Le proprietà del tiolo
In Chimica Organica c’è una tipologia di composto contenente zolfo chiamata tiolo o mercaptano. Il loro gruppo funzionale infatti è il solfanile (-SH) e la loro formula generale, indicando con R la catena di atomi di carbonio, risulta R-SH. Possiamo identificarli ricorrendo a tecniche di analisi quali la cromatografia o la spettrometria di massa, oltre ai metodi colorimetrici.
Il motivo per cui questi composti organici sono noti anche come mercaptani è dovuto alla loro capacità di riuscire a legare il mercurio (Hg). L’espressione deriva infatti dai termini latini mercurius captans uniti a formare una sola parola. Oltre che con il mercurio i mercaptani reagiscono facilmente anche con altri metalli pesanti come per esempio il cadmio.
Nomenclatura e struttura di un tiolo
Questo tipo di molecola organica deriva da un alcol dove all’atomo di ossigeno del gruppo -OH subentra un atomo di zolfo a formare il gruppo solfanile. Un tempo per denominarli si utilizzava un prefisso, ossia mercapto-. Adesso volendo lo si può sostituire con solfidril, ma secondo la nomenclatura IUPAC si ricorre a un suffisso.
Di fatto il sistema per classificare questi composti è molto simile a quello degli alcoli anche se come suffisso si usa per l’appunto -tiolo anziché -olo. Come sempre si inizia determinando la catena più lunga di atomi di carbonio che contenga anche il gruppo -SH. Non deve essere la più lunga in assoluto se ne prevede l’esclusione.
A questo punto si procede a numerare i carboni della catena facendo sì che quello legato al gruppo -SH abbia la posizione numerica più bassa possibile. In caso siano presenti gruppi che si dipartono dalla catena principale (es. –CH3, –CH2CH3) questi vanno riportati nel nome del composto rispettando le regole di priorità di numerazione.
Qualora nella stessa molecola siano presenti sia il gruppo -SH che il gruppo -OH allora la priorità spetta a quest’ultimo. Il primo passa perciò alla classificazione come sostituente e come tale va indicato nel nome del composto. La scoperta dei tioli si deve al chimico di origine danese William Christopher Zeise ma la nomenclatura vigente attualmente arrivò solo alla fine degli anni ’90.
Le proprietà di questi composti organici
Nell’analisi delle caratteristiche fisiche e chimiche di un tiolo possiamo dire che questo ha sempre un’odore intenso e sgradevole. Si tratta di un dettaglio dovuto alla presenza dello zolfo e che li rende utili per alcune precauzioni di sicurezza quando si lavora con gas infiammabili. Ha anche una buona solubilità in acqua, grazie alla debole polarità del gruppo -SH.
Dal punto di vista chimico come già accennato i tioli reagiscono facilmente con il mercurio e i metalli pesanti in generale. In presenza dello ione mercurio (Hg2+) servono due molecole con gruppo -SH per causarne la precipitazione formando un nuovo composto. Si ossidano facilmente in presenza degli alogeni, e poiché anche qui sono richieste due molecole nel corso della reazione si formano ponti disolfuro (R-S-S-R).
Un tiolo fatto reagire con un acido carbossilico in presenza di acqua ossigenata per formare un composto chiamato tioestere. La sua formula generale è R’C(=O)−S−R e ha un ruolo importante all’interno del metabolismo. Infatti alla categoria dei tioesteri appartiene per esempio l’Acetil-CoA, da cui si producono i corpi chetonici in condizioni di digiuno.
Un’altra caratteristica tipica dei tioli è il fatto che presentano un’acidità maggiore rispetto agli alcoli da cui derivano. Rispetto alla loro infatti è superiore di una media di 5 punti a livello di valori di pKa. Possiamo dire che risulta paragonabile all’acidità dei fenoli.
Come si effettua la sintesi di un tiolo
nel primo abbiamo R-X che reagisce con SH- producendo il tiolo R-SH e lo ione alogenuro X-. Durante questa reazione tuttavia è possibile che si formino dei tioeteri, ovvero molecole che hanno struttura generale R-S-R. Per ridurre la quantità di tioetere che può derivare dalla reazione la si fa avvenire in presenza di idrosolfuro di sodio (NaSH) o di idrosolfuro di potassio (KSH).
Un altro processo di sintesi per i tioli comprende l’utilizzo dei reattivi di Grignard. Si tratta di composti metallorganici con formula R-Mg-X, che reagendo con lo zolfo possono produrre i composti R-S-MgX, da porre in ambiente acido e in presenza di acqua. Dalla reazione si ottengono R-SH e Mg(OH)X per la dissociazione dell’acqua.
Per ricavare dei reattivi di Grignard da utilizzare per la sintesi dei tioli basta porre degli alogenuri alchilici in etere e aggiungere del magnesio metallico.
Impieghi possibili per i composti R-SH
I cosiddetti tioli varietali invece sono importanti perché è a loro che si deve l’aroma caratteristico di alcuni vini, A differenza di quelli usati come odorizzanti per i gas sono più gradevoli all’olfatto e creano aromi quali le note agrumate e quelle di frutto della passione. Li troviamo entrambi in varietà note di vini bianchi, come il Sauvignon Blanc, e alcune di vino rosso (es. Merlot).
Nelle uve sono già presenti prima della fermentazione i precursori sia dei tioli che dei terpeni, e di per sé risultano inodori. La presenza dei lieviti enologici contribuisce ad aumentare la concentrazione di questi composti aromatici.
