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Alkanthiole

Alkanthiole (kurz als Thiole bezeichnet) sind organische Verbindungen, die eine oder mehrere Thiolgruppen (SH-Gruppen) als funktionelle Gruppen tragen. Im Vergleich zu Alkoholen ist der Sauerstoff gegen Schwefel ausgetauscht. Ähnlich wie sich die Alkohole vom Wasser (H2O) ableiten lassen, sind die Alkanthiole formell Abkömmlinge des Schwefelwasserstoffs (H2S).

Inhaltsverzeichnis

Nomenklatur

Alkanthiole werden auch Thioalkohole oder, wegen ihrer Eigenschaft, Quecksilber-(II)-Ionen zu binden, Mercaptane genannt (von lat. Mercurium captans: Quecksilber fällend). Die Namen einzelner Alkanthiole werden aus dem des entsprechenden Alkans und der Endsilbe -thiol gebildet, wie beispielsweise Methanthiol, Ethanthiol usw. Darüber hinaus haben viele Alkanthiole Trivialnamen, z. B. Ethylmercaptan für Ethanthiol.

Eigenschaften

Als Homologe der Alkohole – Schwefel steht in der gleichen Hauptgruppe wie Sauerstoff – gehen Alkanthiole ähnliche Reaktionen ein. Sie sind stärker sauer als die entsprechenden Alkohole, die Salze heißen Thiolate. Weiterhin sind sie Reduktionsmittel, die beispielsweise vielfach in der Proteinchemie eingesetzt werden.

Thioalkohole sieden niedriger als die analogen Alkohole, da Schwefel aufgrund der geringeren Elektronegativität zum Wassserstoff keine Wasserstoffbrückenbindungen bildet. Die im Vergleich zur O-H-Bindung schwächere S-H-Bindung führt dazu, dass Thioalkohole stärker sauer sind als die analogen Alkohole und bereits in wässriger NaOH-Lösung Thiolate bilden. Ferner lassen sich Thiole im Gegensatz zu Alkoholen oxidativ zu Disulfiden dimerisieren; dies ist wichtig bei Proteinen, in denen zwei Aminosäure-Ketten über Cystein-Einheiten verknüpft sein können.

Alkanthiole sind erkennbar an ihrem besonders widerwärtigen Geruch. Sie haben eine toxische Wirkung auf das Zentralnervensystem.

Vorkommen

Als Aromastoffe findet man Alkanthiole u. a. in Milch, Käse, Zwiebeln und Knoblauch. Sie werden bei Abbau- und Fäulnisprozessen von organischem Material frei. Alkanthiole wie But-2-en-1-thiol kommen auch im Drüsensekret des Stinktiers vor. Weitere Beispiele für das natürliche Vorkommen von Mercaptanen sind Rohöl und das Kondensat aus der Erdgasgewinnung. Das Erdgaskondensat aus dem von Qatar und dem Iran erschlossenem Gasfeld South Pars kann bis zu 3000 ppm Mercaptane enthalten.

Beispiele für Alkanthiole

Methanthiol (Methylmercaptan), Ethanthiol (Ethylmercaptan), Propanthiol, Dithiothreitol (DTT), Dithioerythritol (DTE)

Anwendung

Besonders lineare Thiole wie Hexadecanthiol finden in neuerer Zeit verstärkt Anwendung beim Aufbau von selbst-assemblierenden Monoschichten (Self Assembling Monolayers, SAM). Die hohe Affinität der Thiolgruppe zu Münzmetallen, insbesondere Gold, führt dazu, dass sich die Thiole spontan in einer hochgeordneten Schicht zusammenlagern, wenn ein Goldsubstrat einer Thiollösung exponiert wird. Wenn die Thiole geeignet funktionalisiert sind, wie zum Beispiel mit ssDNA oder Proteinen, bildet dieses System die Grundlage für Biosensoren (Biacore).

Darüber hinaus werden Brenngasen wie Erdgas oder Campinggas Gemische aus Methanthiol, Ethanthiol, Propan-1-thiol und 2-Methyl-propan-2-thiol (tert.-Butylmercaptan, TBM) als Odorierungsmittel beigemengt. Sie erzeugen "Gasgeruch", da Erdgas bzw. Methan selbst geruchlos sind, und tragen zur sicheren Verwendung dieser Brennstoffe bei. Ein Beispiel dafür ist der unbeabsichtige Freisetzung des Odorierungsmittels am 16. Januar 2001 im Stadtlabor von Bern, wonach die Altstadt wegen Gasgeruchs für den Verkehr gesperrt wurde[1]. Ein weiteres oft verwendetes Odoriermittel ist Tetrahydrothiophen (THT), das jedoch nicht zur Verbindungsklasse der Alkanthiole zählt.

Einzelnachweise

  1. Gasgeruch in Berner Altstadt