PART 3 LIPIDSPART 3: LIPIDS

ลพด (Lipids)( p )

• เปนสารชวโมเลกล ประกอบดวยธาตคารบอน ไฮโดรเจน

และออกซเจน และอาจมธาตอนอกคอไนโตรเจน และและออกซเจน และอาจมธาตอนอกคอไนโตรเจน และ

ฟอสฟอรส

• โดยทวไปจะไมละลายในนา แตละลายไดในสารอนทรยท

ไมมขว ไมละลายนา ละลายในตวทาละลาย อนทรย เชน ไมมขว ไมละลายนา ละลายในตวทาละลาย อนทรย เชน

อเทอร คลอโรฟอรม

• หนาทของลพด

1. เปนโครงสรางของเยอเซลล

2. เปนสารทใชในการสะสมพลงงานในรางกาย

ป และเปนแหลงพลงงาน

3 เปนนวมปองกนอวยวะตาง ๆ ในรางกาย3. เปนนวมปองกนอวยวะตาง ๆ ในรางกาย

4. เปนสวนประกอบของผนงเซลลแบคทเรย

และพชชนสง

ประเภทของลพดแบงตามโครงสราง ป ไ ไ ไ 1. ลพดเชงเดยว(simple lipid) ประกอบดวยกรดไขมนและแอลกอฮอล ไดแก ไขมน

(fat) นามน(oil) และไข (wax)

ไขมนมสถานะเปนของแขงทอณหภมหอง สวนนามนเปนของเหลวทอณหภมหอง ไขมนมสถานะเปนของแขงทอณหภมหอง สวนนามนเปนของเหลวทอณหภมหอง

สาหรบไขเปนสารทประกอบดวยกรดไขมนโมเลกลใหญกบแอลกอฮอลมกไม

ละลายนาพบตามผวหนง ใบไมและผลไมบางชนด

2.ลพดเชงซอน หรอ ลพดเชงประกอบ (compound lipid)

เปนลพดทมสารอนเปน องคประกอบดวย ไดแก ฟอสโฟลพด (phospholipid) เปนลพดทมสารอนเปน องคประกอบดวย ไดแก ฟอสโฟลพด (phospholipid)

ไกลโคลพด (glycolipid) และ ลโพโปรตน (lipoprotein)

3.อนพนธลพด (derived lipid) เปนสารประกอบอนทรย

ทมโครงสรางแตกตางจากลพดทวไป แตเนองจากมสมบตคลายลพด

ไ ใ ไ ใ เชน ละลายไดในตวทาละลายอนทรย จงถกจดไวในกลมลพด

ตวอยางอนพนธลพดทสาคญ เชน สเตยรอยด

lipidslipidspp

•• ไขมนและนามนไขมนและนามน (fat and oil)(fat and oil)•• ไขไข (waxes)(waxes)ไขไข (waxes)(waxes)•• ฟอสโฟลปดฟอสโฟลปด (phosphors lipid)(phosphors lipid)

( t id )( t id )•• สเตรอยดสเตรอยด (steroids)(steroids)

ปฏกรยาการเกดไขมนเปนปฏกรยาการเกดเอสเทอร (esterification)

CH2 OH HO C R1O

CH2 O CO

R12

CH OH HO C R2O

3O

+ +

2

CH O C R2O

3O

3 H2Ocatalyst

CH2 OH HO C R3 CH2 O C R3

glycerol Fatty acid Triglyceride (ไขมน)

CH O C

O

RCH2 O C

CH

R

OHO

CH2 OH CH2 O CO

OR

monoglyceride CH O C

CH2 OH

Rmonoglyceride

CH2 OH

CH2 O CO

OR

diglyceride

CH O CO

RO

Triglyceride CH2 O C RTriglyceride

การเรยกชอไขมน 1. การเรยกชอไตรกลเซอไรดอยางงาย ใหเรยกคาวา ไตร” นาหนา

แลวเรยกชอกรดไขมนตนกาเนด

แตใหเปลยนคาลงทายจาก –อก แอซด (–ic acid) เปน อน (–in)

เชน ไตรโอเลอน (triolein)( )

