Лекция№41 жирные кислоты

Жирные кислоты—алифатические карбоновые кислоты—в организме могут находиться в свободном состоянии (следовые количества в клетках и тканях) либо выполнять роль строительных блоков для большинства классов липидов.

В природе обнаружено свыше 200 жирных кислот, однако в тканях человека и животных в составе простых и сложных липидов найдено около 70 жирных кислот, причем более половины из них в следовых количествах. Практически значительное распространение имеют немногим более 20 жирных кислот. Все они содержат четное число углеродных атомов, главным образом от 12 до 24. Среди них преобладают кислоты, имеющие С16 и С18 (пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и линолевая). Нумерацию углеродных атомов в жирно-кисло3тной цепи начинают с атома углерода карбоксильной группы. Примерно 3/4 всех жирных кислот являются непредельными (ненасыщенными), т. е. содержат двойные связи. Ненасыщенные жирные кислоты человека и животных, участвующие в построении липидов, обычно содержат двойную связь между (9-м и 10-м атомами углеводородов); дополнительные двойные связи чаще бывают на участке между 11-м атомом углерода и метильным концом цепи. Своеобразие двойных связей природных ненасыщенных жирных кислот заключается в том, что они всегда отделены двумя простыми связями, т. е. междуними всегда имеется хотя бы одна метиленовая группа (—СН=СН— —СН2—СН=СН—). Подобные двойные связи обозначают как «изолированные».

Систематическое название жирной кислоты чаще всего образуется путем добавления к названию углеводорода окончания – овая. Насыщенные кислоты при этом имеют окончание – ановая (например, октановая кислота — систематическое название, каприловая кислота—тривиальное название), а ненасыщенные кислоты —еновая (например, октадеценовая кислота — систематическое название, олеиновая кислота—тривиальное название) (табл. 6.1; 6.2).

Таблица Физиологически важные насыщенные жирные кислоты

Тривиальное название	Систематическое название (IUPAC)	Брутто формула	Рациональная полуразвернутая формула	Нахояедение	Т.пл.	рКа
Масляная кислота	Бутановая кислота	C3H7COOH	CH3(CH2)2COOH	Сливочное масло	-8 °С	4,82
Капроновая кислота	Гексановая кислота	C5H11COOH	CH3(CH2)4COOH	Нефть	-4 °С	4,85
Каприловая кислота	Октановая кислота	C7H15COOH	CH3(CH2)6COOH		17 0C	4,89
Пеларгоновая кислота	Нонановая кислота	C8H17COOH	CH3(CH2)7COOH		12,5 °С	4.96
Каприновая кислота	Декановая кислота	C9H19COOH	CH3(CH2)8COOH	Кокосовое масло	31 °С
Лауриновая кислота	Додекановая кислота	С11Н23СООН	СН3(СН2)10СООН		43,2 °С
Миристиновая кислота	Тетрадекановая кислота	C13H27COOH	CH3(CH2)12COOH		53,9 °С
Пальмитиновая кислота	Гексадекановая кислота	C15H31COOH	CH3(CH2)14COOH		62,8 °С
Маргариновая кислота	Гептадекановая кислота	С16Н33СООН	CH3(CH2)15COOH		61,3 °С
Стеариновая кислота	Октадекановая кислота	C17H35COOH	CH3(CH2)16COOH		69,6 °С
Арахиновая кислота	Эйкозановая кислота	C19H39COOH	CH3(CH2)18COOH		75,4 °С
Бегеновая кислота	Докозановая кислота	C21H43COOH	СН3(СН2)20СООН
Лигноцериновая кислота	Тетракозановая кислота	C23H47COOH	CH3(CH2)22COOH
Церотиновая кислота	Гексакозановая кислота	С25Н51СООН	СН3(СН2)24СООН
Монтановая кислота	Октакозановая кислота	С27Н55СООН	СН3(СН2)2бСООН

