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チオール

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チオールの一般いっぱん構造こうぞうしき

チオール (thiol) は水素すいそされた硫黄いおう末端まったん有機ゆうき化合かごうぶつで、メルカプタンるい (mercaptans) ともばれる[1]。チオールは R-SH(R は有機ゆうきもと)であらわされる構造こうぞうち、アルコール酸素さんそ硫黄いおう置換ちかんされたものとひとしいことから、チオアルコールともばれる。また置換ちかんもととして呼称こしょうされる場合ばあいは、そのままチオールもとばれたり、スルファニルもとみず硫基スルフヒドリルもと呼称こしょうされることもある。また、むかしながらのメルカプトはじめばれることもある。

命名めいめい

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チオールの命名めいめいは SH が結合けつごうしている炭素たんそ位置いち番号ばんごうしめし、骨格こっかく炭化たんか水素すいそ名前なまえつづけ、語尾ごび e に接尾せつび -thiol をつづける(IUPAC命名めいめいほう)。

れい)CH3−SH : メタンチオール (methanethiol)

SH もとあらわ接頭せっとうは、sulfanyl- である[2]。かつては mercapto- が使つかわれていたが、現在げんざい推奨すいしょうされない。

れい)HO−CH2CH2−SH : 2-スルファニルエタノール (2-sulfanylethanol)

くさ

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おおくのチオールは特異とくいてき悪臭あくしゅうをもつ[3]システインなどの含硫黄いおうアミノ酸あみのさん分解ぶんかいされてチオールをしょうじる。生物せいぶつ進化しんか過程かていにおいて、このチオールを嗅覚きゅうかく検知けんちする遺伝いでん形質けいしつ選択せんたくされたことで、生物せいぶつ蛋白質たんぱくしつ)の腐敗ふはい感知かんちする能力のうりょく獲得かくとくされた、というせつがある。この悪臭あくしゅうてい濃度のうどでもヒトをはじめとする生物せいぶつ感知かんちするため、ガス施設しせつなどのガス検知けんちざいや、都市としガスづけしゅうざい(ガスれにすぐづくように微量びりょうのチオールが添加てんかされている)として使つかわれる。しかしながら、このにおいは細胞さいぼう吸着きゅうちゃくしやすいのが難点なんてんである。1978ねんエール大学だいがくRobert H. Crabtreeどう(I)イオンがチオールにたいしてたか親和しんわせいしめし、これが嗅覚きゅうかく金属きんぞく受容じゅようたい候補こうほではないかと論文ろんぶん発表はっぴょうした[4][5][6]。2016ねん米国べいこく中国ちゅうごく化学かがくしゃチームによって、不快ふかいなにおい分子ぶんし検知けんちする受容じゅようたいはな粘液ねんえきちゅう存在そんざいするどう粒子りゅうしとも結合けつごうすることで、チオールの感知かんち強度きょうどをおよそ1000ばいにも増幅ぞうふくすることが判明はんめいした[7][8]

エタンチオールギネスブックにおいて世界一せかいいちくさ化合かごうぶつとされている。ドリアンにおいの主要しゅよう成分せいぶんは1-プロパンチオール(C3H7SH)である。

性質せいしつ

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酸性さんせい
チオールの水素すいそ相当そうとうするアルコールの水素すいそくらべてたか酸性さんせいちいさい pKa )をしめ[3]水素すいそ解離かいりしたのちにできるアニオンは、チオラートアニオンの場合ばあいはSの3p軌道きどうさいそとから電子でんしがあるのにたいして、アルコキシドアニオンの場合ばあいはOの2p軌道きどうである。より外側そとがわである3p軌道きどうのほうが軌道きどうおおきく電子でんし密度みつどひくいために、アニオンの安定あんていせいちがいがしょうじる。
沸点ふってん
S-H あいだ分極ぶんきょくよわく、アルコールよりも分子ぶんしあいだ水素すいそ結合けつごうよわいため、アルコールと相当そうとうするチオールの沸点ふってんくらべたときにアルコールのほう沸点ふってんたか傾向けいこうしめ[3]
水溶すいようせい
おなじく水素すいそ結合けつごうよわいため、アルコールより水溶すいようせいひく傾向けいこうにある[9]
塩基えんき
その共有きょうゆう結合けつごうせいたかさからソフトな塩基えんきとして作用さようし、とく水銀すいぎんなどこう周期しゅうき金属きんぞく化合かごうぶつつよ結合けつごうつくりやすい。
酸化さんか
酸素さんそ過酸化水素かさんかすいそなどの酸化さんかざいによって容易ようい酸化さんかされ、アルキルくさり対称たいしょうジスルフィド形成けいせいする。