ซงเปนไตรกลเซอไรดทเกดจากกลเซอรอล 1 โมเลกล รวมกบกรดโอเลอก 3 โมเลกล

2. การเรยกชอไตรกลเซอไรดผสม

จะเรยกชอกรดไขมนตนกาเนดตามลาดบทเกาะกบคารบอน จะเรยกชอกรดไขมนตนกาเนดตามลาดบทเกาะกบคารบอน

เปลยนคาลงทายชอของกรดไขมน 2 ชนดแรกจาก

–อก แอซด (–ic acid) เปน –โอ (–o) อก แอซด ( ic acid) เปน โอ ( o)

และเปลยนคาลงทายชอของกรดไขมนชนดสดทายเปน –อน (–in)

เชน โอเลโอปาลมโตไลโนเลอน (oleopalmitolinolein)

ซงเปนไตรกลเซอไรดทมาจากซงเปนไตรกลเซอไรดทมาจาก

กรดโอเลอก ( l i id) กรดโอเลอก (oleic acid)

ป กรดปาลมตก (palmitic acid)

กรดไลโนเลอก (linoleic acid)

ชนดของกรดไขมน

กรดไขมนทไดจากการนาไตรกลเซอไรดมาไฮโดรไลซจะเปนโซตรง

และมจานวนคารบอนเปนเลขคอยระหวาง 12–24 อะตอม

กรดไขมนทเกดขนตามธรรมชาตมประมาณ 40 ชนด ซงแบงเปนประเภทไดดงน

-Saturated fatty acid CnH2n+1COOH CnH2n+1COOH

-Unsaturated fatty acid มพนธะคอยางนอย 1 ตว สตรทวไปคอ Unsaturated fatty acid มพนธะคอยางนอย 1 ตว สตรทวไปคอ

CnH2n-3COOH

ตวอยางของ saturated fatty acid ตวอยางของ saturated fatty acid

สวนมากมจานวนคารบอนเปนเลขค

– lauric acid (C12) CH3(CH2)10COOH

– palmitic acid (C16) CH3(CH2)14COOH

– stearic acid (C ) CH (CH ) COOHพบมากทสด

stearic acid (C18) CH3(CH2)16COOH

- กรดไขมนชนดอมตว มสมบตแขงตวงาย จดหลอมเหลวสง

ไ ไ ใไมเหมนหน เพราะไมทาปฏกรยากบออกซเจนในอากาศและ

ความรอน แตกรดชนดนยอยยาก ถารบประทานมากจะทาให

ไขมนอดตนในเสนเลอดสง

ไขมนจากสตว มกรดไขมนอมตวมากกวากรดไขมนไมอมตว

ไขมนอดตนในเสนเลอดสง

• ถา C - C ตอกนดวยพนธะเดยว และมพนธะคอยางนอย 1 พนธะ เปน กรดไขมนไมอมตว (unsaturated fatty acid) พนธะ เปน กรดไขมนไมอมตว (unsaturated fatty acid)

เชน

Ol i id (C ) CH (CH ) CH CH(CH ) COOH– Oleic acid (C18) CH3(CH2) 7CH = CH(CH2) 7COOH

– Linoleic acid (C18)

CH3(CH2)4CH = CHCH2CH = CH - (CH2)6CH2 COOH

กรดไขมนไมอมตวทพบมากทสด ไดแกกรดไขมนไมอมตวทพบมากทสด ไดแก

กรดโอเลอก (oleic acid) และกรดไลโนเลอก (linoleic acid)

- กรดไขมนชนดไมอมตว มสมบตแขงตวยาก จดหลอมเหลวตา เหมนหนงาย

ป ใ เพราะจะทาปฏกรยากบออกซเจนในอากาศและความรอน

• พนธะคใน fatty acid สวนใหญจะม configuration เปน cis- หรอ (Z)- เชน

– Oleic acid หรอ (Z) -9-octadecenoic acidOleic acid หรอ (Z) 9 octadecenoic acid

CH3(CH2)7 (CH2)7COOH

C = C

H H

มกรดไขมนบางชนดเปน trans configurationมกรดไขมนบางชนดเปน trans-configuration

พจารณาตามความจาเปนตอรางกาย จาแนกไดเปน 2 ประเภท ไดแก

- กรดไขมนทจาเปนตอรางกาย(essential fatty acid)

