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硫醇:连接地球化学与生物地球化学的重要角色

已有 3681 次阅读 2024-2-2 15:01 |个人分类:地球科学|系统分类:科普集锦

什么是硫醇?

硫醇可以被定义为醇类的硫类似物。简单来说,它是由含有硫原子的化合物组成的有机化合物。它也被称为巯基。它由硫醇基组成,即,硫醇 = R-SH。醇类和硫醇有一些相似之处,即硫作为一个较大的元素出现,与氧相比,C-S 键的长度比C-O键更长。硫醇基团之间的氢键在液体或固体中要弱得多,主要是因为内聚力。它们的偶极矩比醇类低。硫醇的性质:许多硫醇具有通常很强的气味,可能类似于洋葱和大蒜的气味。低分子量的硫醇具有排斥且强烈的气味。例如,考虑到含有低分子量硫醇的臭鼬,它们很容易被人类察觉到。它还是一些葡萄酒缺陷的原因,这是由于硫与酵母之间发生了一些意外的反应。并非所有类型的硫醇都有恶臭;还有许多其他具有愉悦气味的硫醇。例如,呋喃-2-甲硫基甲醇负责咖啡烘焙的美妙香气,单萜硫醇负责葡萄柚的迷人香味。人们只能在低浓度水平下发现它们。硫醇在水中不太溶解。硫醚功能团具有相似的沸点和溶解度特性,但醇类并不具有这种特性。挥发性硫醇可以通过其独特的气味轻易地识别出来。硫醇的反应:硫醇类似于羟基化合物,会发生许多反应,其中包括形成硫醚和硫酯。氧化会影响硫醇中的硫原子,而在醇中,氧化会导致生成一个新的产物,改变碳原子的氧化状态。硫氧化物:硫醇负离子与二硫化碳反应会产生硫氧化物。硫氧化物是具有化学式RSCS2X的有机化合物。如果X是碱金属,则硫氧化物是盐。如果X是过渡金属,则硫氧化物是配体,如果X是有机基团,则这些化合物被称为硫氧化酯。(本段引自:https://byjus.com/chemistry/thiol/)

  有机化学中,硫醇(/ˈθaɪɒl/;来自古希腊语 θεῖον (theion) '硫磺')或硫醇衍生物,是指任何形式为 R−SH 的有机硫化合物,其中 R 代表烷基或其他有机基团。−SH 功能基本身被称为硫醇基或硫醇基团,或硫代硫氢基团。硫醇是醇类的硫类似物(即,硫取代了醇类的羟基(−OH)),而该词是 "thio-" 和 "alcohol" 的混合体。许多硫醇具有强烈的气味,类似于大蒜或腐烂的鸡蛋。硫醇被用作气味剂,以帮助检测天然气(纯净形式下无味),而 "天然气的气味" 是由用作气味剂的硫醇的气味引起的。硫醇有时被称为巯基(/mərˈkæptæn/)或巯基化合物,这个术语是由 William Christopher Zeise 在1832年引入的,源自拉丁文 mercurio captāns('捕捉汞'),因为硫醇基(RS−)与汞化合物结合非常牢固。(转自:维基百科)

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硫醇(Thiols)是一类含有硫-氢键(-SH)的有机化合物,在地球化学中扮演着重要的角色。从自然界到生物体内,硫醇都广泛存在,参与着多种生物过程和地球化学循环

硫醇的自然存在:

硫醇广泛存在于天然环境中,如沼泽气、石油、植物和动物组织等。它们作为生物体内的重要中间体,参与了多种生物化学反应。例如,甲硫氨酸是人体中重要的氨基酸之一,参与了蛋白质的合成过程。

硫醇的释放途径:

硫醇可通过多种途径释放到环境中。例如,火山喷发、森林火灾、沼泽发酵等都会产生硫化氢,后者在空气中被氧化生成硫醇。硫醇也是形成大气中的二甲基硫等重要气溶胶的前体物质。

硫醇在地球化学循环中的作用:

在地球表层,硫醇可吸附在矿物表面,影响矿物的表面性质。它们也可溶解在水体中,参与各种生地化学过程。例如,硫酸盐还原菌可利用硫醇作为电子供体,将硫酸盐还原为硫化物,这是硫的生物地质循环的一个关键步骤。

硫醇在生物地球化学循环中的角色:

硫醇的存在和转化对生物地球化学循环也至关重要。它们作为有机硫的重要来源和参与者,连接着地球上的无机硫和有机硫循环。深入研究硫醇的生成、转化和迁移,有助于我们更好地理解地球上的硫循环过程,以及生物体内硫代谢的调控机制。

综上所述,硫醇在地球化学和生物地球化学中都发挥着重要作用。通过深入探究硫醇的多样性、来源及其在生物体内和环境中的行为,我们可以更好地理解地球的硫循环过程,从而为环境保护和资源利用提供科学依据。

参考资料:

https://en.wikipedia.org/wiki/Thiol

https://byjus.com/chemistry/thiol/



https://blog.sciencenet.cn/blog-3549522-1420316.html

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