Tłuszcze (glicerydy)
- Budowa i podział tłuszczów,
- Wyższe kwasy tłuszczowe,
- Hydroliza (zmydlanie) tłuszczów
- Utwardzanie tłuszczów
-Próba akroleinowa
-Liczba zmydlania, liczba jodowa
Tłuszcze (glicerydy)
- Budowa i podział tłuszczów,
- Wyższe kwasy tłuszczowe,
- Hydroliza (zmydlanie) tłuszczów
- Utwardzanie tłuszczów
-Próba akroleinowa
-Liczba zmydlania, liczba jodowa
Budowa tłuszczów
• Tłuszcze to szczególny przypadek estrów glicerolu
(
propano-1,2,3-triolu
)
i wyższych kwasów tłuszczowych – reszty wyższych kwasów
tłuszczowych – podstawniki
acylowe
zawierają
od 12 do 18
atomów węgla w cząsteczce
O O
//
//
H
2
C – O
H HO
– C – R
1
H
2
C – O
– C – R
1
O O
// //
HC – O
H
+
HO
– C – R
2
HC - O
– C – R
2
+
3
H
2
O
O O
// //
H
2
C – O
H
HO
–
C – R
2
H
2
C – O
– C – R
2
glicerol
wyższe kwasy
tłuszcz (gliceryd
)
karboksylowe
R
1
= R
2
= R
3
lub R
1
= R
2
≠ R
3
lub R
1
≠ R
2
= R
3
lub R
1
≠ R
2
≠
R
3
lub R
1
= R
3
≠ R
2
Procentowy udział
podstawników acylowych w
tłuszczach
Tłuszc
z
C
3
H
7
COO
H
Kwas
masłowy
C
13
H
27
COO
H
kwas
butadekano
wy
C
15
H
31
COO
H
Kwas
palmityno
wy
C
17
H
35
COO
H Kwas
stearynow
y
C
17
H
33
COO
H
Kwas
oleinowy
C
17
H
31
COO
HKwas
linolowy
C
17
H
29
COO
H Kwas
linolenowy
Kwasy nasycone
Kwasy nienasycone
Masło
10%
10%
25%
11%
34%
5%
5%
Olej
słoneczniko
wy
-
-
11%
4%
39%
46%
-
Olej
lniany
-
-
5%
3%
5%
62%
25%
Oliwa
-
-
10%
2%
83%
5%
-
Łój
wołow
y
-
2%
29%
25%
40%
2%
2%
Słonin
a
(smale
c)
-
1%
29%
15%
45%
5%
5%
Tłuszcz
człowie
ka
8%
3%
25%
8%
46%
10%
-
Podział tłuszczów
• Tłuszcze proste
– zawierają
jeden rodzaj grup
acylowych
(reszty acylowe tego samego kwasu)
• Tłuszcze złożone
– zawierają
dwa lub trzy rodzaje
grup acylowych
(reszty acylowe różnych kwasów)
• Tłuszcze nasycone
– zwierają
reszty acylowe
nasyconych kwasów tłuszczowych
(palmitynowego i stearynowego)
• Tłuszcze nienasycone
– zwierają
reszty acylowe
nienasyconych kwasów tłuszczowych
(oleinowego, linolowego, linolenowego)
• Tłuszcze stałe (twarde)
– glicerydy
głównie
nasyconych kwasów
tłuszczowych
(palmitynowego i stearynowego) – głównie
tłuszcze zwierzęce, ale są
wyjątki: tłuszcz rybi –
tran
• Tłuszcze ciekłe (oleje)
– glicerydy
nienasyconych
kwasów tłuszczowych
(oleinowego, linolowego,
linolenowego) – głównie tłuszcze roślinne, ale są
wyjątki – masło kakaowe, kokosowe.
Hydroliza tłuszczów
• Hydroliza kwasowa tłuszczów glicerol + kwasy tłuszczowe
• Hydroliza zasadowa – zmydlanie tłuszczów glicerol + sole
wyższych kwasów tłuszczowych (mydła)
CH
2
– O – CO – C
17
H
35
CH
2
- OH
| |
CH – O – CO – C
17
H
35
+ 3NaOH 3C
17
H
35
COONa + CH - OH
| |
CH
2
– O – CO – C
17
H
35
CH
2
– OH
tristearynian glicerolu stearynian sodu
glicerol
W trakcie trawienia tłuszczów zachodzi hydroliza kwasowa,
produkty hydrolizy pod wpływem lipaz są ponownie syntetyzowane
w swoiste tłuszcze dla każdego organizmu zwierzęcego
• Hydroliza kwasowa tłuszczów
glicerol
+
kwasy tłuszczowe
• Hydroliza zasadowa
– zmydlanie tłuszczów
glicerol
+
sole
wyższych kwasów tłuszczowych (mydła)
CH
2
– O
– CO – C
17
H
35
CH
2
- OH
| |
CH – O
– CO – C
17
H
35
+ 3
Na
OH
3
C
17
H
35
COO
Na
+
CH - OH
| |
CH
2
– O
– CO – C
17
H
35
CH
2
– OH
tri
stearynian
glicerolu
stearynian
sodu
glicerol
W trakcie trawienia tłuszczów zachodzi hydroliza kwasowa,
produkty hydrolizy pod wpływem lipaz są ponownie syntetyzowane
w swoiste tłuszcze dla każdego organizmu zwierzęcego
Liczba zmydlania
• Liczba zmydlania – liczba mg KOH potrzebna do
zobojętnienia kwasów tłuszczowych powstałych po
zmydleniu 1g tłuszczu.
