《生物标志化合物》PPT课件

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1、一、生物标志化合物的概念二、生物标志化合物的类型三、生物标志化合物的实验分析四、生物标志化合物的应用第七章生物标志化合物当前，石油、煤和沉积岩中生物标志物（地球化学化石)的研究，仍是国内外有机地球化学中最为活跃的前沿领域之一，特别是在油气勘探中已经渗透到成油环境、成烃母质、油源对比、成熟度、油气运移和石油蚀变等各个石油地质学领域。目前已经在有机矿产中发现了上千种生物标志物，部分组成和构型的地球化学意义也日益为人们所认识。一、生物标志物的概念生物标志化合物：是指沉积物或岩石中来源于活的生物体，在演化过程中记载了原始生物母质碳骨架的特殊分子结构信息的有机化

2、合物。一、生物标志物的概念生物标志物的特征（1）由生物合成，来源于浮游植物、浮游动物、细菌以及陆生植物、高等动物等生物有机体，经成岩作用或后生作用转化而成。（２）具有相当稳定的化学结构，保留有从生物先体继承下来的基本碳骨架特征。（３）结构特殊，其碳骨架与一些已知的天然产物具有明显的联系。（4）能提供有关有机质来源、沉积环境及其热成熟度和油气生物降解及运移等方面的信息。生物标志物立体化学生物天然产物的结构非常特殊，当地质圈里某个生物标志物的所有立体结构能被确定时，就能确定它与某个假定的天然前身物之间的联系。正是由于它们高度的结构专一性，才成为地化有用的工

3、具。饱和碳原子具有四个键，如果A、B、C、D完全不同的话，这个碳原子就有两种构型。一种是另一种的镜像，该碳原子称为手征中心。如果碳原子是环系的一部分，这两种构型可更方便的描述为：“α”和“β”。α是指按通常方法画出结构式时，所指的键指向纸内，反之指向纸外的是β。生物标志物立体化学如果该碳原子不是环系体系的一部分就可以根据4个不同取代基质量的先后顺序将这两种构型描述为“R”和“S”.第一步把最小取代基团（一般是H原子）设在纸平面的后面，使此基团与非对称碳原子的连线垂直于纸平面第二步把位于纸平面上的取代基团赋予优先权，基团越大，优先权越高。（CH3＜CH2

4、CH3＜CH（CH3)2等）生物标志物立体化学顺时针逆时针确定替换基团优先降低的方向（顺时针或逆时针）第三步R型S型按质量顺时针方向降低按质量反时针方向降低立体构型示意图环上的无环的R型S型CCAABBCCDD(β)HO(α)H3一、生物标志化合物的概念二、生物标志化合物的类型三、生物标志化合物的实验分析四、生物标志化合物的应用第七章生物标志化合物生物标志物类型正构烷烃无环类异戊二烯烃萜烷甾烷1、正构烷烃正构烷烃是石油的重要组成之一。研究发现，正构烷烃主要来源于活的生物体以及脂肪酸、蜡质等脂类化合物。在自然界中活的生物体尤其是细菌和藻含有微量正构烷烃，

5、并可在原油中找到证据，如原油中所含的高含量的正十五烷和正十七烷，可能是直接来源于绿藻和褐藻。（1）高分子量的奇数碳正构烷烃这类烃经常出现在富含陆源物质的碎屑岩系有机质中，其中正构烷烃多以nC27、nC29、nC31为主，具有明显的奇碳数优势，一般认为，这些正构烷烃来源于高等植物的角质蜡。碳优势指数(CPI）奇偶优势指数(OEP)nC16i+2碳数的选择一般用主峰碳及前后的各两个正烷烃，共5个组分计算。式中i+2为主峰碳数，i为最低碳数。若i+1为偶数，则指数为（+1），公式不变；若i+1为奇数，则指数为（-1），计算时分子、分母倒置。（2）中分子量的奇

6、数碳正构烷烃出现在海相、深湖相沉积有机质中，以nC15或nC17为主，其生物来源主要是藻类和水生浮游生物，被认为是浮游植物或底栖藻类中的nC16或nC18酸通过脱羧作用形成的，中等分子量的正构烷烃在气相色谱图上所表现的特征与源于陆生高等植物高分子量正构烷烃有明显区别，后者主峰碳在碳数较高的范围内，为单高峰型。（3）偶碳数优势的正构烷烃在碳酸盐岩和蒸发岩系中常常出现偶碳数优势的正构烷烃，这种分布常伴随着Ph/Pr优势，在还原条件下，由蜡水解形成的正脂肪酸和醇以及植烷酸或植醇的还原作用比含氧条件下的脱羧作用更重要（Welte和Waples，1973）。图7

7、-4尤因塔盆地始新统沉积物和西非图7-5突尼斯和莱茵河谷下第三系岩石下白垩统中的正构烷烃分布曲线线抽提物中以及希腊中新世原油中分布曲C17C29C272、无环类异戊二烯类烷烃头尾(a)含氧的沉积环境姥鲛烷和植烷的形成途径（B.P.Tissot等，1979）(b)缺氧的沉积环境姥鲛烷和植烷的形成途径（B.P.Tissot等，1979）3、萜烷广泛存在于植物和动物体内的天然有机化合物。“萜”，实际上是一种环状的异戊二烯类化合物，因为它的碳骨架是由两个或更多个异戊二烯结构单元以头尾相连的形式组成的。萜类化合物的热稳定性和抵抗微生物降解的能力均比正构烷烃强。环

8、状的萜：五环等、四环、三环、双环萜（1）五环三萜烷所谓五环三萜烷是由六个异戊二烯结构单元组成的