Thiol

Definition

Thiole sind eine bestimmte Gruppe organischer Moleküle, die sich durch mindestens eine aromatisch oder aliphatisch gebundene Thiolgruppe auszeichnen. Eine Thiolgruppe besteht aus einem Wasserstoff- und einem Schwefelatom. Zur Gruppe der Thiole gehören zum Einen die Thioalkohole, zum Anderen die Thiophenole. Der Unterschied zu den anderen bekannten Alkoholen ist hier, dass anstatt dem Sauerstoffatom der Schwefel gebunden ist. Thioalkohole besitzen als Grundstoff den Schwefelwasserstoff (H₂S). Die übrigen Alkohole leiten sich von Wasser (H₂O) ab.

Chemie

Zentrale Eigenschaft sowohl der Thioalkohole, als auch der Thiophenole ist das Tragen einer Thiolgruppe, die sich aus Wasserstoff und Schwefel zusammensetzt. Von der Reaktionsfähigkeit ähneln die Thioalkohole sehr den auf Wasser basierenden Alkoholen. Grund hierfür ist u. a., dass Schwefel und Sauerstoff in derselben chemischen Hauptgruppe stehen. Thioalkohole sind hochpotente Reduktionsmittel, was man sich teilweise in der chemischen Industrie zu Nutze macht. Die Salze der Thioalkohole werden als Thiolate bezeichnet. Thioalkohole weisen im Gegensatz zu den analogen Alkoholen einen stark saureren Charakter auf, was auch die insgesamt schwächere Bindungsstärke der Thiolgruppe zurückzuführen ist. Die Hydroxylgruppe (OH) ist in ihrem Zusammenhalt wesentlich stärker. Bereits eine stark verdünnte NaOH-Lösung verursacht bei den Thioalkoholen die Bildung von Thiolaten. Thiole insgesamt besitzen die Fähigkeit zur oxidativen Dimerisierung zu Disulfiden. Der Siedepunkt von Thioalkoholen ist weit unter dem der analogen Alkohole. Grund hierfür ist die sehr geringe Elektronegativität des Schwefels zu Wasserstoff. Im Gegensatz zur OH-Gruppe unterbleibt hier die Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen.

Natürliches Vorkommen

Aromastoffe z. B. in Zwiebeln und Knoblauch und manchen Käse
Thiole fallen bei Fäulnis- und Gärprozessen z. B. in Biogasanlagen an
Eutrophierung von Gewässern
Drüsenflüssigkeit beim Stinktier

Vertreter der Thioalkohole

Synthese

eine Möglichkeit der Darstellung von Thiolen ist die nukleophile Substitution an Alkylsulfonate oder Alkylhalogenide. Alternativ kann der selber Reaktionsmechanismus auch mit den Verbindungen Hydrogensulfid und Alkylsulfat erfolgen. Zwangsläufig entsteht bei diesen Substitutionsreaktionen als Nebenprodukte eine mitunter sehr große Menge an Thioethern. Dieser Mechanismus lässt sich durch das Hinzufügen von Schwefelwasserstoff unterdrücken.
ein anderen Verfahren erlaubt die Herstellung von Thiolen ohne anfallendes Thioether: Dazu bedient sich die Industrie einer Alkylierungsreaktion von Thioharnstoff. Ist dieser Prozess vollzogen, wird das Produkt anschließend in Gegenwart von Natronlauge erhitzt.

Klinik

Thiole haben sich als sehr gute Radikalfänger erwiesen. Die im Verlauf einer Reaktion entstehenden Thiylradikale sind vergleichsweise wenig reaktiv und zudem rekombinieren sie zu Disulfiden. In der Strahlentherapie werden SH-Gruppen-haltige Substanzen häufig zur Zytoprotektion eingesetzt oder auch solche, die im gesunden Gewebe ein Thiol freisetzen können (z.B. Amifostin). Diese ermöglichen dem Körper ein „Entschärfen“ von gefährlichen, reaktiven Radikalen, bevor sie durch unkontrollierte Reaktionen an der DNA Mutationen auslösen können.