生化学せいかがくもっと重要じゅうようなチオールのひとつは、酵素こうそA (CoA) である。これは酵素こうそAのチオールもと (SH) とアシルもと結合けつごうしたチオエステルから容易よういにアシルもと転移てんいする性質せいしつ由来ゆらいする。アミノ酸あみのさん一種いっしゅであるシステインも、チオールの一種いっしゅである。

自己じこ組織そしきたん分子ぶんしまく

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チオールもととジスルフィドもときむぎんどう白金はっきんパラジウム水銀すいぎんなど様々さまざま金属きんぞく表面ひょうめん自己じこ組織そしきたん分子ぶんしまく (SAM) を形成けいせいする。とくきむ基板きばん幅広はばひろ使用しようされる[10]

合成ごうせいほう

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ハロゲンアルキルをアルカリの存在そんざい硫化りゅうか水素すいそ反応はんのうさせると生成せいせいする。この反応はんのうではけいちゅうみず硫化りゅうかナトリウム NaSH が発生はっせいし、これがハロゲン原子げんしもとめかく置換ちかんすることによって、アルキルもとじょう硫黄いおう原子げんし導入どうにゅうされる。あらかじめたんはなしたみず硫化りゅうかナトリウムをもちいてもよい。

上記じょうき反応はんのうでは、条件じょうけんによっては生成せいせいしたチオールがさらにハロゲンアルキルと反応はんのうし、スルフィド RSR がふくせいする場合ばあいがある。ハロゲンアルキルとチオ尿素にょうそ反応はんのうさせ、られたイソチオ尿素にょうそしおをアルカリ加水かすい分解ぶんかいすると、選択せんたくてきにチオールのみをることができる[11]

ハロゲンアルキルとチオ酢酸さくさんカリウムの反応はんのうによりられるチオエステルを加水かすい分解ぶんかいする方法ほうほうもちいられる。この加水かすい分解ぶんかい反応はんのうさん塩基えんき両方りょうほう条件下じょうけんか進行しんこうする。

ほかに、ジスルフィド水素すいそホウ素ほうそナトリウムホスフィンるいもちいて還元かんげんさせたり、グリニャール試薬しやく硫黄いおう分子ぶんし処理しょりする方法ほうほうもちいられる。

おも化合かごうぶつ

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事故じこ

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2013ねん1がつ21にちフランスルーアン工場こうじょうからチオールが漏出ろうしゅつ臭気しゅうきパリふくフランス北部ほくぶ一帯いったいのほか、イングランドまで到達とうたつし、身体しんたい不調ふちょううったえる住民じゅうみん続出ぞくしゅつするさわぎとなった[12]

脚注きゃくちゅう

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  1. ^ IUPAC Gold Book - thiols
  2. ^ IUPAC recommendations and preferred names 2013.
  3. ^ a b c 大饗おわいしげる「メルカプタンるい反応はんのう」『有機ゆうき合成ごうせい化学かがく協会きょうかいだい26かんだい4ごう有機ゆうき合成ごうせい化学かがく協会きょうかい、1968ねん、327-341ぺーじdoi:10.5059/yukigoseikyokaishi.26.327 
  4. ^ Crabtree, Robert H. "Copper (I): a possible olfactory binding site." Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry 40.7 (1978): 1453.
  5. ^ Metals’ Role In Odor Sensing Chemicals & Engineering News, 2012 February 13, p. 9.
  6. ^ Duan, Xufang, et al. "Crucial role of copper in detection of metal-coordinating odorants." Proceedings of the National Academy of Sciences 109.9 (2012): 3492-3497.
  7. ^ どう悪臭あくしゅう感度かんど増幅ぞうふく. Nature ダイジェスト 14 (1). (2017). doi:10.1038/ndigest.2017.170109b. http://www.natureasia.com/ja-jp/ndigest/v14/n1/どう悪臭あくしゅう感度かんど増幅ぞうふく/81726. 
  8. ^ Kundu, Subrata, et al. "Copper (II) Activation of Nitrite: Nitrosation of Nucleophiles and Generation of NO by Thiols." Journal of the American Chemical Society (2016).
  9. ^ 基礎きそ有機ゆうき化学かがく. 化学かがく同人どうじん. (1993). p. 238. ISBN 4759802541 
  10. ^ チオールQ&A
  11. ^ Speziale, A. J. "Ethanedithiol." Org. Synth., Coll. Vol. 4, p. 401 (1963); Vol. 30, p. 35 (1950). オンラインばん
  12. ^ “フランス北部ほくぶ工場こうじょう悪臭あくしゅうガスす、英国えいこくまで到達とうたつ. AFPBB News (フランス通信つうしんしゃ). (2013ねん1がつ23にち). https://www.afpbb.com/articles/-/2922759?pid=10151547 2013ねん1がつ26にち閲覧えつらん 

関連かんれん項目こうもく

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