Таблица Физиологически важные ненасыщенные жирные кислоты

Тривиальное название	Систематическое название (IUPAC)	Брутто формула	IUPAC формула (с карб.конца)	Рациональная полуразвернутая формула
Лауроолеиновая кислота	цис-9-додеценовая кислота	С11Н21СООН	12:1Δ9	CH3-CH2- СН=СН-(СН2)7-СООН
Миристоолеиновая кислота	цис-9-тетрадеценовая кислота	C13H25COOH	14:1Δ9	CH3-(CH2)3- СН=СН-(СН2)7-СООН
Пальмитолеиновая кислота	цис-9-гексадеценовая кислота	C15H29COOH	16:1 Δ9	CH3-(CH2)5- СН=СН-(СН2)7-СООН
Олеиновая кислота	цис-9-октадеценовая кислота	C17H33COOH	18:1 Δ9	CH3-(CH2)7- СН=СН-(СН2)7-СООН
Элаидиновая кислота	транс-9-октадеценовая кислота	C17H33COOH	18:1 Δ9	CH3-(CH2)7- СН=СН-(СН2)7-СООН
Цис-вакценовая кислота	цис-11-октадеценовая кислота	C17H33COOH	18:1 Δ11	CH3-(CH2)5- СН=СН-(СН2)9-СООН
Транс-вакценовая кислота	транс-11-октадеценовая кислота	C17H33COOH	18:1Δ11	CH3-(CH2)5- СН=СН-(СН2)9-СООН
Гадолеиновая кислота	цис-9-эйкозеновая кислота	C19H37COOH	19:1 Δ9	CH3-(CH2)9- СН=СН-(СН2)7-СООН
Гондоиновая кислота	цис-11 -эйкозеновая кислота	C19H37COOH	20:1Δ11	CH3-(CH2)7- СН=СН-(СН2)9-СООН
Эруковая кислота	цис-9-доказеновая кислота	C21H41COOH	22:1Δ9	CH3-(CH2)H- СН=СН-(СН2)7-СООН
Нервоновая кислота	цис-15-тетракозеновая кислота	C23H45COOH	23:1Δ15	CH3-(CH2)7- CH=CH-(CH2)13-COOH
Линолевая кислота	цис,цис-9,12-октадекадиеновая кислота	C17H31COOH	18:2Δ9,12	CH3(CH2)-(CH2- СН=СН)2-(СН2)7-СООН
γ-линоленовая кислота	цис,цис,цис-6,9,12- октадекатриеновая кислота	C17H29COOH	18:3Δ9,12,15	CH3-(CH2)-(CH2-СН=СН)3-(СН2)6-СООН
а-линоленовая кислота	цис,цис,цис-9,12,15-октадекатриеновая кислота	C17H29COOH	18:3Δ9,12,15	СН3-(СН2-СН=СН)3-(СН2)7-СООН
Арахидоновая кислота	цис-5,8,11,14-эйкозотетраеновая кислота	C19H31COOH	20:4Δ5,8,11,14	СН3-(СН2)4-(СН=СН-СН2)4-(СН2)2-СООН

В соответствии с систематической номенклатурой количество и положение двойных связей в ненасыщенных жирных кислотах часто обозначают с помощью цифровых символов: например, олеиновую кислоту как 18:1;9, линолевую кислоту как 18:2;9,12, где первая цифра—число углеродных атомов, вторая — число двойных связей, а следующие цифры — номера ближайших к карбоксилу углеродных атомов, вовлеченных в образование двойной связи.

В специальной литературе жирные кислоты часто изображают в виде зигзагообразной вытянутой линии, отражающей жесткость валентного угла атомов углерода в 111° для насыщенной и в 123° — для двойной связи. Однако такая конформация является условной и справедлива только для случая, когда жирная кислота находится в кристаллическом состоянии. В растворах жирно-кислотная цепь может образовывать бесчисленное количество конформаций вплоть до клубка, в котором имеются и линейные участки различной длины в зависимости от числа двойных связей. Клубки могут слипаться между собой, образуя так называемые мицеллы. В последних отрицательно заряженные карбоксильные группы жирных кислот обращены к водной фазе, а неполярные углеводородные цепи спрятаны внутри мицеллярной структуры. Такие мицеллы имеют суммарный отрицательный заряд и в растворе остаются суспендированными благодаря взаимному отталкиванию.

Известно также, что при наличии двойной связи в жирнокислотной цепи вращение углеродньгх атомов относительно друг друга ограничено. Это обеспечивает существование ненасыщенных жирных кислот в виде геометрических изомеров (рис. 6.1), причем природные ненасыщенные жирные кислоты имеют цис-конфигурацию и крайне редко транс-конфигурации. Считают, что жирной кислоте с несколькими двойными связями цис-конфигурация придает углеводородной цепи изогнутый и укороченный вид. По этой причине молекулы этих кислот занимают больший объем, а при образовании кристаллов упаковываются не так плотно, как транс-изомеры. Вследствие этого цис-изомеры имеют более низкую температуру плавления (олеиновая кислота, например, при комнатной температуре находится в жидком состоянии, тогда как элаидиновая — в кристаллическом). Цис-конфигурация делает ненасыщенную кислоту менее стабильной и более подверженной катаболизму.