เปนกรดไขมนทรางกายสรางไมไดแตมความสาคญและจาเปนตอการดารงชวตแบบเปนกรดไขมนทรางกายสรางไมไดแตมความสาคญและจาเปนตอการดารงชวตแบบ

ปกตของมนษย ม 3ชนด คอ กรดลโนเลอก (linoleic acid) กรดลโนเลนก (linolenic

acid) และกรดอะราชโดนก (Arachidonic acid)

- กรดไขมนทไมจาเปนตอรางกาย (non essential fatty acid) - กรดไขมนทไมจาเปนตอรางกาย (non essential fatty acid)

เปนกรดไขมนทรางกายสรางขนเองได เชน กรดสเตยรก (stearic acid) กรดโอเลลก

(oleic acid) กรดปาลมตก (palmitic acid) เปนตน

สมบตทางกายภาพของ triglyceride

• ขนกบ fatty acid ทเปนองคประกอบ

1 จดหลอมเหลว• 1. จดหลอมเหลว

– m.p. เพมขน เมอจานวนคารบอนเพมขน

– m.p. ลดลงเมอจานวน unsaturated เพมขน

ไ °

กรดไขมน จานวน C จานวนพนธะค m.p.(°C)

Palmitic 16 - 63 1Palmitic 16 63.1

Stearic 18 - 69.6

Oleic 18 1 13.4

Linoleic 18 2 -5

Li l i 18 3 11Linolenic 18 3 -11

• 2 การละลายนา2. การละลายนา

– กรดไขมนในไตรกลเซอไรด มขนาดโมเลกลใหญ ไมละลาย

นา

– แตถาอยในรปของเกลอ Na, K ของกรดไขมน เชน สบ แตถาอยในรปของเกลอ Na, K ของกรดไขมน เชน สบ

ละลายนาได

ไ โ • 3. ไอโซเมอร

– ไตรกลเซอไรดทเกดจาก fatty acid ทมพนธะคม 2 isomer ไตรกลเซอไรดทเกดจาก fatty acid ทมพนธะคม 2 isomer

คอ cis-, trans- isomer

สมบตและปฏกรยาทางเคม

• 1. Saponification (alkaline hydrolysis)

ไฮโดรไลซไตรกลเซอไรดดวยเบส เชน N OH KOH – ไฮโดรไลซไตรกลเซอไรดดวยเบส เชน NaOH, KOH

ได กลเซอรอล และ เกลอของกรดไขมน (สบ)

O

CH2- O - C – R CH2-OH2

O

3 N OH

2

CH- OH

CH - OHCH - O - C – R

O

+ 3 NaOH CH2- OH

+

CH2- O- C – R

3 RCOONa

(สบ)

The formation of soap micelles in water

O H

H

OH

HH

HSoaps are

useful cleaningt b f

ไขม น

ส งสกปรก

OH

H

OH

agents because ofthe differentaffinities of aO

H

H

affinities of asoap molecule’stwo end.

O HH

OH

H

The usefulness of soaps as cleaning agents is limited by their tendency to precipitate out s ed y e e de cy o p ec p a e ouof solution in “hard” water. Hard water is water that is acidic or that contains ions of calcium, magnesium or iron

2 CH3(CH2)16COONa + Ca2+ (CH3(CH2)16COO)2Ca + 2 Na+

magnesium, or iron.

นากระดางเกดขนไดอยางไร?

