Tiosyanaatit

Tiosyanaattianioni

Kuten tiosyanaatit (vanhentunut ja tiosyanaatit ), The suolat ja esterit ja siirtyminen tiosyaanihapon ( tiosyaanihapon tarkoitetut) HSCN. Nimi ”Rhodanid” on johdettu kreikan Rhodos varten ”punainen”, kuten rauta (III) tiosyanaatti on syvän punainen väri. Helpoin tapa tuottaa suolojen on sulaa vastaava syanidit kanssa rikkiä .

kemia

Kuten ligandi on komplekseissa tiosyanaatti-ioni (SCN - ) voi koordinoida keskeiseen atomiin kautta sekä typpi- ja rikkiatomi. Kemiallisella käyttäytymisellään se on samanlainen kuin halogeenit ja on sen vuoksi kuulunut pseudohalogeeniryhmään vuodesta 1925 lähtien . Tiosyanaatti-ionien biologiselle aktiivisuudelle on ratkaisevaa sen 16 elektronin mahdollisten järjestelyjen ja jakautumisen moninaisuus, jotka ionisten vuorovaikutusten lisäksi solmivat koordinaatiosidoksia NS-ligaattoriatomien välityksellä mono- tai viisikulmaisten sidosten sekä kovalenttisten sidosten muodossa. tai koordinoiva kiinnitys reseptoreihin ja sitoutumiskumppaneihin voi.

Suolat

Kaliumtiosyanaatti on tunnetuin suola ja sitä käytetään muun muassa Fe 3+ -ionien havaitsemiseen , jolloin muodostuu syvänpunainen rauta (III) tiosyanaatti (Fe (SCN) 3 ).

Ester

Esterit R - S - C = N (R = orgaaninen radikaali, kuten alkyyliradikaali, aryyliradikaali, jne.) On tiosyaanihapon kutsutaan tiosyaanihapon estereitä ja ovat perustuslaillinen isomeerit isothiocyanic happoesterit RN = C = S Ne tuoksuvat valkosipulilta eivätkä ole kovin sitkeitä.

Tiosyaanihappoesterit voidaan syntetisoida Buntesuoloista ja natriumsyanidista yhdessä vaiheessa.

Tiosyanaattisynteesi V.2.png

Esiintyminen

Tiosyanaatti on elävässä luonnossa läsnä kaikkialla siinä ominaisuudessa, että sitä esiintyi jo prebioottis-kemiallisessa evoluutiossa ja lukemattomia SCN-atomiryhmiä havaittiin jopa tähtienvälisessä tilassa. Syynä tähän on se, että ammoniumtiosyanaattia on muodostettu päässä rikkihiiltä ja ammoniakkia paineen alaisena ja korotetussa lämpötilassa (110 ° C). Tiosyanaatin merkitykselle solujen aineenvaihdunnassa (katso alla) eksogeeninen ja endogeeninen läsnäolo elämän evoluution aikana on voinut olla edellytys. Vuonna 1798 kemisti Buchholz löysi rikin reaktion syanidien kanssa tiosyanaatin muodostamiseksi. Porett (1809) kuvasi kaliumsulfidin ja Preussin sinisen yhdisteen keittämistä, joka muodostui rikkivetysyanidina. Vuonna 1814 Gottfried Reinhold Treviranus kuvasi syljen punaisen värin, kun lisättiin tyydyttynyttä rauta (III) suolaliuosta typpi- tai rikkihapossa . Tiedemann ja Gmelin (1826) katsoivat tämän reaktion KSCN: lle; näin havaittiin SCN- luonnollinen esiintyminen syljessä. Vuonna 1829 Friedrich Wöhler syntetisoi ensimmäistä kertaa vapaata fluorivetyhappoa. Hofmeisterin tutkimukset vuonna 1888 olivat alku kohdennetulle tutkimukselle SCN: n ja muiden organismissa esiintyvien anionien vaikutuksesta fysiologisiin prosesseihin. Erityisesti ihmisen maksasolut tuottavat tiosyanaattia detoksifioimalla solujen aineenvaihdunnassa tuotetut syanidit rodokenaasientsyymillä (tiosulfaatti: syanidirikkitransferaasi), joka on lokalisoitu mitokondrioissa ja jonka Lang on löytänyt . Mitokondrioissa samoin kuin maksan, munuaisten, aivojen ja sydänlihaksen sytoplasmassa on toinen syanidin hajoamisesta vastaava entsyymi, 3-merkaptopyruvaattisyanidirikkitransferaasi . Joistakin elintarvikkeista, kuten kaali, tiosyanaatit voivat vapautua entsymaattisesti sinappiöljyn glykosideista , kuten glukobrassisiinista , kun taas muut elintarvikkeet sisältävät suoraan tiosyanaattia. Tiosyanaattia nautitaan runsaasti, erityisesti lakto-vihannesten ruokavalion yhteydessä. Katsoo, että tiosyanaatti inhiboi jodia on kilpirauhasen ei voitu vahvistaa joko kokeellisesti tai epidemiologisesti; olennaisesti vain jodihäviö lisääntyy, ja fysiologisten pitoisuuksien alueella kilpirauhasen toimintaa jopa stimuloidaan. Kun ruokavalion saanti fysiologisilla rajoilla on 4–8 mg SCN- / d), kilpirauhasen estoa ei ole odotettavissa. Tupakoinnin yhteydessä lisätty syanidi detoksifioidaan myös tiosyanaatiksi, joten tupakan kulutus havaittiin aikaisemmin tällä tavalla.

