セレノ硫化物

化学において、セレノ硫化物は硫黄とセレンを含む無機化合物と有機化合物の異なるクラスを指します。有機誘導体には Se-S 結合が含まれますが、無機誘導体はより多様です。

有機セレノ硫化物

これらの種は、有機硫黄化合物と有機セレン化合物の両方に分類されます。これらは、有機二硫化物と有機二セレニドの混成物です。

準備、構造、反応性

セレノ硫化物は、セレニルハライドとチオールの反応によって合成される：^[2]

RSeCl + R'SH → RSeSR' + HCl

二セレン化物と二硫化物の間の平衡は左側にあります。

RSeSeR + R'SSR' 2 RSeSR'

{\ce {<<=>>}}

この平衡が容易に得られるため、最も特徴づけられたセレノ硫化物の多くは環状であり、S-Se結合が分子内で安定化されている。一例はナフタレンの1,8-セレノ硫化物である。^[3]セレン-硫黄結合長は約220ピコメートルで、典型的なSSおよびSe-Se結合の平均である。

発生

セレノ硫化物基は、グルタチオンペルオキシダーゼやチオレドキシン還元酵素などのさまざまなペルオキシダーゼ酵素の一部として、ほぼすべての生物に存在します。これらは、セレノシステインとシステイン残基の酸化カップリングによって形成されます。 ^{[2]この反応は、細胞内の過酸化物の分解によって促進されますが、これは非常に有害で}酸化ストレスの原因となる可能性があります。セレノシステインはシステインよりも還元電位が低いため、抗酸化活性に関与するタンパク質に非常に適しています。^[4]

セレノ硫化物は、ネギ属^{のいくつかの種[1]や焙煎コーヒー}^[5]で確認されています。哺乳類のタンパク質チオレドキシン還元酵素にはセレノシステイン残基が含まれており、酸化されるとチオセレニド（ジスルフィドに類似）を形成します。^[6]

無機セレノ硫化物

いくつかの無機セレン化硫化物化合物も知られています。最も単純なのは、薬効のある物質である硫化セレンです。これは元素硫黄の多様な構造を採用していますが、一部の S 原子が Se に置き換えられています。

その他の無機セレン化硫化物化合物は、鉱物や顔料として存在します。一例はセレン化アンチモン硫化物です。

カドミウムレッド顔料は、カドミウムスルホセレン化物から構成されています。黄色の硫化カドミウムと暗褐色のセレン化カドミウムの固溶体です。芸術家の顔料として使用されます。 ^[7] 有機セレノ硫化物や硫化セレン自体とは異なり、CdS _1−x Se _xや Sb ₂ S _3−x Se _xには S-Se 結合が存在しません。

