12-07-2023
Жирные кислоты — алифатические одноосновные карбоновые кислоты с открытой цепью, содержащиеся в этерифицированной форме в жирах, маслах и восках растительного и животного происхождения. Жирные кислоты, как правило, содержат неразветвленную цепь из четного числа атомов углерода (С4-24, включая карбоксильный углерод) и могут быть как насыщенными, так и ненасыщенными[1].
Содержание |
Жирные кислоты могут быть насыщенными (только с одинарными связями между атомами углерода), мононенасыщенными (с одной двойной связью между атомами углерода) и полиненасыщенными (с двумя и более двойными связями, находящимися, как правило, через CH2-группу). Они различаются по количеству углеродных атомов в цепи, а также, в случае ненасыщенных кислот, по положению, конфигурации (как правило цис-) и количеству двойных связей. Жирные кислоты можно условно поделить на низшие (до семи атомов углерода), средние (восемь — двенадцать атомов углерода) и высшие (более двенадцати атомов углерода). Исходя из исторического названия данные вещества должны быть компонентами жиров. На сегодня это не так; термин «жирные кислоты» подразумевает под собой более широкую группу веществ.
Карбоновые кислоты начиная с масляной кислоты (С4) считаются жирными, в то время как жирные кислоты, полученные непосредственно из животных жиров, имеют в основном восемь и больше атомов углерода (каприловая кислота). Число атомов углерода в натуральных жирных кислотах в основном чётное, что обусловлено их биосинтезом с участием ацетил-кофермента А.
Большая группа жирных кислот (более 400 различных структур, хотя только 10—12 распространены) находятся в растительных маслах семян. Наблюдается высокое процентное содержание редких жирных кислот в семенах определённых семейств растений.
Под незаменимыми понимаются те жирные кислоты, которые не могут быть синтезированы в организме. Для человека незаменимыми являются кислоты, содержащие по крайней мере одну двойную связь на расстоянии более девяти атомов углерода от карбоксильной группы.
Жирные кислоты в виде триглицеридов накапливаются в жировых тканях. При потребности под действием таких веществ как адреналин, норадреналин, глюкагон и адренокортикотропина запускается процесс липолиза. Освобождённые жирные кислоты выделяются в кровоток, по которому попадают к нуждающимся в энергии клеткам, где сперва при участии АТФ происходит связывание (активация) с коферментом А (КоА). При этом АТФ гидролизуется до АМФ с освобождением двух молекул неорганического фосфата (Pi).
В растительном и животном организме жирные кислоты образуются, как продукты углеводного и жирового обмена. Синтез жирных кислот осуществляется в противоположность расщеплению в цитозоле.
Коротко- и среднецепочечные жирные кислоты всасываются напрямую в кровь через капилляры кишечного тракта и проходят через воротную вену, как и другие питательные вещества. Более длинноцепочечные слишком велики, чтобы проникнуть напрямую через маленькие капилляры кишечника. Вместо этого они поглощаются жирными стенками ворсинок кишечника и заново синтезируются в триглицериды. Триглицериды покрываются холестерином и белками с образованием хиломикрона. Внутри ворсинки хиломикрон попадает в лимфатические сосуды, так называемый млечный капилляр, где поглощается большими лимфатическими сосудами. Он транспортируется по лимфатической системе вплоть до места, близкого к сердцу, где кровеносные артерии и вены наибольшие. Грудной канал освобождает хиломикрон в кровоток посредством подключичной вены. Таким образом триглицериды транспортируются в места, где в них нуждаются. [2]
Жирные кислоты существуют в различных формах на различных стадиях циркуляции в крови. Они поглощаются в кишечнике, образуя хиломикроны, но в то же время они существуют в виде липопротеинов очень низкой плотности или липопротеинов низкой плотности после превращений в печени. При выделении из адипоцитов жирные кислоты поступают в свободном виде в кровь.
Кислоты с коротким углеводородным хвостом, такие как муравьиная и уксусная кислоты, полностью смешиваются с водой и диссоциируют с образованием достаточно кислых растворов (pKa 3.77 и 4.76, соответственно). Жирные кислоты с более длинным хвостом незначительно отличаются по кислотности. Например, нонановая кислота имеет pKa 4.96. Однако с увеличением длины хвоста растворимость жирных кислот в воде уменьшается очень быстро, в результате чего эти кислоты мало изменяют pH раствора. Значение величин pKa для данных кислот приобретает значение лишь в реакциях, в которые эти кислоты способны вступить. Кислоты, нерастворимые в воде, могут быть растворены в тёплом этаноле, и оттитрованы раствором гидроксида натрия, используя фенолфталеин, в качестве индикатора до бледнорозового цвета. Такой анализ позволяет определить содержание жирных кислот в порции триглицеридов после гидролиза.