ไคลสบ

เกดจากนาฝนซงมแกสคารบอนไดออกไซดละลายอย ทาใหเกดเปนกรดคารบอนก

ซงเปนกรดออน เมอซมลงใตดนผานชนดนซงมการสลายตวของสารอนทรย

ใ ป จะทาใหมปรมาณกรดคารบอนกมากขน ซงเมอนาทซมผานชนดน

หรอสมผสกบชนหนโดยเฉพาะหนปนซงมองคประกอบหลก คอ

แคลเซยมคารบอเนต และ แมกนเซยมคารบอเนต แคลเซยมคารบอเนต และ แมกนเซยมคารบอเนต

นาจะสามารถละลายองคประกอบหลกเหลานไดทาใหปรมาณ Ca2+ & Mg2+เพมมากขน

ใชผงซกฟอกซงมสมบตเหมอนสบ แตดกวาสบ ซงสามารถทาปฏกรยากบ Ca2+&Mg2+

ในนากระดางได

O

ในนากระดางได

S

O

O

CnH2n+1 O O-Na+ S

O

O

O O -N a +

O

S

O

O-Na+CH

CH3

CH3(CH2)nS

O

O -N a +

S

OO NaCHCH3(CH2)n O

OCH3CH3CH3CH3 OS

OO-Na+CH

3

CH3CHCH2CHCH2CHCH2

333

S

O

OO -N a +

• 2. Hydrogenation– unsaturated triglyceride ทาปฏกรยากบ H2 โดยมโลหะ เชน Ni เปนตวเรงปฏกรยา

– ประโยชน ใชในการทาให m.p. ของนามนสงขน หรอ การทานามนพชใหแขง เชน นามนฝาย นามนถว นามนมะพราว

CH2-O-C(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 CH2-O- C-C17-H35HH22//NiNi

2 ( 2)7 ( 2)7 3 2 17 35

CH2 ~ O CH2 ~ Osaturated triglycerideg y

• 3. Addition of halogen3. dd t o o a oge: ใหไตรกลเซอไรดทาปฏกรยากบ halogen ได dihalide

CH2-O-C-(CH2)7CH = CH(CH2)7CH3

CH O CH~ O

HgClHgCl22/ / I I 22

I

CH2-O-C-(CH2)7CH-CH(CH2)7CH3

CH~ O I

ป – ปฏกรยาระหวาง unsaturated triglyceride กบ

iodine ทาใหทราบจานวนพนธะคได โดยดจาก

ปรมาณของ iodine ททาปฏกรยาไป โดยแสดงเปนคา

i di b iodine number

– Iodine number = จานวนกรมของ iodine ททา

ปฏกรยาพอดกบนามน หรอ ไขมน 100 กรม

– คา iodine number สง แสดงวาม unsaturated fatty

acid มาก

4 Rancidity4. Rancidity

– การมกลนหนของไขมน และนามน เกดจาก

unsaturated fatty acid ทมนาหนกโมเลกลตาถก

oxidised ไดในอากาศเกดเปน volatile aldehyde oxidised ไดในอากาศเกดเปน volatile aldehyde,

ketone และ acid ซงมกลนเหมน

– การปองกน ใหใสสารจาพวก antioxidants

การปองกนโดยการเตมสารกนหน เชนวตามน E C ลงไปในไขมนและนามนการปองกนโดยการเตมสารกนหน เชนวตามน E, C ลงไปในไขมนและนามน

/OwaxC R/OR

wax

ไขเปนเอสเตอรของกรดไขมนกบแอลกอฮอล เกดจากกรดไขมนทม

คารบอน 14-36 อะตอมกบแอลกอฮอล ทมคารบอน 16-30 อะตอม

องคประกอบของไขผง

โ ผงงานตองกนนาตาลหรอนาผง จานวนมากถง 8 กโลกรม

เพอผลตไขผงไดเพยง 1 กโลกรม ไขผงจงมองคประกอบของ

โมเลกลของธาตหลกเชนเดยวกบนาผง คอ C H Oประกอบชนดตาง ๆ ดงน โมเลกลของธาตหลกเชนเดยวกบนาผง คอ C, H, Oประกอบชนดตาง ๆ ดงน

1. ไฮโดรคารบอน (hydrocarbons) 14%

2. โมโนเอสเทอร (monoesters) 35%

3. ไดเอสเทอร (diesters) 14%

4. ไตรเอสเทอร (triesters) 3%

ไ 5. ไฮดรอกซโมโนเอสเทอร (hydroxy monoesters) 4%

6. ไฮดรอกซโพลเอสเทอร (hydroxyl polyesters) 8%

7 กรดเอสเทอร ( id t ) 1%7. กรดเอสเทอร (acid esters) 1%

8. กรดโพลเอสเทอร (acid polyesters) 2%

9. กรดอสระ (free acid) 12%( )