参考文献

^ ab Cai, Xiao-Jia; Uden, Peter C.; Block, Eric; Zhang, Xing; Quimby, Bruce D.; Sullivan, James J. (1994). 「アリウム化学: 原子発光検出ヘッドスペースガスクロマトグラフィーによるニンニク、象ニンニク、タマネギ、チャイブの天然存在比有機セレン揮発性物質の同定」Journal of Agricultural and Food Chemistry . 42 (10): 2081–2084. doi :10.1021/jf00046a002.
^ ab Hamsath, Akil; Xian, Ming (2020). 「セレネニル硫化物とチオセレニン酸の化学と化学生物学」.抗酸化物質と酸化還元シグナル伝達. 33 (16): 1143–1157. doi :10.1089/ars.2020.8083. PMC 7698873. PMID 32151152 .
^マインワルド 、ジェロルド; ドープレイズ、デイヴィッド; クラーディ、ジョン (1977)。「ペリ架橋ナフタレン。2. 非対称二原子カルコゲン架橋」。アメリカ化学会誌。99 ( 23 ) : 7743–7744。doi :10.1021/ja00465a074。
^ Byun BJ、Kang YK (2011年5月)。「セレノシステイン残基の立体配座の好みとpK(a)値」。バイオポリマー。95 (5):345–53。doi : 10.1002/bip.21581。PMID 21213257。S2CID 11002236。
^ Meija, Juris; Bryson, Joshua M.; Vonderheide, Anne P.; Montes-Bayón, Maria; Caruso, Joseph A. (2003). 「焙煎コーヒー中のセレン含有揮発性物質の研究」. Journal of Agricultural and Food Chemistry . 51 (17): 5116–5122. doi :10.1021/jf034210h. PMID 12903978.
^ Lee, S.-R.; Bar-Noy, S.; Kwon, J.; Levine, RL; Stadtman, TC; Rhee, SG (2000). 「哺乳類チオレドキシン還元酵素：C末端システイン/セレノシステイン活性部位の酸化によりチオセレニドが形成され、セレンを硫黄に置換すると触媒活性が著しく低下する」。米国科学アカデミー紀要。97 ( 6): 2521–2526。Bibcode : 2000PNAS ...97.2521L。doi : 10.1073/ pnas.050579797。PMC 15961。PMID 10688911。
^ Hugo Müller、Wolfgang Müller、Manfred Wehner、Heike Liewald 「Artists' Colors」、ウルマン工業化学百科事典 2002、Wiley-VCH、ワインハイム。土井：10.1002/14356007.a03_143.pub2

[Cai-1] Cai, Xiao-Jia; Uden, Peter C.; Block, Eric; Zhang, Xing; Quimby, Bruce D.; Sullivan, James J. (1994). 「アリウム化学: 原子発光検出ヘッドスペースガスクロマトグラフィーによるニンニク、象ニンニク、タマネギ、チャイブの天然存在比有機セレン揮発性物質の同定」Journal of Agricultural and Food Chemistry . 42 (10): 2081–2084. doi :10.1021/jf00046a002.

[Hamsath-2] Hamsath, Akil; Xian, Ming (2020). 「セレネニル硫化物とチオセレニン酸の化学と化学生物学」.抗酸化物質と酸化還元シグナル伝達. 33 (16): 1143–1157. doi :10.1089/ars.2020.8083. PMC 7698873. PMID 32151152 .

[3] ^マインワルド 、ジェロルド; ドープレイズ、デイヴィッド; クラーディ、ジョン (1977)。「ペリ架橋ナフタレン。2. 非対称二原子カルコゲン架橋」。アメリカ化学会誌。99 ( 23 ) : 7743–7744。doi :10.1021/ja00465a074。

[4] ^ Byun BJ、Kang YK (2011年5月)。「セレノシステイン残基の立体配座の好みとpK(a)値」。バイオポリマー。95 (5):345–53。doi : 10.1002/bip.21581。PMID 21213257。S2CID 11002236。

[5] Meija, Juris; Bryson, Joshua M.; Vonderheide, Anne P.; Montes-Bayón, Maria; Caruso, Joseph A. (2003). 「焙煎コーヒー中のセレン含有揮発性物質の研究」. Journal of Agricultural and Food Chemistry . 51 (17): 5116–5122. doi :10.1021/jf034210h. PMID 12903978.

[6] Lee, S.-R.; Bar-Noy, S.; Kwon, J.; Levine, RL; Stadtman, TC; Rhee, SG (2000). 「哺乳類チオレドキシン還元酵素：C末端システイン/セレノシステイン活性部位の酸化によりチオセレニドが形成され、セレンを硫黄に置換すると触媒活性が著しく低下する」。米国科学アカデミー紀要。97 ( 6): 2521–2526。Bibcode : 2000PNAS ...97.2521L。doi : 10.1073/ pnas.050579797。PMC 15961。PMID 10688911。

[Ullmann-7] Hugo Müller、Wolfgang Müller、Manfred Wehner、Heike Liewald 「Artists' Colors」、ウルマン工業化学百科事典 2002、Wiley-VCH、ワインハイム。土井：10.1002/14356007.a03_143.pub2