Thioester

In der organischen Chemie versteht man unter dem Begriff Thioester chemische Verbindungen, bei denen jeweils ein Sauerstoffatom der Ester-Gruppe durch ein Schwefelatom ersetzt wurde.

Da eine Ester-Gruppe zwei Sauerstoffatome enthält, ergeben sich zwei Möglichkeiten der Substitution. Werden beide Sauerstoffatome eines Carbonsäureester durch ein Schwefelatom ersetzt, liegt ein Dithioester (Dithiocarbonsäureester) vor.

Der Sauerstoff der Ester-Gruppe kann auf zwei verschiedenen Arten durch Schwefel ersetzt werden. Somit ergeben sich folgende zwei Verbindungen:

Name	Strukturformel
Thiolsäureester
Thionsäureester

Thioester sind - im Gegensatz zu normalem Ester - dem nucleophilen Angriff des Wassers (Hydrolyse) oder anderer Nucleophile am Carbonyl-C-Atom leichter zugänglich, da die energiereicher sind. Beinahe alle Lebewesen nutzen diesen Vorteil in ihrem Stoffwechsel, um Säurereste (Acylgruppen) aus einem Thioester auf Hydroxy- oder Aminogruppen in anderen Verbindungen zu übertragen. Dies ist - ausgehend vom normalen Ester - energetisch betrachtet eher ungünstig.

Unter physiologischen Bedingungen kommen reaktive Carbonsäurechloride und -anhydride nicht vor, da sie bei Kontakt mit (überall im Organismus vorkommenden) Wasser schnell zu Carbonsäuren hydrolysiert werden. Das Coenzym A ist die Trägersubstanz für Acylgruppen, das an seiner endständigen Thiolgruppe unter Energieverbrauch (ATP-Hydrolyse) acyliert wird. Folgendes Bild zeigt als Beispiel die Bildung von Acetyl-Coenzym A.

Ersetzt man den Carbonylsauerstoff einer Ester-Gruppe durch Schwefel, so gelangt man zu den Verbindungen der Thionester. Möglich wird dies, indem man beispielsweise einen Ester mit Lawessons Reagenz reagieren lässt.