Isotiocianati: funzioni, reazioni, sintesi

Gli isotiocianati sono composti contenenti il gruppo costituito da -N=C=S che si differenzia dall’isocianato -N=C=O per la presenza di zolfo al posto dell’ossigeno
Derivano  ​​dall’idrolisi dei glucosinolati, composti contenenti zolfo che si trovano nelle verdure crucifere come cavolfiori, crescione, broccoli e cavoletti di Bruxelles.

Ogni glucosinolato, quando idrolizzato, forma un diverso isotiocianato. Ad esempio, i broccoli sono una buona fonte di glucorafanina e di sinigrina.
Gli isotiocianati assorbiti si legano al glutatione nel fegato e quindi metabolizzati nella via dell’acido mercapturico, prima di essere escreti nelle urine.

Proprietà degli isotiocianati

Gli isotiocianati sono intermedi fondamentali nella sintesi organica, specialmente nella sintesi di vari composti eterociclici e tiouree asimmetriche

Contengono un atomo di carbonio molto elettrofilo che può reagire con nucleofili come gruppi idrossile, amminico o tiolico per formare O-tiocarbammati, tiouree o ditiocarbammati

Sintesi

Sono tipicamente preparati utilizzando ammine primarie alchiliche o ariliche e reagenti come il tiofosgene ClCSCl, i suoi derivati ​​o solfuro di carbonio CS₂

Ad esempio dalla reazione dell’anilina con solfuro di carbonio in presenza di ammoniaca si ottiene dapprima un sale. Quest’ultimo, per trattamento con nitrato di piombo, dà luogo all’isotiocianato

Reazioni

Gli isotiocianati reagiscono con proteine, peptidi e amminoacidi per dare diversi tipi di prodotti di reazione. Le proteine e i peptidi reagiscono con gli isocianati tramite i gruppi amminici, tiolici o altri gruppi funzionali nucleofili. La reattività dipende dalla nucleofilicità, dal pK_a e dal valore di pH.

Essi reagiscono meglio a valori di pH alcalini in cui i gruppi amminici sono principalmente non protonati.

Le reazioni dei gruppi amminici degli amminoacidi in ambiente moderatamente alcalino con gli isocianati dà luogo alla formazione di tiourea N-N’-disostituite. Le tiouree in condizioni acide ciclizzano per dare 2-tioidantoine, responsabili di alcuni effetti bioligici degli isotiocianati.

Funzioni

Composti fitochimici come polifenoli, flavonoidi e  carotenoidi agiscono come antiossidanti diretti nella neutralizzazione dei radicali liberi

Si ritiene che gli isotiocianati agiscano in modo indiretto modulando l’azione del citocromo P450 e fornendo una attività antiossidante di lunga durata.

Gli isotiocianati mostrano inoltre attività antibatterica, fungicida e biocida e, grazie alla loro volatilità, hanno trovato utilizzo nell’industria alimentare. Inoltre sono noti per agire come substrati per attivare le lattoperossidasi per prolungare la durata di conservazione dei prodotti lattiero-caseari

A causa delle loro proprietà antimicrobiche, nell’ultimo decennio sono utilizzati nei film di imballaggio alimentare