Reduktion von Disulfidbrücken

Wissenschaft Chemie
#1

… durch 2-Mercaptoethanol

Hallo !

  
Da es kein Brett für Bio-Chemie gibt, probiere ich es erstmal hier ...  
Ich weiß zwar, wie eine Disulfidbrücke aussieht und dass nach Reduktion mit z.B. 2-Mercaptoethanol die SH-Gruppen rückgebildet sind - mir ist aber nicht klar, was dabei eigentlich mit dem Reduktionsmittel passiert und warum.  
Welches oder welche der Wasserstoffatome werden denn abgespalten ? Wahrscheinlich ja das H-Atom von der SH-Gruppe - sonst könnte man ja gleich Ethanol nehmen. Es müsste ja als Proton abgespalten werden - oder ?!  
Aber die regenerierten SH-Gruppen weisen doch keine Ladungen auf ...!  
Was ist das Reaktionsprodukt auf Seite der Mercaptoethanols ?  
Und was ist die Triebkraft dieser Reaktion ? Ich kann hier nicht sehen, wo und ob das eine als Nucleophil und das andere als Elektrophil reagiert, wie so oft in der organischen Chemie :wink: ...  
  
Ich bin Euch für jeden Hinweis dankbar, denn ein langes Wälzen meiner Bücher und eine lange Google-Suche haben mich leider zu keinem ERgebnis kommen lassen.  
  
Viele Grüße, Bettina
#2

Moin,

Was ist das Reaktionsprodukt auf Seite der Mercaptoethanols ?

gaaanz tief in der Erinerungskiste kram.
(meine Biochemievorlesung ist nunmehr weit über 25 Jahre her).

Soweit ich mich erinnere, entsteht der Thioaldehyd, (der wiederum nicht besonders stabil ist (und noch tiefer kram) und weiter oxidiert wird).

Grob kann man das vergleichen mit einem Peroxid, das einen Alkohol zum Aldehyd oxidiert und selber zu zwei Mol Alkohol reduziert wird.

Gandalf

#3

Hallo Gandalf,

auf jeden Fall mal ein Dankeschön für die Hinweise ! Werde in dieser Richting der Spur mal weiter nachgehen und gucken, wie weit ich komme .

Gruß, Bettina

#4

Hallo Bettina,

Ich weiß zwar, wie eine Disulfidbrücke aussieht und dass nach
Reduktion mit z.B. 2-Mercaptoethanol die SH-Gruppen
rückgebildet sind - mir ist aber nicht klar, was dabei
eigentlich mit dem Reduktionsmittel passiert und warum.

In Lehrbüchern der organ. Chemie oder auch bei Wikipedia findet man etwa:
„Unter Einfluss von Wasser (Feuchtigkeit) oder Säure spaltet Mercaptoethanol hochgiftigen Schwefelwasserstoff ab.“
Also:
OH-CH2-CH2-SH + HOH --> H2S + OH-CH2-CH2-OH

Eine wässerige Schwefelwasserstoff-Lösung kann reduzierend wirken.
Sie zersetzt sich z.B. an der Luft (mit Sauerstoff als Oxidationsmittel) und am Licht schon bei Zimmertemperatur nach:
H2S + ½ O2 --> H2O + S.

Die wässerige Lösung des Mercaptoethanols wird also nach Bildung von H2S (als Reduktionsmittel) eine vorhandene Disulfidbrücke (hier als Oxidationsmittel) reduzieren und Mercaptoethanol wird dabei selber zu Ethylenglycol umgewandelt.
In dem reduzierenden Milieu bleibt Ethylenglycol sicher unverändert erhalten.

MfG

watergolf

#5

Hallo Bettina,

Leider muss ich den beiden letzten Vorschlägen wiedersprechen. Die Lösung ist ganz einfach. Mercaptoethanol wird in der Regel in großem Überschuss eingesetzt (z. B. zur Reduktion von Disulfidbrücken in Proteinen). Dabei bildet das Mercaptoethanol selbst ein Disulfid (aus je zwei Molekülen Mercaptoethanol). D. h. es wird oxidiert, während die Disulfidbrücke im Protein gespalten wird.

Alernativ kann man auch stärkere Reduktionsmittel wie DTT (Dithiothreitol) einsetzen. Hier läufd die Disulfid-Bildung unter ausbildung eins 6-Rings intramolekular ab. Das ist entropisch günstig.

Viele Grüße,
Joe

#6

Hej,

sehr verspätet - aber trotzdem dankeschön !

Bettina