Isothiocyanate

Datei:Isothiocyanates General Formulae.png

Allgemeine Struktur der Isothiocyanate. Die funktionelle Gruppe ist blau markiert.

Isothiocyanate sind chemische Verbindungen, die sich formal von der unbeständigen Isothiocyansäure (auch Isorhodanwasserstoff, H-N=C=S) ableiten. Man unterscheidet salzartige anorganische Verbindungen M[NCS] und kovalente organische Verbindungen der allgemeinen Struktur R-N=C=S, wie z. B. Methylisothiocyanat, Allylisothiocyanat und Sulforaphan. Organische Isothiocyanate heißen nach ihrem natürlichen Vorkommen auch Senföle.

Vorkommen

In der Natur kommen sie vor allem chemisch gebunden als Senfölglycoside insbesondere in Kreuzblütlern vor und rufen nach der Abspaltung aus den Senfölglycosiden deren scharfen Geschmack hervor.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Eine Übersicht über einige Pflanzen und die gebildeten Isothiocyanate ist in der folgenden Tabelle dargestellt.

Vorkommen von Isothiocyanaten in verschiedenen Pflanzen.
Pflanze	Isothiocyanat	Quelle
Brauner Senf	V.a. Allylisothiocyanat; außerdem Benzylisothiocyanat, Methylisothiocyanat, Phenylisothiocyanat	f}}</ref>
Weißkohl, Rotkohl	Allylisothiocyanat, Methylsulfinylpropylisothiocyanat<ref group="S">Vorlage:Substanzinfo</ref>	f}}</ref>
Brokkoli	V.a. (R)-Sulforaphan; außerdem Allylisothiocyanat, Indolmethylisothiocyanat<ref group="S">Vorlage:Substanzinfo</ref>	f}}</ref>
Blumenkohl	Allylisothiocyanat, Benzylisothiocyanat	f}}</ref>
Raps	Allylisothiocyanat, Butylisothiocyanat<ref group="S">Vorlage:Substanzinfo</ref>	f}}</ref>
Meerrettich	Allylisothiocyanat	f}}</ref>
Rettich	Allylisothiocyanat, Benzylisothiocyanat	<ref name=":0" />
Knoblauchsrauke	V.a. Allylisothiocyanat; außerdem Benzylisothiocyanat	<ref>Blažević, Ivica, and Josip Mastelić. "Free and bound volatiles of garlic mustard (Alliaria petiolata)." Croatica chemica acta 81.4 (2008): 607-613.</ref>
Gartenkresse	Benzylisothiocyanat	f}}</ref>
Brunnenkresse	Phenylethylisothiocyanat	<ref name=":1" />
Große Kapuzinerkresse	Benzylisothiocyanat	f}}</ref>
Kapernstrauch	Methylisothiocyanat	f}}</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur\|f}}</ref>
Papaya	Benzylisothiocyanat	f}}</ref>
Zahnbürstenbaum	Benzylisothiocyanat	f}}</ref>
Virginische Kresse	Ethylisothiocyanat	<ref>Kjaer, A. et al. "isoThiocyanates. IX. The occurrence of ethyl isothiocyanate in nature." Acta chem. scand 8.4 (1954).</ref>

Außerdem kommen Methylisothiocyanat sowie Terpenoide mit Isothiocyanatgruppe in marinen Lebewesen (Schwämme und Bakterien) vor.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Synthese

Organische Isothiocyanate (R-N=C=S) können aus primären Aminen (R–NH₂) nach dem Prinzip der Hofmannschen Senfölreaktion synthetisiert werden.<ref name="Lexikon">Lexikon der Chemie in drei Bänden, Band 2, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin, Band 2, 1999, ISBN 3-8274-0380-4, S. 65.</ref>

Eigenschaften

Mit Aminen bilden sich substituierte Thioharnstoffe.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Isothiocyanate liefern bei der Umsetzung mit Alkoholen Thiourethane.<ref name="Hauptmann">Siegfried Hauptmann: Organische Chemie, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1985, S. 325. ISBN 3-342-00280-8.</ref> In verschiedenen Tiermodellen konnte gezeigt werden, dass Isothiocyanate in der Lage sind, die chemisch induzierte Karzinogenese einer Reihe von Karzinogenen zu inhibieren. Die krebspräventiven Eigenschaften einiger Kreuzblütler werden auf die darin enthaltenen Isothiocyanate zurückgeführt.<ref>X. Wu u. a.: Isothiocyanates induce oxidative stress and suppress the metastasis potential of human non-small cell lung cancer cells. (PDF; 2,1 MB) In: BMC Cancer 10, 2010, 269. {{#invoke:Vorlage:Handle|f|scheme=doi|class=plainlinks|parProblem=Problem|errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:DOI|errClasses=error editoronly|errHide=1|errNS=0 4 10 100}} (Open Access).</ref>

Anwendungen

In der Biochemie werden Isothiocyanate im Zuge eines Edman-Abbaus eingesetzt, um Peptide und Proteine Schritt für Schritt in ihre Bestandteile, die Aminosäuren, zu zersetzen und so die Aminosäuresequenz (Reihenfolge der Aminosäuren im Peptid oder Protein) zu ermitteln. Dabei werden z. B. Phenylisothiocyanat (PITC) oder 4-N,N-Dimethylaminoazobenzen-4'-isothiocyanat (DABITC) verwendet.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Isothiocyanate werden zur Markierung von Proteinen und Peptiden verwendet, z. B. Fluoresceinisothiocyanat (FITC)<ref group="S">Vorlage:Substanzinfo</ref> und Tetramethylrhodaminisothiocyanat (TRITC) bei der Fluoreszenzmarkierung.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Einzelnachweise

Externe Links zu erwähnten Verbindungen