10. แอลกอฮอลอสระ (free alcohols) 1%

11. สารทยงไมทราบชนด (unidentifiect) 6%

การนาไปใชประโยชน

ไขผงทบรสทธจากธรรมชาตจะทาใหไดผลตภณฑตาง ๆ จากไขผงนน

มคณภาพกายภาพและทางเคม สงกวาผลตภณฑทไดจากไขเทยม

ไขผงนอกจากนาไปทาเทยนไขแลว ยงใชทาเครองสาอาง

กระบวนการทา ผาบาตก งานโลหะ ใชเปนสารกนนา

สารขดเงา สารหลอลน ซงสามารถแบงเปนกลม ๆ ไดดงน

1. ใชทาเครองสาอาง ประมาณรอยละ 35-40

2. ใชในงานเภสชกรรม ประมาณรอยละ 25-30

ไ 3. ใชทาเทยนไข ประมาณรอยละ 20

4. ใชทาอน ๆ ประมาณรอยละ 10-20

Phospholipidsพบมากในเซลลพชและสตว ตวอยางเชนองคประกอบหลกของเยอหมเซลล

ฟอสโฟลฟด 1 โมเลกลจะ

ประกอบดวยประกอบดวย

-กลเซอรอล 1 โมเลกล

กรดไขมน 2 โมเลกล -กรดไขมน 2 โมเลกล

-หมฟอสเฟต 1 โมเลกล

สวนทมขวสวนทไมมขว

การละลายในนาของฟอสโฟลปด

SORACHAI SAELIM, DEPARTMENT OF CHEMISTRY, MAHIDOLWITTAYANUSORN SCHOOL

ใ ป ตวอยาง เลซตน พบมากในเนอเยอของคนและสตว ทาหนาทเปนตว

ละลายคอเลสเตอรอล ไตรกลเซอไรด และไขมนทอยในหลอดเลอด ให

แตกตวเปนอนภาคเลก ๆ แตกตวเปนอนภาคเลก ๆ

Steroids

D11

1213

16

17

โครงสรางหลก คอ

A B

C D1

28

910 14 15

A B3

45

67

สเตอรอยด (องกฤษ: steroid) เปนลพดทมโครงสรางเฉพาะ

โดยทโครงสรางคารบอนจะเปนวงแหวน 4 วงเชอมตอกน

ความแตกตางของชนดสเตอรอยดจะผนแปรไปตามฟงกชนนลกรป ทตดอยกบวงแหวนเหลาน

มสเตอรอยดแตกตางกนเปนรอยชนดทสามารถตรวจพบในพชและสตว

ใ ใ ป โ ตวอยางบทบาทสาคญของสเตอรอยดในระบบชวตสวนใหญคอ การเปนฮอรโมน

Steroids

ไ ปสามารถแบงไดเปน

-คอเลสเทอรอล

-ฮอรโมนอะดรโนคอรตคอยด ทาหนาทรกษา ควบคม

โ ไ สมดลของนาและอเลกโทรไลต

-ฮอรโมนเพศ

-กรดนาด

มความจาเปนสาหรบการดารงชวต หากมมากจะสะสมและเกาะทผนง

เสนเลอด

ฮอรโมนเพศ

เทสโทสเทอโรน มหน าท ควบคมการ

เจรญเตบโตของอวยวะสบพนธ รวมทงเจรญเตบโตของอวยวะสบพนธ รวมทง

พฒนาการตาง ๆ ของเพศชาย

โพรเจสเทอโรน ทาหนาทควบคมเยอบผนงโพรเจสเทอโรน ทาหนาทควบคมเยอบผนง

มดลกในระหวางทมการตงครรภหรอม

ประจาเดอน

กรดนาด

ผลตจากคอเลสเทอรอลทตบและเกบสะสมไว

ในถงนาด กรดนาดทสาคญคอ กรดโคลค จะทา

ไ ใ ไ หนาทชวยยอยไขมนในลาไสเลกและยงชวย

ละลายคอเลสเทอรอลทอยในอาหารไดอกดวย