Tiosyanaatin muodostuminen tapahtuu ns. Tiosyanaatti-syanidisyklissä , jossa on tasapaino syanidin kanssa, joka siirtyy tiosyanaatiksi. Kun tiosyanaattiseerumin taso laskee, aktivoituminen tapahtuu; Kaksi transferaasia ja tiosulfaattireduktaasi ovat mukana muodostumisessa . Toisaalta tiosyanaatti ja vetyperoksidi reagoivat laktoperoksidaasin , myeloperoksidaasin ja eosinofiilisen peroksidaasin entsyymien avulla muodostaen hypotiosyaniittia ja korkeamman hapettumisen tuotteita.

Biologiset vaikutukset

Pitkään tiosyanaatti katsottiin vain syanidin detoksifikaatiotuotteeksi ilman mitään omaa fysiologista tai biokemiallista merkitystä. Koska tiosyanaattia on läsnä kaikkialla ihmisissä ja nisäkkäissä kaikissa soluissa ja kehon nesteissä, havaitut pitoisuuden muutokset ihmisorganismissa z. B. immunisaation, infektion, stressin, myrkyllisen altistumisen, UV-säteilyn ja tiettyjen sairauksien sekä todisteiden humoraalisen immuunivasteen stimuloinnista , joka tehtiin ensimmäisen kerran vuonna 1968, aloitettiin intensiivinen tutkimus tämän bioaktiivisen anionin muista vaikutuksista. Tämän seurauksena seuraavat vaikutukset voitiin vahvistaa fysiologisilla annoksilla fysiologisella alueella: haavan paranemisen stimulointi, fagosytoosi , spermogeneesi , hiusten muodostuminen ja interferonituotanto sekä kemofuusio protoplasteissa . Stimulaatio on erityisen voimakasta SCN-puutteen tapauksessa tai kun on lisääntynyt tarve. Lisäksi tiosyanaatilla on anti- inflammatorinen ja suojaava vaikutus tarttuvien, allergisten, myrkyllisten, ärsyttävien ja mutageenisten kuormitusten yhteydessä. Infektion vastainen suojaava vaikutus perustuu sekä kolonisaatioresistenssin edistämiseen että epäsuorasti hypotiosyaniitin muodostumisen kautta. Kasvissa edistetään kasvullista kehitystä, saantoa ja vastustuskykyä mikro-organismeille ja saavutetaan suojaava vaikutus myrkyllisen stressin sattuessa. Hapetuksella tuotetut hypotiosyaniitit ovat erittäin mikrobilääkkeitä ja välttämättömiä suuontelon, hengitysteiden, kyynelnesteen, maidon, emättimen erityksen ja muiden osastojen mikrobien puolustukselle .

