【正文】 C H 2CC H 3O HHHHR植醇 phytol 姥鮫烷由植醇氧化 、 脫羧生成 因此姥植比 Pr/Ph是常用的環(huán)境指標(biāo) 植烷由植醇脫水還原加氫形成 ?Pr/Ph=~； 在 Pr與 Ph主要來源于葉綠素的多數(shù)情況下 ，Pr/Ph1或 Pr/Ph1的情況可分別指示 還原性和氧化性沉積環(huán)境 。 植烷系列化合物為最常見的鏈狀類異戊二烯烷烴 ， 它含有 20個(gè)或少于 20個(gè)碳原子 ， 從 C15（ 法尼烷 ） 、 C1 C1C18（ 降姥鮫烷 ） 和 C19（ 姥鮫烷 ） 擴(kuò)展到 C20（ 植烷 ） 。 圖 萜類化合物分類實(shí)例 各種萜類化合物可以是有環(huán)的 ， 也可以是無環(huán)的 ， 其結(jié)構(gòu)變化很大 。 所有生物 ， 從細(xì)菌到人都能合成或需要這些物質(zhì) 。 Welte ?以 C1 C17為主 ， 奇偶優(yōu)勢(shì)不明顯的中等相對(duì)分子質(zhì)量 （ nC15~nC21） 的正構(gòu)烷烴可能指示藻類等水生生物來源 雙峰型表示什么？ 圖 9－ 5 臺(tái)灣新竹 （ 上第三系 ） 和南海北部灣 （ 下第三系 ） 原油氣相色譜圖 （ 據(jù)尚慧云等 ， 1982） 海相原油 陸相原油 ?具偶奇優(yōu)勢(shì)的正構(gòu)烷烴往往產(chǎn)于碳酸鹽巖或蒸發(fā)巖鹽環(huán)境 偶碳脂肪酸 還原環(huán)境下 偶碳正構(gòu)烷烴 這時(shí)往往伴隨著 Ph對(duì) Pr的優(yōu)勢(shì) 1. 異戊二烯法則 由五個(gè)碳原子構(gòu)成的異戊二烯 （ 甲基丁二烯 ）為所有非直鏈生物標(biāo)志化合物的基本結(jié)構(gòu)單元 。 OEP是取主峰碳前后 5個(gè)相鄰之正烷烴的重量百分?jǐn)?shù)。 碳優(yōu)勢(shì)指數(shù) 奇偶優(yōu)勢(shì) 一般只對(duì)未熟 —低熟階段的樣品有效 ， 隨著成熟度的升高 ， 從干酪根裂解生成的正構(gòu)烷烴不具奇偶優(yōu)勢(shì) ， 將掩蓋早期的奇偶優(yōu)勢(shì) ， 在更高的成熟度下 ， 高碳數(shù)的正構(gòu)烷烴也將逐步裂解成為小分子的化合物 。 圖 13－ 4 原油烷烴餾分中正構(gòu)烷烴的分布 正構(gòu)烷烴碳數(shù)的確定一般依據(jù)姥鮫烷及植烷 2. 生源與成因 藻類 直鏈 支鏈 的飽和及不飽和烴類 C14~C32 可合成 雖然無奇偶優(yōu)勢(shì)，但通常存在 C15或 C17的優(yōu)勢(shì) 細(xì)菌 可合成 烴類 C10~C30 沒有奇偶優(yōu)勢(shì) （源于 高等植物） 正構(gòu)烷烴 通常在 C10~C40范圍內(nèi)顯示出強(qiáng)烈的奇偶優(yōu)勢(shì)（高 10倍或更多） 一些高碳數(shù)正構(gòu)烷烴 （ C20~C40或 C50） 可能來源于細(xì)菌和其他微生物的蠟 ， 也可能來自高等植物的蠟 ， 它們與異構(gòu) （ 2甲基 ） 和反異構(gòu) （ 3甲基 ） 烷烴相伴生 。 但受篇幅所限 ， 本教材僅重點(diǎn)介紹目前在日常研究和油田生產(chǎn)中常用的 ： ?正構(gòu)烷烴 （ 含正構(gòu)脂肪酸 ） ?無環(huán)異戊二烯型烷烴 （ 主要是植烷 （ Ph） 、 姥鮫烷 （ Pr） 系列 ） ?藿烷系列的五環(huán)三萜 ?甾烷 ?部分芳烴 在色譜圖和 GCMS總離子流圖中 ， 正構(gòu)烷烴是以近于 等間距分布 的 。 但遇到未知化合物時(shí) ，臨時(shí)鑒別通?？赏ㄟ^與標(biāo)樣共注和質(zhì)譜圖的對(duì)比完成， 但更為可行的鑒定需要與核磁共振 （ NMR） 譜學(xué) 、X衍射晶體學(xué)及其它知識(shí)的結(jié)合 。 實(shí)際上 ， 多數(shù)峰為兩種或多種未分開的化合物 （ 共逸 ） ， 此時(shí)其質(zhì)譜圖的解釋相當(dāng)困難 。 