Жирные кислоты реагируют так же, как и другие карбоновые кислоты, что подразумевает этерификацию и кислотные реакции. Восстановление жирных кислот приводит к жирным спиртам. Ненасыщенные жирные кислоты также могут вступать в реакции присоединения; наиболее характерно гидрирование, которое используется для превращения растительных жиров в маргарин. В результате частичного гидрирования ненасыщенных жирных кислот цис-изомеры, характерные для природных жиров, могут перейти в транс-форму. В реакции Варрентраппа ненасыщенные жиры могут быть расщеплены в расплавленной щёлочи. Эта реакция имеет значение для определения структуры ненасыщенных жирных кислот.
Жирные кислоты при комнатной температуре подвергаются автоокислению и прогорканию. При этом они разлагаются на углеводороды, кетоны, альдегиды и небольшое количество эпоксидов и спиртов. Тяжёлые металлы, содержащиеся в небольших количествах в жирах и маслах, ускоряют автоокисление. Чтобы избежать этого, жиры и масла часто обрабатываются хелатирующими агентами, такими как лимонная кислота.
Натриевые и калиевые соли высших жирных кислот являются эффективными [1]
Разветвлённые карбоновые кислоты липидов обычно не относятся к собственно жирным кислотам, но рассматриваются как их метилированные производные. Метилированные по предпоследнему атому углерода (изо-жирные кислоты) и по третьему от конца цепи (антеизо-жирные кислоты) входят в качестве минорных компонент в состав липидов бактерий и животных.
Разветвленные карбоновые кислоты также входят в состав эфирных масел некоторых растений: так, например, в эфирном масле валерианы содержится изовалериановая кислота:
Общая формула: CnH2n+1COOH или CH3-(CH2)n-COOH
Тривиальное название | Систематическое название (IUPAC) | Брутто формула | Рациональная полуразвернутая формула | Нахождение | Т.пл. | pKa |
---|---|---|---|---|---|---|
Масляная кислота | Бутановая кислота | C3H7COOH | CH3(CH2)2COOH | Сливочное масло, древесный уксус | −8 °C |
4,82 |
Капроновая кислота | Гексановая кислота | C5H11COOH | CH3(CH2)4COOH | Нефть | −4 °C | 4,85 |
Каприловая кислота | Октановая кислота | C7H15COOH | CH3(CH2)6COOH | 17 °C | 4,89 | |
Пеларгоновая кислота | Нонановая кислота | C8H17COOH | CH3(CH2)7COOH | 12,5 °C | 4.96 | |
Каприновая кислота | Декановая кислота | C9H19COOH | CH3(CH2)8COOH | Кокосовое масло | 31 °C | |
Лауриновая кислота | Додекановая кислота | С11Н23СООН | CH3(CH2)10COOH | 43,2 °C | ||
Миристиновая кислота | Тетрадекановая кислота | С13Н27СООН | CH3(CH2)12COOH | 53,9 °C | ||
Пальмитиновая кислота | Гексадекановая кислота | С15Н31СООН | CH3(CH2)14COOH | 62,8 °C | ||
Маргариновая кислота | Гептадекановая кислота | С16Н33СООН | CH3(CH2)15COOH | 61,3 °C | ||
Стеариновая кислота | Октадекановая кислота | С17Н35СООН | CH3(CH2)16COOH | 69,6 °C | ||
Арахиновая кислота | Эйкозановая кислота | С19Н39СООН | CH3(CH2)18COOH | 75,4 °C | ||
Бегеновая кислота | Докозановая кислота | С21Н43СООН | CH3(CH2)20COOH | |||
Лигноцериновая кислота | Тетракозановая кислота | С23Н47СООН | CH3(CH2)22COOH | |||
Церотиновая кислота | Гексакозановая кислота | С25Н51СООН | CH3(CH2)24COOH | |||
Монтановая кислота | Октакозановая кислота | С27Н55СООН | CH3(CH2)26COOH |
Общая формула: СН3-(СН2)m-CH=CH-(CH2)n-COOH (m=ω-2; n=Δ-2)
Тривиальное название | Систематическое название (IUPAC) | Брутто формула | IUPAC формула (с метил.конца) | IUPAC формула (с карб.конца) | Рациональная полуразвернутая формула | |
---|---|---|---|---|---|---|