Vaikutusmekanismi

Tiosyanaatti muuttaa konformaatiota ns konformationaalisesti labiileja proteiineja riippuen ja ligandin rautaporfyriinejä . Aktiivisuutta lisäävä vaikutus fysiologisissa tiosyanaattikonsentraatioissa useisiin lääkeaineita metaboloiviin ja muihin entsyymeihin, esim. B. kollagenaasi, lysotsyymi, Na + -, K + -, Mg2 + - ja anioniherkkä ATPaasi (myelo- ja laktoperoksidaasi), fosfodiesteraasi ; Viimeksi mainitun kautta tiosyanaatti voi vaikuttaa kasvu- ja jakautumisprosesseihin "toisen lähettimen" cAMP: n kautta . Muita vaikutuksia molekyylitasolla ovat termodynaamisten tasapainojen siirtyminen, SH-ryhmien suojaaminen, H-sidosten löystyminen entropian lisääntyessä , vaikutus biomakromolekyylien nesteytykseen ja affiniteettiin (esim. Vasta- aineissa ja hormonireseptoreissa ). kationit - ja anionien kuljetusprosessit, kalvon läpi kulkevan potentiaalin kasvu, johon liittyy solukalvon stabiloituminen ja kuljetusprosessien modulointi, vapaiden radikaalien muodostumisen estäminen, DNA: n stabiloituminen ja oksidatiivisen aineenvaihdunnan esto. Tiosyanaatti on vuorovaikutuksessa vetyperoksidiperoksidaasijärjestelmien kanssa mukana fysiologisissa sykliprosesseissa, joilla on erilaiset vaikutukset pitoisuudesta riippuen, esim. B. Glykolyysin ja glukoosikuljetusten , immuuniregulaation, sytolyyttisen lymfosyyttien aktiivisuuden vaikutus tulehdusreaktioiden eston ja DR-antigeenien vähenemisen kanssa solun pinnalla. In vitro tiosyanaatti-ioneilla on merkittäviä vaikutuksia glukokortikoidireseptoreihin. Ilmeisesti tiosyanaatti-ionien biologinen aktiivisuus ei perustu yhtenäiseen toimintamekanismiin, mutta se on ymmärrettävä erilaisten osavaikutusten summana.

käyttää

Kuten natrium- tiosyanaatti , tiosyanaatti käytetään kosmeettisissa tai farmaseuttisissa sovelluksissa kuin hiusta korjaava ja ihonhoitoon atooppinen ihottuma.

nettilinkit

Wikikirjat: Epäorgaanisen kemian / tiosyanaatin käytännön kurssi  - oppimis- ja opetusmateriaalit