質(zhì)譜圖十分有用 ， 因?yàn)樗鼈兺@示了 分子的質(zhì)量 （ 某些分子發(fā)生離子化 ， 但不進(jìn)一步裂解 ） 以及用于推斷結(jié)構(gòu)的特殊碎片型式 。 一個(gè)典型的“ 掃描流程 ” 需要約 90分鐘 ， 按質(zhì)譜儀每 3秒一次掃描設(shè)定的質(zhì)量范圍 ， 每一個(gè)樣品可以產(chǎn)生 1800張質(zhì)譜圖 [ (90分 60秒 /分 /3（ 秒 /掃描 ） ]。 立體化學(xué)命名（ R， S） R構(gòu)型是指當(dāng)最低質(zhì)量的序位遠(yuǎn)離觀察者方向時(shí)，其余 3個(gè)基團(tuán)所具質(zhì)量數(shù)以順時(shí)針方向降低；反之則為 S。 如癸烷的可能同分異構(gòu)體有 75個(gè) 。 然而 ， 丁烷則有兩種碳骨架結(jié)構(gòu) ， 即正丁烷和異丁烷 ， 但其分子式均為 C4H10。 生物標(biāo)志物藿烷與其前身物細(xì)菌藿烷四醇的成因關(guān)系 二 、 生物標(biāo)志化合物的立體化學(xué) 描述有機(jī)化合物 結(jié)構(gòu)的各種化學(xué)標(biāo)示法 環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)表示方法 ?同分異構(gòu)體 分子式相同而其結(jié)構(gòu)基團(tuán)的排列不同的化合物稱同分異構(gòu)體 。 因此 ， 確認(rèn)為生物標(biāo)志物的有機(jī)化合物應(yīng)具備以下特征： 1） 具有生物成因的分子結(jié)構(gòu)； 2） 分子結(jié)構(gòu)的基本骨架具有熱穩(wěn)定性； 3） 有可能與屬于特定的界 、 門 、 綱 、 目 、 科 、屬或種的生物分子之間 ， 可建立對(duì)應(yīng)的 “ 前身物 —地質(zhì)產(chǎn)物 ” （ precursor－ product） 關(guān)系 。 結(jié)構(gòu)上 繼承性 使其具有標(biāo)志有機(jī)質(zhì) 來源 及 原始環(huán)境 的作用；結(jié)構(gòu)上的 變異性 ，又使其能夠 追溯 有機(jī)質(zhì)經(jīng)歷的 演化過程 。 定義： 是指原油和沉積有機(jī)質(zhì)中源于活的生物體 ， 具有特征 、 穩(wěn)定的碳骨架 ， 在成巖和深成熱解作用過程中沒有或很少發(fā)生變化 ， 而基本保持能被識(shí)別和追蹤其原始先質(zhì)的碳骨架的化合物 。第十三章 生物標(biāo)志化合物及其地球化學(xué)意義 生物標(biāo)志化合物地球化學(xué)屬于基礎(chǔ)有機(jī)地球化學(xué)的研究范疇 ， 是研究地球各圈層中有機(jī)分子的結(jié)構(gòu) 、 成因 、 分布 、 地球化學(xué)轉(zhuǎn)化過程 、 原理及其應(yīng)用的科學(xué) ， 在 油氣勘探 （ 特別是研究石油的生成 、運(yùn)移 、 油油對(duì)比 、 油源對(duì)比等方面 ） 、 古沉積環(huán)境重建 及 現(xiàn)代環(huán)境有機(jī)污染物分析評(píng)價(jià) 等許多領(lǐng)域都有重要應(yīng)用 。 第一節(jié) 生物標(biāo)志化合物的概念及立體化學(xué)基礎(chǔ) 第二節(jié) 生物標(biāo)志化合物的分析與鑒定 第三節(jié) 主要的生物標(biāo)志化合物 第四節(jié) 生物標(biāo)志化合物在油氣地球化學(xué)中的應(yīng)用 第十三章 生物標(biāo)志化合物及其地球化學(xué)意義 第一節(jié) 生物標(biāo)志化合物的概念及立體化學(xué)基礎(chǔ) 一、概念 生物標(biāo)志化合物 （ biomarker） ， 又稱為：生物標(biāo)志物 、 分子化石 、 化學(xué)化石 、 分子標(biāo)志物 、 地球化學(xué)化石 。 