Allicin

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Strukturformel
Strukturformel von Allicin
Strukturformel ohne Stereochemie – Stereozentrum am Schwefelatom der S=O-Gruppe
Allgemeines
Name Allicin
Andere Namen

Prop-2-en-1-thiosulfinsäure-S-allylester

Summenformel C6H10OS2
CAS-Nummer 539-86-6
PubChem 65036
Eigenschaften
Molare Masse 162,28 g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig[1]

Dichte

1,11 g·cm−3 (bei 20 °C)[1]

Löslichkeit

mäßig in Wasser, mischbar mit Diethylether und Ethanol[1]

Brechungsindex

1,561 (20 °C)[2]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]
keine Einstufung verfügbar
H- und P-Sätze H: siehe oben
P: siehe oben
Toxikologische Daten

60 mg·kg−1 (LD50Mausi.v.)[1]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Allicin ist das Umsetzungsprodukt der in Knoblauch vorkommenden nicht-proteinogenen Aminosäure Alliin. Da Allicin nicht stabil ist, wandelt es sich zum Teil spontan in Di- und Trisulfide, im Öl auch in Vinyldithiine sowie Ajoene um. Erst diese Verbindungen sind für den typischen Knoblauchgeruch verantwortlich.

Vorkommen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Allicin bildet sich, indem die Zellstruktur von z. B. Knoblauch zerstört wird. Dabei tritt Alliin in Kontakt mit einer Alliinase, so dass schließlich Allicin entsteht:

Alliin (1) wird durch die Alliinase zu Allylsulfensäure (2) sowie Dehydroalanin (3). Da letztere Komponente instabil ist, zerfällt diese zu Ammoniak sowie Brenztraubensäure.


Zwei Moleküle Allylsulfensäure kondensieren dann zu Allicin.


Chemie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Allicin ist chiral, kommt in der Natur jedoch als Racemat vor.[4] Racemisches Allicin kann durch Oxidation von Diallyldisulfid[5] mit einer Percarbonsäure synthetisch hergestellt werden:

(SCH2CH=CH2)2 + RCO3H → CH2=CHCH2S(O)SCH2CH=CH2 + RCO2H

Allicin kann sich in wässerigem Milieu spontan zu Allylsulfiden bzw. Diallylsulfiden umsetzen. In einer Ölphase (z. B. bei Knoblauchölmazeraten) entstehen Vinyldithiine (70 %), Sulfide (18 %) und Ajoene (12 %).[6][7][8]

Allicin selbst ist instabil und setzt sich in wässerigem Milieu zu Disulfiden (Diallyldisulfid 1) oder höheren Sulfiden (z. B. Diallyltrisulfid 2) um. In der Ölphase werden zudem noch Vinyldithiine (2-Vinyl-4H-1,3-dithiin 3a bzw. 3-Vinyl-4H-1,2-dithiin 3b) sowie Ajoene (E-Ajoen 4a bzw. Z-Ajoen 4b) gebildet.

Allicin selbst ist geruchlos, jedoch verursachen v. a. Diallylsulfide und Vinyldithiine den Knoblauch-typischen Geruch.

Biologische Bedeutung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Allicin kann gut resorbiert werden. Im Blut wird es zu Allylmercaptan (Allylthiol) abgebaut. In den Lungen schließlich wird es zu Allylmethylsulfid umgesetzt, dabei wird SAM benötigt.

Es wird vermutet, dass der Großteil des Allylmercaptans zu Allylsulfonsäuren oxidiert wird – analog der Oxidation von Cystein zu Taurin.[8]

Gelangt Allicin ins Blut, wird es zu Allylmercaptan (Allylthiol) abgebaut. Durch Methylierung mittels SAM wird es als Allylmethylsulfid (S-Methyl-allyl-mercaptan) in den Lungen ausgeschieden.[6]

