业生产中常用此反应制取肥皂。
( 2)分子中若有双键的油脂能与 H 2发生加成反应。
该反应称为油脂的氢化,也称为油脂的硬化,这样制得的油脂称为人造脂肪,通常又称硬化油。油脂的氢化具有重要的意义。工业上常利用油脂的氢化反应把多种植物油转化为硬化油。硬化油的性质稳定,不易变质,便于运输、可用作肥皂、脂肪酸、甘油、人造油等原料。
4、油脂的生理功能
在人体内,高级脂肪酸甘油酯在酶的催化作用下发生水解,生成高级脂肪酸和甘油,然后再分别进行氧化分解,释放能量;脂肪是提供能量的重要物质, 1 g脂肪在体内氧化放出 39.1 kJ的热量,远高于糖类和蛋白质。油脂有保持体温和保护内脏器官的功能;油脂能增强食物的滋味,增进食欲,保证机体的正常生理功能;油脂增强人体对脂溶性维生素的吸收;过量地摄入脂肪,可能引发多种疾病。
十一、蛋白质
1、氨基酸
( 1)定义:羧酸分子里烃基上的氢原子被氨基(- NH 2)取代后得到的物质。天然蛋白质水解所生成的氨基酸分子中,氨基连接在与羧基(— COOH)相邻的碳原子上,被称为α -氨基酸
( 2)常见的氨基酸
甘氨酸(氨基乙酸): NH 2— CH 2— COOH
丙氨酸(α-氨基丙酸):
苯丙氨酸:
谷氨酸:
( 3)性质
①两性
②缩合反应(脱水缩合)
氨基酸分子间发生缩合反应生成肽和水。因此反应原理与醇和羧酸反应生成酯类似。由氨基提供的氢原子与羧基提供的羟基生成水,氨 基与羟基间形成的化学键叫肽键。两个氨基酸分子在一定条件下缩合的产物叫二肽。由多个氨基酸分子脱水形成的太肽叫多肽。(多肽链相互结合,形成结构复杂的 蛋白质)
2、蛋白质
( 1)定义:蛋白质是由不同的氨基酸(天然蛋白质所含的都是α一氨基酸)经缩聚后形成的高分子化合物。组成元素有 C、 H、 O、 N、 S等,分子中含有氨基(— NH 2)和羧基(— COOH)。
( 2)化学性质
①两性:由于蛋白质分子中同时含有氨基和羧基,与氨基酸相似,也具有两性。
②水解:在酸性或碱性或酶的作用下水解,最终水解成α—氨基酸。
③盐析:向蛋白质溶液中加入某些浓的无机轻金属盐或铵盐溶液后,可以使蛋白质凝聚而从溶液中析出,这种作用叫盐析。盐析是一个可逆过程。盐析可用于蛋白质的分离和提纯。
④蛋白质的变性:在某些物理因素或化学因素的影响下(如强酸、强碱、重金属盐、乙醇、加热、紫外线照射、超声波等),蛋白质的理化性质和生理功能发生改变的现象,称为蛋白质的变性。变性是不可逆的,利用此性质可以进行消毒。
⑤颜色反应:某些蛋白质跟浓 HNO 3作用会显黄色,可用于鉴别蛋白质。
⑥灼烧气味:蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味,用于区别纤维与蛋白质(如真丝、纯毛毛线等)。
( 3)蛋白质的用途
( 1)蛋白质在生物学上的意义:蛋白质和糖类、脂肪都是我们主要的营养物质。因为一切生命现象都跟蛋白质有关,所以,人们常说:没有蛋白质就没有生命。
( 2)蛋白质在工业上的用途:蛋白质不仅具有生物学上的意义,在工业上也有广泛用途。动物的毛和蚕丝的成分都是蛋白质,它们是重要的纺织原料。动物的皮经过药剂鞣 制后,其中所含蛋白质就变成不溶于水的、不易腐烂的物质,可以加工制成柔软坚韧的皮革。动物胶是一种比较简单的蛋白质,是用骨和皮等熬煮而得的。无色透明 的动物胶叫做白明胶,可用来制造照相感光片和感光纸。牛奶里的蛋白质——酪素除做食品外,还能跟甲醛合成酪素塑料。 酶的成分是蛋白质,酶广泛应用于食品、纺织、医药、制革、试剂等工业。
十二、合成高分子化合物
1、几个概念
( 1)高分子化合物:有许多小分子化合物以共价键结合成的、相对分子质量很高(通常为 10 4~ 10 6)的一类化合物。也称聚合物或高聚物。
( 2)单体:用来合成高分子化合物的小分子化合物。
( 3)链节:组成高分子链的化学组成和结构均可以重复的最小单位。也可称为最小结构单元,是高分子长链中的一个环节。
( 4)链节数:高分子链节的数目,也称重复结构单元数。以 n表示。
2、高分子化合物的分类