生物標(biāo)志物主要因其結(jié)構(gòu)的 特殊性 與 復(fù)雜性 而比其它化合物含有更多的信息 ， 其攜帶信息的方式主要包括： 1） 生物標(biāo)志物的分子結(jié)構(gòu)特征； 2） 生物標(biāo)志物的分子三維結(jié)構(gòu) ， 包括結(jié)構(gòu)異構(gòu)體和立體異構(gòu)體； 3） 生物標(biāo)志物的組合特征 ， 如同系物； 4） 生物標(biāo)志物的分子同位素組成 。 用分子標(biāo)志化合物進(jìn)行地化研究的依據(jù)： 分子標(biāo)志物 陸地植物 海洋水生生物 湖泊水生生物 來源于 生物構(gòu)型 地質(zhì)構(gòu)型 轉(zhuǎn)化 王鐵冠 ， 地質(zhì)大辭典中稱生物標(biāo)志物為系指 存在于地殼和大氣圈中的有機(jī)化合物 ， 其分子結(jié)構(gòu)必須與某種特定的天然先質(zhì)化合物之間具有明確的聯(lián)系 。 生物標(biāo)志物的 前身物指的是在生物體中存在的與生物標(biāo)志物碳骨架結(jié)構(gòu)一致的化合物 ， 它們通常含有官能團(tuán) ， 例如 ， 在原核生物中廣泛存在的 細(xì)菌蒮烷四醇 即是地質(zhì)體中 蒮烷的前身物 。 甲烷 、 乙烷和丙烷只有一種同分異物體 。 隨著每一化合物碳數(shù)的增加 ， 同分異構(gòu)體的數(shù)目呈指數(shù)增加 。 ?立體化學(xué)及命名 C*—H代表 “ 操縱桿 ” ， 彎曲箭頭表示距觀察者最近的三個(gè)取代基按優(yōu)先權(quán)呈順時(shí)針由大到小的排序 ， 即該三維結(jié)構(gòu)表示了不對(duì)稱碳原子的一個(gè) “ R‖構(gòu)型。 立體化學(xué)命名（ α和 β） α：所指的鍵指向紙內(nèi)（一般用虛線或空心圓圈標(biāo)識(shí)） β：所指的鍵指向紙外（一般用實(shí)線或?qū)嵭膱A點(diǎn)標(biāo)識(shí)） 中 文 英 文 對(duì) 于 生物標(biāo)記化合物 的 意義 升 hom o 在結(jié)構(gòu)上添加一個(gè)碳原子 二升 ，三升 ，四升 bi s , t ri s , t et ra k i s （ 或 di , t ri , t et ra ） 添加二，三，四個(gè)碳原子 五升 ，六升 pe t ak i s , he xak i s （ 或 pe nt a , he xa ） 添加五，六個(gè)碳原子 斷 Seco 特定的 C C 鍵斷開 降 nor 在結(jié)構(gòu)上失去一個(gè)碳原子 脫 A des A （ 或 de A ） 在結(jié)構(gòu)上失去 A 一環(huán) 異 iso 甲基在結(jié)構(gòu)上移位 新 neo 在藿烷中，甲基從 C 18 移到 C 17 α α 在環(huán)上的不對(duì)稱碳原子上的官能團(tuán)（一般為 H ）方向朝下 β β 在環(huán)上的不對(duì)稱碳原子上的官能團(tuán)（一般為 H ）方向朝上 R R 非環(huán)部分的不對(duì)稱碳原子，以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn) （見圖 15 2 4 ） S S 非環(huán)部分的不對(duì)稱碳原子，以逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn) 生物標(biāo)志化合物常見的修飾命名和其它命名（據(jù)Peters and Moldowan, 1993） 第一節(jié) 生物標(biāo)志化合物的概念及立體化學(xué)基礎(chǔ) 第二節(jié) 生物標(biāo)志化合物的分析與鑒定 第三節(jié) 主要的生物標(biāo)志化合物 第四節(jié) 生物標(biāo)志化合物在油氣地球化學(xué)中的