Das tränenreizende Allicin ist im Magen antibakteriell: noch in 100.000-facher Verdünnung tötet es sowohl gram-positive als auch gram-negative Bakterien ab. Aufgrund einer Lipid-senkenden Wirkung (in vitro und im Tierversuch) wird dem Allicin – und damit dem Knoblauch – eine positive therapeutische Wirkung bei Arteriosklerose zugesprochen. Eine Senkung des LDL-Cholesterins konnte in einer Doppelblind-Studie mit frischem Knoblauch, Knoblauchpulver, Knoblauchextrakt und Placebos an 192 Patienten mit leicht erhöhten Cholesterinwerten nicht nachgewiesen werden. Zu hohe LDL-Cholesterinwerte stehen im Zusammenhang mit der Entstehung von Arteriosklerose.[9]

Pharmakologie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Allicin hat zytotoxische (zelltötende) Eigenschaften, die sich aber beim Verzehr nicht auswirken, da es sehr schnell zu ungiftigen Stoffen weiter abgebaut wird (s. o.). Dabei ist die Basis der Wirkung von Allicin, dass es in der Lage ist, mit Thiolen, die in Proteinen in Resten der Aminosäure Cystein vorkommen, zu reagieren. Dabei gibt es zwei Theorien, die die Wirkung von Allicin erklären: Zum einen ist denkbar, dass Allicin direkt mit Cysteinresten von Enzymen reagiert und diese dadurch zu Mischdisulfiden oxidiert, zum anderen kann die Oxidation am Cystein auch zur Bildung von nicht nativen Disulfidbrücken führen.[10]

Derzeit (2005) wird im Tierexperiment erprobt, ob die zytotoxische Wirkung von Allicin zur Krebstherapie genutzt werden kann. Hierzu koppelten die Forscher das Enzym Alliinase an einen die Krebszellen (Lymphom) erkennenden Antikörper. Nach Injektion in die Blutbahn von Mäusen, denen zuvor menschliche Lymphknotenkrebszellen implantiert worden waren, band dieser sehr schnell an die abzutötenden Tumorzellen. Daraufhin wurde die Allicin-Vorstufe Alliin, sie ist deutlich langlebiger als Allicin, verabreicht. Sobald dieses auf die Alliinase traf, wurde es in Allicin umgewandelt, das in die Tumorzellen eindrang und sie abtötete. Nach nur drei Tagen waren zwischen 85 und 96 % der Krebszellen zerstört. Die Forscher haben nun die Hoffnung, dass dieses Verfahren einmal auch beim Menschen als weniger belastende Alternative in der Krebstherapie eingesetzt werden kann.[11]

Quellen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d Eintrag zu Allicin. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 10. November 2014.
  2. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-10.
  3. Diese Substanz wurde in Bezug auf ihre Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
  4. Eric Block, "Garlic and Other Alliums: The Lore and the Science" (Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2010).
  5. Cremlyn, R. J. W.: An introduction to organosulfur chemistry. Wiley, 1996, ISBN 0-471-95512-4.
  6. a b Eric Block: Garlic and Other Alliums: The Lore and the Science. Royal Society of Chemistry, Cambridge 2010. ISBN 978-0-85404-190-9 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  7. Eric Block: Die Organoschwefelchemie der Gattung Allium und ihre Bedeutung für die organische Chemie des Schwefels. In: Angewandte Chemie. 104, 1992, S. 1158–1203, doi:10.1002/ange.19921040906.
  8. a b Theodor Dingermann (Hrsg.), Rudolf Hänsel (Hrsg.) und Ilse Zündorf (Hrsg.): Pharmazeutische Biologie: Molekulare Grundlagen und klinische Anwendungen. Springer Verlag Berlin; 1. Auflage 2002; ISBN 3-540-42844-5; S. 62f.
  9. Christoph Gardener et al.: Effect of Raw Garlic vs Commercial Garlic Supplements on Plasma Lipid Concentrations in Adults With Moderate Hypercholesterolemia: A Randomized Clinical Trial. Archives of Internal Medicine. -/167/2007. S. 346–353.
  10. Wills ED (1956) Enzyme Inhibition by Allicin, the Active Principle of Garlic. Biochem. J. 63: 514–520.
  11. Inhibition of tumor growth by a novel approach: In situ allicin generation using targeted alliinase delivery; Mol Cancer Ther 2003;2:1295–1301.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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