⑴按照高分子化合物的来源分类,可分为天然高分子化合物和合成高分子化合物。天然有机高分子化合物有淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶。
⑵按照高分子化合物分子链分类,可分为线型高分子、支链型高分子和体型高分子。
⑶按照高分子化合物受热时的不同行为分类,可分为热塑性高分子和热固性高分子。
⑷按照高分子化合物的工艺性质和使用分类,可分为塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂和密封材料。
3、研究高分子化学反应的意义
⑴通过改性,制备新的、更有用的材料。例:纤维素乙酰化、硝化等,可制得醋酸纤维素、硝酸纤维素等,可生产人造丝、清漆、炸药、薄膜、塑料;聚醋酸乙烯酯水解,可制得聚乙烯醇;橡胶硫化和防老化可改善性能,延长使用时间。
⑵研究高分子化学的反应,可了解高分子的结构与性能的关系,掌握导致聚合物降解、交联的各种因素和规律,从而防止老化,或利用降解反应处理废弃塑料、回收单体。
模拟训练
1、( 2012·泉州四校联考)下列关于有机物的说法正确的是()
A.乙烯使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色的本质是不同的
B.淀粉、蛋白质、油脂都属于天然高分子化合物
C.聚氯乙烯塑料最适合用来做蔬菜、水果及熟食等的保鲜膜
D.等物质的量的 CH 4与 Cl 2恰好反应时,生成 CH 3 Cl与 HCl
答案: A
解析: A项乙烯使溴水褪色属于加成反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色属于氧化反应,正确; B项油脂不属于高分子化合物; C项聚氯乙烯有毒,不能做食品保鲜膜; D项甲烷与氯气的取代反应不能停留在某一阶段,不正确。
2、( 2012·佛山质检)下列关于有机物的说法正确的是()
A.乙酸乙酯和食用植物油均可水解生成乙醇
B.甲烷、乙烯和苯都能与溴水反应
C.溴乙烷与 NaOH乙醇溶液共热可生成乙烯
D.淀粉和蛋白质完全水解的产物都是氨基酸
答案: C
解析: A错误,因为植物油水解得到的是甘油即丙三醇,而不是乙醇; B错误,甲烷与苯不能与溴水反应; D错误,淀粉的水解产物是葡萄糖。
3、( 2012·湖北八市联考)下列关于有机物的说法正确的是()
A.乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应,且都有同分异构体
B.汽油、煤油、植物油均为含碳、氢、氧三种元素的化合物
C.纤维素和淀粉都能发生水解,但水解的最终产物不同
D.丁烷与戊烷分子内碳原子数相差一个,但同分异构体数却相差两个
答案: A
解析:汽油、煤油属于烃类,不含氧元素, B项错误;纤维素和淀粉水解的最终产物相同,都是葡萄糖, C项错误;丁烷有两种同分异构体,戊烷有三种同分异构体, D项错误。
4、( 2012·宁波八校联考)糖类、油脂、蛋白质为动物性和植物性食物中的基本营养物质。下列说法正确的是( )
A.蛋白质中只含 C、 H、 O三种元素
B.油脂在人体中发生水解的产物是氨基酸
C.牛油、大豆油的主要成分都是高级脂肪酸甘油酯
D.糖类、油脂、蛋白质一定都能发生水解反应
答案: C
解析: A项蛋白质中一定含有 C、 H、 O、 N四种元素,还可能含有 S、 P等其他元素; B项油脂的水解产物为甘油和高级脂肪酸; D项糖类中的单糖不能水解。
5、( 2012·潍坊期末)下列说法正确的是()
A.石油的分馏和煤的干馏都是物理变化
B.可用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸
C.淀粉、纤维素的化学式都可表示为( C 6 H 10 O 5) n,二者互为同分异构体
D.淀粉、油脂和蛋白质都能水解,最终水解产物只含碳、氢、氧三种元素
答案: B
解析:石油的分馏是物理变化,而煤的干馏属于化学变化, A项错误; C项淀粉、纤维素的聚合度 (n)不同,不正确;蛋白质水解产物为氨基酸,含碳、氢、氧、氮等元素, D项不正确。