• Przykładowe zadanie – wyznacz liczby zmydlenia dla
tripalmitynianu glicerolu (M
1
)i trioleinianu glicerolu (M
2
) .
• Rozwiązanie:
Do zmydlenia 1 mola tłuszczu należy użyć 3 mole KOH
(M
KOH
= 56g/mol = 56000mg/mol)
Obliczenie mas molowych w/w tłuszczów:
M
1
= 806g/mol M
2
= 884g/mol
806g ---- 3 · 56000mg KOH 884g ----- 3 ·
56000mg KOH
1g ---- x 1g ---- x
--------------------------------
-----------------------------------
x = 208,44mg x = 190,04mg
• Liczba zmydlania
–
liczba mg KOH
potrzebna do
zobojętnienia kwasów tłuszczowych powstałych po
zmydleniu
1g tłuszczu.
• Przykładowe zadanie – wyznacz liczby zmydlenia dla
tripalmitynianu glicerolu (M
1
)i trioleinianu glicerolu (M
2
) .
• Rozwiązanie:
Do zmydlenia 1 mola tłuszczu należy użyć 3 mole KOH
(M
KOH
= 56g/mol = 56000mg/mol)
Obliczenie mas molowych w/w tłuszczów:
M
1
= 806g/mol M
2
= 884g/mol
806g ---- 3 · 56000mg KOH 884g ----- 3 ·
56000mg KOH
1g ---- x 1g ---- x
--------------------------------
-----------------------------------
x = 208,44mg x = 190,04mg
Liczba jodowa
• Liczba jodowa
–
liczba gramów jodu
przyłączonego
przez reszty acylowe nienasyconych kwasów
tłuszczowych zawartych w
100g określonego tłuszczu.
• Przykładowe zadanie: wyznacz liczbę jodową dla
glicerydu o nazwie systematycznej: 2-linolonian-1,3-
dioleinian glicerolu.
• Rozwiązanie:
W 1 molu tłuszczu znajdują się 2 reszty acylowe
kwasu linolowego
a w nich po 2 mole wiązań podwójnych (łącznie 4
mole), natomiast reszcie acylowej kwasu oleinowego
znajduje się 1mol wiązań podwójnych.
Łącznie w 1 molu tłuszczu znajduje się 5 moli wiązań
podwójnych, stąd dla całkowitego wysycenia wiązań
podwójnych należy użyć 5 moli
jodu (I
2
)
Obliczenie masy molowej tłuszczu: M = 880g/mol,
M
I2
= 254g/mol
880g ------ 5 · 254g I
2
100g ------ x
---------------------------
x = 144,32g
Utwardzanie tłuszczów
• Tłuszcze zawierające reszty acylowe
nienasyconych kwasów karboksylowych
(olienowego, linolowego, linolenowego) tak
jak węglowodory nienasycone
ulegają
reakcji
addycji – przyłączenia
(patrz liczba jodowa)
wodoru. Reakcja przebiega w
obecności
katalizatora Ni,
w podwyższonej temp. i w podwyższonym
ciśnieniu.
• Tłuszcze zawierające reszty acylowe kwasów
nienasyconych
odbarwiają wodę bromową
–
reakcja addycja bromu.
• Proces ten wykorzystuje się w produkcji
maseł roślinnych
i margaryn z olejów roślinnych:
po
częściowym uwodornieniu (utwardzeniu)
oleju roślinnego dodaje się mleko, masło,
witaminy, sól, emulgatory – lecytynę,
barwniki.
Utwardzanie tłuszczów cd
• Przykładowe zadanie: oblicz jaką objętość w warunkach
normalnych zajmie wodór niezbędny do całkowitego
utwardzenia (uwodornienia) 1kg trioleinianu glicerolu.
Rozwiązanie:
W 1 molu tłuszczu znajduję się trzy reszty acylowe kwasu
oleinowego, każda z nich posiada 1 mol wiązań podwójnych,
stąd do całkowitego wysycenia należy użyć 3 mole wodoru
(H
2
) , mol każdego gazu w warunkach normalnych Vmol =
22,4dm
3
.
CH
2
– O – CO – C
17
H
33
CH
2
– O – CO – C
17
H
35
| |
CH – O – CO – C
17
H
33
+ 3H
2
CH – O – CO – C
17
H
35
| |
CH
2
– O – CO – C
17
H
33
CH
2
– O – CO – C
17
H
35
Obliczenie masy molowej tłuszczu : M = 884g/mol
884 g tłuszczu ----- 3 · 22,4dm
3
H
2
1000 g -------------- x
-------------------------------------------
x = 76,02dm
3
wodoru
Właściwości fizyczne
tłuszczów oraz próba
akroleinowa
• Tłuszcze są nierozpuszczalne w wodzie,
ich gęstość jest mniejsza od gęstości
wody,
dobrze rozpuszczają się w
rozpuszczalnikach organicznych
–
benzen, alkohol etylowy, dichloroetanie,
tri
•
Temp. topnienia i wrzenia
są
stosunkowo niskie, zależą od składu
tłuszczu (reszt acylowych).
• Próba akroleinowa
– długotrwałe
ogrzewanie prowadzi do rozkładu
tłuszczów z wydzielaniem akroleiny
(aldehydu nienasyconego – propenalu
CH
2
= CH – CHO) o nie przyjemnym
zapachu, co pozwala odróżnić woski od
tłuszczów.