Жиры и масла
Среди сложных эфиров особое место занимают природные эфиры – жиры и масла, которые образованы трехатомным спиртом глицерином и высшими жирными кислотами с неразветвленной углеродной цепью, содержащими четное число углеродных атомов. Жиры входят в состав растительных и животных организмов и играют важную биологическую роль. Они служат одним из источников энергии живых организмов, которая выделяется при окислении жиров. Общая формула жиров:
где R', R'', R''' - углеводородные радикалы.
Жиры бывают «простыми» и «смешанными». В состав простых жиров входят остатки одинаковых кислот (т.е. R' = R'' = R'''), в состав смешанных – различных.
В жирах наиболее часто встречаются следующие жирные кислоты:
Алкановые кислоты
Масляная кислота СН3–(СН2)2–СООН
Капроновая кислота СН3–(СН2)4–СООН
Каприловая кислота СН3–(СН2)6–СООН
Каприновая кислота СН3–(СН2)8–СООН
Лауриновая кислота СН3–(СН2)10–СООН
Миристиновая кислота СН3–(СН2)12–СООН
Пальмитинования кислота СН3–(СН2)14–СООН
Стеариновая кислота СН3–(СН2)16–СООН
Арахиновая кислота СН3–(СН2)18–СООН
Алкеновые кислоты
Олеиновая кислота
Алкадиеновые кислоты
Линолевая кислота
Алкатриеновые кислоты
Линоленовая кислота
Природные жиры представляют собой смесь простых и смешанных эфиров.
По агрегатному состоянию при комнатной температуре жиры делятся на жидкие и твердые. Агрегатное состояние жиров определяется природой жирных кислот. Твердые жиры, как правило, образованы предельными кислотами, жидкие жиры (их часто называют маслами) – непредельными. Температура плавления жира тем выше, чем больше в нем содержание предельных кислот. Она также зависит от длины углеводородной цепи жирной кислоты; температура плавления растет с ростом длины углеводородного радикала.
В состав животных жиров преимущественно входят насыщенные кислоты, в состав растительных – ненасыщенные. Поэтому животные жиры, как правило, твердые вещества, а растительные – чаще всего жидкие (растительные масла).
Жиры растворимы в неполярных органических растворителях (углеводороды, их галогенпроизводные, диэтиловый эфир) и нерастворимы в воде.
1. Гидролиз, или омыление жиров происходит под действием воды (обратимо) или щелочей (необратимо):
При щелочном гидролизе образуются соли высших жирных кислот, называемые мылами.
2. Гидрогенизацией жиров называют процесс присоединения водорода к остаткам непредельных кислот, входящих в состав жиров. При этом остатки непредельных кислот переходят в остатки предельных кислот, и жиры из жидких превращаются в твердые:
3. Жидкие жиры (масла, содержащие олеиновую, линолевую и линоленовую кислоты), взаимодействуя с кислородом воздуха, способны образовывать твердые пленки – «сшитые полимеры». Такие масла называют «высыхающими». Они служат основой для натуральной олифы и красок.
4. При длительном хранении под действием влаги, кислорода воздуха, света и тепла жиры приобретают неприятный запах и вкус. Этот процесс называется «прогорканием». Неприятные запах и вкус обусловлены появлением в жирах продуктов их превращения: свободных жирных кислот, гидроксикислот, альдегидов и кетонов.
Жиры играют важную роль в жизни человека и животных. Они являются одним из основных источников энергии для живых организмов.
Жиры широко используются в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности.
Глава 31. УГЛЕВОДЫ (САХАРА)
Углеводы – это природные органические соединения, имеющие общую формулу Сm(Н2О)n (т, п > 3). Углеводы подразделяют на три большие группы: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.
Моносахаридами называют такие углеводы, которые не могут гидролизоваться с образованием более простых углеводов.
Олигосахариды – это продукты конденсации небольшого числа моносахаридов, например сахароза – С12Н22О11. Полисахариды (крахмал, целлюлоза) образованы большим числом молекул моносахаридов.