Акриловая кислота | 2-пропеновая кислота | С2Н3COOH | 3:1ω1 | 3:1Δ2 | СН2=СН-СООН | |
Метакриловая кислота | 2-метил-2-пропеновая кислота | С3Н5OOH | 4:1ω1 | 3:1Δ2 | СН2=С(СН3)-СООН | |
Кротоновая кислота | 2-бутеновая кислота | С3Н5СOOH | 4:1ω2 | 4:1Δ2 | СН2-СН=СН-СООН | |
Винилуксусная кислота | 3-бутеновая кислота | С3Н6СOOH | 4:1ω1 | 4:1Δ3 | СН2=СН-СН2-СООН | |
Лауроолеиновая кислота | цис-9-додеценовая кислота | С11Н21СOOH | 12:1ω3 | 12:1Δ9 | СН3-СН2-СН=СН-(СН2)7-СООН | |
Миристоолеиновая кислота | цис-9-тетрадеценовая кислота | С13Н25СOOH | 14:1ω5 | 14:1Δ9 | СН3-(СН2)3-СН=СН-(СН2)7-СООН | |
Пальмитолеиновая кислота | цис-9-гексадеценовая кислота | С15Н29СOOH | 16:1ω7 | 16:1Δ9 | СН3-(СН2)5-СН=СН-(СН2)7-СООН | |
Петроселиновая кислота | цис-6-октадеценовая кислота | С17Н33СOOH | 18:1ω12 | 18:1Δ6 | СН3-(СН2)16-СН=СН-(СН2)4-СООН | |
Олеиновая кислота | цис-9-октадеценовая кислота | С17Н33СOOH | 18:1ω9 | 18:1Δ9 | СН3-(СН2)7-СН=СН-(СН2)7-СООН | |
Элаидиновая кислота | транс-9-октадеценовая кислота | С17Н33СOOH | 18:1ω9 | 18:1Δ9 | СН3-(СН2)7-СН=СН-(СН2)7-СООН | |
Цис-вакценовая кислота | цис-11-октадеценовая кислота | С17Н33СOOH | 18:1ω7 | 18:1Δ11 | СН3-(СН2)5-СН=СН-(СН2)9-СООН | |
Транс-вакценовая кислота | транс-11-октадеценовая кислота | С17Н33СOOH | 18:1ω7 | 18:1Δ11 | СН3-(СН2)5-СН=СН-(СН2)9-СООН | |
Гадолеиновая кислота | цис-9-эйкозеновая кислота | С19Н37СOOH | 20:1ω11 | 19:1Δ9 | СН3-(СН2)9-СН=СН-(СН2)7-СООН | |
Гондоиновая кислота | цис-11-эйкозеновая кислота | С19Н37СOOH | 20:1ω9 | 20:1Δ11 | СН3-(СН2)7-СН=СН-(СН2)9-СООН | |
Эруковая кислота | цис-9-доказеновая кислота | С21Н41СOOH | 22:1ω13 | 22:1Δ9 | СН3-(СН2)11-СН=СН-(СН2)7-СООН | |
Нервоновая кислота | цис-15-тетракозеновая кислота | С23Н45СOOH | 24:1ω9 | 23:1Δ15 | СН3-(СН2)7-СН=СН-(СН2)13-СООН |
Общая формула: СН3-(СН2)m-(CH=CH-(CH2)х(СН2)n-COOH
Тривиальное название | Систематическое название (IUPAC) | Брутто формула | IUPAC формула (с метил.конца) | IUPAC формула (с карб.конца) | Рациональная полуразвернутая формула | |
---|---|---|---|---|---|---|
Сорбиновая кислота | транс,транс-2,4-гексадиеновая кислота | С5Н7COOH | 6:2ω3 | 6:2Δ2,4 | СН3-СН=СН-СН=СН-СООН | |
Линолевая кислота | цис,цис-9,12-октадекадиеновая кислота | С17Н31COOH | 18:2ω6 | 18:2Δ9,12 | СН3(СН2)3-(СН2-СН=СН)2-(СН2)7-СООН | |
γ-линоленовая кислота | цис,цис,цис-6,9,12-октадекатриеновая кислота | С17Н28COOH | 18:3ω6 | 18:3Δ9,12,15 | СН3-(СН2)-(СН2-СН=СН)3-(СН2)6-СООН | |
α-линоленовая кислота | цис,цис,цис-9,12,15-октадекатриеновая кислота | С17Н29COOH | 18:3ω3 | 18:3Δ9,12,15 | СН3-(СН2-СН=СН)3-(СН2)7-СООН | |
Арахидоновая кислота | цис-5,8,11,14-эйкозотетраеновая кислота | С19Н31COOH | 20:4ω6 | 20:4Δ5,8,11,14 | СН3-(СН2)4-(СН=СН-СН2)4-(СН2)2-СООН | |
Дигомо-γ-линоленовая кислота | 8,11,14-эйкозатриеновая кислота | С19Н33COOH | 20:3ω6 | 20:3Δ8,11,14 | СН3-(СН2)4-(СН=СН-СН2)3-(СН2)5-СООН | |
- | 4,7,10,13,16-докозапентаеновая кислота | С19Н29COOH | 20:5ω4 | 20:5Δ4,7,10,13,16 | СН3-(СН2)2-(СН=СН-СН2)5-(СН2)-СООН | |
Тимнодоновая кислота | 5,8,11,14,17-эйкозапентаеновая кислота | С19Н29COOH | 20:5ω3 | 20:5Δ5,8,11,14,17 | СН3-(СН2)-(СН=СН-СН2)5-(СН2)2-СООН | |
Цервоновая кислота | 4,7,10,13,16,19-докозагексаеновая кислота | С21Н31COOH | 22:6ω3 | 22:3Δ4,7,10,13,16,19 | СН3-(СН2)-(СН=СН-СН2)6-(СН2)-СООН | |
- | 5,8,11-эйкозатриеновая кислота | С19Н33COOH | 20:3ω9 | 20:3Δ5,8,11 | СН3-(СН2)7-(СН=СН-СН2)3-(СН2)2-СООН |
Это заготовка статьи по биохимии. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
Жирная кислота.