Yksittäiset todisteet

  1. B a b Beyer-Walter: Orgaanisen kemian oppikirja. 23. painos. Hirzel Verlag, 1998.
  2. ^ H. Böhland, VM Samoilenko: Tiosyanaattiyhdisteet . Julkaisussa: AM Golub, H. Köhler, VV Skopenkoe (Toim.): Pseudohalideiden kemia . Elsevier, Amsterdam 1986, s. 239-363.
  3. ^ Siegfried Hauptmann: Orgaaninen kemia. 2. tarkistettu painos. Saksalainen perusteollisuuden kustantamo, Leipzig 1985, ISBN 3-342-00280-8 , s.470 .
  4. ↑ a b c d e W. Weuffen, A. Kramer, H. Below, H. Böhland, WD Jülich, B. Thürkow, U. Burth: Tiosyanaatti- ioni fysiologisesti tärkeänä vaikuttavana aineena elävässä luonnossa. Julkaisussa: Apteekki . 45 (1), 1990, s. 16-29.
  5. ^ W. Weuffen, A. Kramer, H. Ambrosius, V. Adrian, H. alla, WD Jülich, S. Koch, B. Thürkow, F. Verbeek: Endogeenisen vaikuttavan aineen ja ympäristötekijän tiopysyanaatin merkityksestä epäspesifiselle ja erityinen kestävyys hygieeniseltä kannalta. Julkaisussa: Zentralblatt für Hygiene und Umweltmedizin . 189, 1990, s. 473 - 510.
  6. ↑ b c A. Kramer, H. Bohland, H. Alla: Epäorgaaniset tiosyanaatti. Julkaisussa: A. Kramer, O. Assadian (toim.): Wallhauserin käytäntö steriloinnissa, desinfioinnissa, antiseptisissä aineissa ja säilöntäaineissa . Thieme, Stuttgart 2008, s.891-894.
  7. ↑ K. Lang: Rhodanbildung eläimen kehossa. Julkaisussa: Biochem Z. 259, 1933, s. 243-256.
  8. ↑ N. Nagahara, T. Ito, M. Minami: Merkaptopyruvaatti-rikkitransferaasi puolustukseksi syanidimyrkytykseltä: molekyylien ominaisuudet ja detoksifikaatiotapa. Julkaisussa: Histol Histopathol. 14 (4), 1999, s. 1277-1286.
  9. ↑ B. Thürkow, W. Weuffen, A. Kramer, H. Below, D. Johnson: Tiosyanaatin merkityksestä terveelliselle ihmisen ravinnolle. Julkaisussa: German food review. 88 (10), 1992, s. 307 - 313.
  10. ↑ A. Kramer, W. Meng, D. Reinwein, W. Weuffen, H. Below, U. Ermisch, W.-D. Jülich, S. Koch, R. Kellner, S. Meng, O. Schibille, A. Straßenberg, K. Bauch, W. Straube, FE Ulrich, M. Ventz: Kokeelliset ja epidemiologiset tutkimukset tiosyanaatin ja kilpirauhasen toiminnan välisistä suhteista. Julkaisussa: Z ges Hyg. 36, 1990, sivut 383-387.
  11. ^ OP Foss, PG Lund-Larsen: Seerumitiosyanaatti ja tupakointi: seerumin tiosyanaattitasojen tulkinta havaittu suuressa terveystutkimuksessa. Julkaisussa: Scand J Clin Lab Invest. 46 (3), 1986, s. 245-251.
  12. ↑ JL Wood: Biokemia. Julkaisussa: AA Newman (Toim.): Tiosyaanihapon ja sen johdannaisten kemia ja biokemia. Academic Press, Lontoo 1975, sivut 156--221.
  13. B a b R. Ihalin, V. Loimaranta, J. Tenovuo: Peroksidaasien alkuperä, rakenne ja biologiset vaikutukset ihmisen syljessä. Julkaisussa: Arch Biochem Biophys. 445 (2), 2006, s. 261-268.
  14. ↑ W.Weuffen, L.Behounkova, H.Maruschka: Tutkimukset marsujen anafylaksian kyvystä marsuihin vaikuttaa erilaisiin lääkkeisiin . 1. Julkaisussa: Mitt. Acta biol med germ. 21, 1968, s. 127-130.
  15. ↑ Ihonhoito hiustenlähtöön? Tätä ainetta tiosyanaatti tekee. Focus Online, 9. helmikuuta 2017, käytetty 29. maaliskuuta 2017 .
  16. ↑ Tiosyanaatin käyttö. Thiocyn GmbH, käytetty 29. maaliskuuta 2017 .
  17. ↑ Patentti EP 033 2336 : Keinot ja menetelmä hiusten kasvun kvalitatiiviseen ja kvantitatiiviseen edistämiseen ihmisillä ja karjoilla . Julkaistu 11. lokakuuta 1989 , keksijät: Theodor Hiepe, Stephan Koch, Axel Kramer, Hans Meffert, Siegfried Minnich, Bodo Thürkow, Marietta Völzke, Norbert Völzke, Wolfgang Weuffen, Hans Winetzka. ‌
  18. ↑ Patentti DE4100975 : Kosmeettiset tai farmaseuttiset valmisteet hiusten laadun parantamiseksi ja hiusten kasvun edistämiseksi. Julkaistu 16. heinäkuuta 1992 , keksijät: Stefan Koch, Axel Kramer, Hans Meffert, Wolfgang Weuffen. ‌