VO Organische Chemie in der molekularen Biologie I

VO Organische Chemie I 18. Verbindungen mit einer C-S-Einfachbindung
Eigenschaften und Reaktionen:
Bei Sulfiden lässt sich die Oxidations-
stufe des Schwefels verändern:
Eine wichtige Verbindung ist dabei das
Dimethylsulfid (DMSO), ein hoch
H3C
H3C
S
O
interessantes, stark polares, farbloses, mit Wasser mischbares und
wertvolles Lösungsmittel, in dem Kunststoffe wie PVC und Polyacryl
lösbar sind.
Sulfoxide sind (infolge des doppelt besetzten, nichtbindenden Orbitals des
S-Atoms) pyramidal gebaut; bei zwei verschiedenen Resten sind die
Moleküle chiral (Abb. rechts).
Sulfide sind ziemlich nukleophile Teilchen und daher gut für SN-Reaktionen geeignet, z.B.
R–S–R + CH3I => R–SCH3–R + I –
Die hierbei entstehenden Trialkylsulfoniumionen haben im Gegensatz zu den
Trialkyloxoniumionen große Bedeutung bei verschiedenen biochemischen Vorgängen.
18.3 Natürlich vorkommende Schwefelverbindungen
• Cystein ist eine
Aminosäure mit einer
charakteristischen
Thiol-Gruppe. Wie
oben besprochen, lassen sich zwei Cystein-Moleküle durch Einwirkung eines
Oxidationsmittels und unter H-Abspaltung in ein Disulfid überführen, die Aminosäure
Cystin. Proteine werde also nicht nur durch Wasserstoffbrücken, sondern auch durch
echte kovalente Bindungen (Disulfidbrücken) in Form gehalten.
• Methionin (Abb. rechts) ist eine essentielle Aminosäure und
ein Beispiel eines Sulfids.
• Ein wichtiges Protein, bei dem in großem Maße
Disulfidbrücken auftreten, ist das Keratin, ein ziemlich
schwefelreiches Protein (2 – 6 % Schwefelgehalt); es stellt u.a.
die Hornsubstanz der Haare und Nägel dar und ist für deren
Festigkeit verantwortlich.
2 H2N
R
R
COOH
-2
S
C H
CH2SH
- 106 -
– 2 H
– 2 e –
R
R
H2N
0
S
R O
+2
O S
R O
Sulfoxid Sulfone
COOH
C H
CH2
H2N
R2
R1
H2N
S S
COOH
S
C H
CH2
CH2
S
CH3
COOH
O
C H
CH2