Dimethylsulfid
organische Schwefelverbindung, Thioether, typischer Meeresgeruch aus Phytoplankton
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Dimethylsulfid (DMS), auch Methylthiomethan ist eine schwefelhaltige organische Verbindung (also eines der Dialkylsulfide) mit der chemischen Formel (CH3)2S. Es ist der einfachste Thioether, die am häufigsten biogen in die Atmosphäre emittierte Schwefelverbindung und (neben anderen Verbindungen) verantwortlich für den typischen Geruch des Meeres. DMS entsteht unter anderem beim Kochen von verschiedenen Gemüsen, insbesondere Getreide und Kohl, sowie Meeresfrüchten. Außerdem dient es als Indikator für eine bakterielle Infizierung bei der Malzherstellung.[7] Dimethylsulfid ist ein Zersetzungsprodukt des Dimethylsulfoniumpropionats (DMSP), kann aber auch bei der bakteriellen Verstoffwechselung von Methanthiol entstehen.
| Strukturformel | |||||||||||||||||||
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| Allgemeines | |||||||||||||||||||
| Name | Dimethylsulfid | ||||||||||||||||||
| Andere Namen | |||||||||||||||||||
| Summenformel | C2H6S | ||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
farblose Flüssigkeit mit unangenehmem Geruch[2] | ||||||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||||||||||||
| Molare Masse | 62,14 g·mol−1 | ||||||||||||||||||
| Aggregatzustand |
flüssig[2] | ||||||||||||||||||
| Dichte |
0,85 g·cm−3 (20 °C)[2] | ||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | |||||||||||||||||||
| Siedepunkt |
37 °C[2] | ||||||||||||||||||
| Dampfdruck | |||||||||||||||||||
| Löslichkeit |
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| Brechungsindex |
1,4438 (20 °C)[4] | ||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||
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| MAK |
noch nicht eingestuft[2] | ||||||||||||||||||
| Toxikologische Daten | |||||||||||||||||||
| Thermodynamische Eigenschaften | |||||||||||||||||||
| ΔHf0 |
−65,3 kJ/mol[6] | ||||||||||||||||||
| Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C | |||||||||||||||||||
Vorkommen
Geruchsstoff und Allelochemikalie
DMS ist weiterhin eine Komponente der Blähungsgase und von Mundgeruch im menschlichen Atem, es wird von anaeroben Bakterien im Mund- und Zungenbereich erzeugt.[8] Weiterhin gehört es zu den Duftstoffen des Perigord-Trüffels und mitverantwortlich für dessen Auffinden durch Trüffelhunde und Trüffelschweine.[9] Helicodiceros muscivorus (Familie Aronstabgewächse) nutzt Dimethylsulfid zusammen mit Dimethyldisulfid und Dimethyltrisulfid als Allomon, um Fliegen zur Bestäubung anzulocken.[10]
Helicodiceros muscivorus
Perigord-Trüffel
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Meer und Atmosphäre
DMS wird von Phytoplankton gebildet und ist in einigen nmol/l im Oberflächenwasser der Ozeane gelöst, wovon jährlich etwa 30 Millionen Tonnen in die Atmosphäre ausgasen.[11] Dort oxidiert DMS über Dimethylsulfoxid (DMSO) und Schwefeldioxid zu Schwefelsäure, die zu Tröpfchen kondensiert, also Aerosole bildet.[12] Auch Methansulfonsäure wird in der Atmosphäre aus Dimethylsulfid gebildet.[13] Krill frisst Phytoplankton und riecht daher nach DMS, was manche Nahrung suchende Seevögel wahrnehmen. Durch Bewuchs mit Phytoplankton riecht auch treibender Müll nach DMS und wird mit Krill verwechselt.[14]
Weltall
Die NASA gab am 12. September 2023 bekannt, dass bei der Untersuchung des Exoplaneten K2-18b möglicherweise DMS in der Atmosphäre gefunden wurde. Da das Vorkommen von DMS auf der Erde nur im Zusammenhang mit Leben bekannt ist, wird dies als möglicher Bioindikator für extraterrestrische Lebensformen diskutiert.[15] Spätere Untersuchungen relativierten diesen Befund und stellten die Möglichkeit, dass das James Webb Space Teleskop DMS tatsächlich detektiert hatte, in Frage.[16][17] 2025 wurde schließlich der Fund von Dimethylsulfid (und/oder Dimethyldisulfid) abermals bestätigt.[18]
Herstellung
DMS wird industriell mit Aluminiumoxid als Katalysator aus Schwefelwasserstoff und Methanol hergestellt.[19] Es fällt außerdem bei der Zellstoffherstellung nach dem Sulfatverfahren in der Papierindustrie in der Schwarzlauge als Nebenprodukt an.[20]
Dimethylsulfid ist ein Nebenprodukt bei Oxidationen von Alkoholen mit aktiviertem Dimethylsulfoxid, wozu beispielsweise die Pfitzner-Mofatt-Oxidation und die Swern-Oxidation gehören.[21]
Reaktionen
Dimethylsulfid wird in der Aufarbeitung bei der Ozonolyse von Alkenen genutzt, um Aldehyde und Ketone herzustellen. Die Reaktion ist schnell und die Weiterverarbeitung des Produktes in der Regel einfach. Wegen des unangenehmen Geruchs von Dimethylsulfid werden aber zum Teil andere Reduktionsmittel wie Thioharnstoff, Triphenylphosphin und Zink verwendet.[22] So wurde Dimethylsulfid beispielsweise in Synthesen von Frontalin[23] und Undecano-1,5-lacton[24] eingesetzt.
Die Reaktion mit Diboran ergibt Dimethylsulfidboran, das als stabileres Syntheseäquivalent von Diboran dient.[25] In der Corey-Kim-Oxidation wird das eigentliche Oxidationsmittel aus Dimethylsulfid und N-Chlorsuccinimid gewonnen.[26] Mit Methyliodid reagiert Dimethylsulfid zu Trimethylsulfoniumiodid.[27]
Verwendung
In der Industrie wird DMS bei der Raffination von Erdöl sowie in petrochemischen Produktionsprozessen zur Reduktion der unerwünschten Bildung von Koks und Kohlenstoffmonoxid verwendet.[28] Außerdem wird es in einer Reihe von organischen Synthesen genutzt. Ein weiteres Anwendungsgebiet findet sich als Duftstoff für Kosmetika[29] und als Aromakomponente in der Lebensmittelindustrie. So ist es in der EU unter der FL-Nummer 12.006 als Aromastoff zugelassen.[30]
Die Genehmigung von Dimethylsulfid als Grundstoff zur Verwendung als nichtletaler Lockstoff für Trüffelkäfer (Leiodes cinnamomeus) wurde auf Grund der toxikologischen Bewertungen und Bedenken in der EU nicht erteilt.[31]
Sicherheitshinweise
Dimethylsulfid ist eine leichtentzündliche Chemikalie (Flammpunkt: −45 °C im geschlossenen Tiegel; Zündtemperatur: 205 °C) und als gesundheitsschädlich eingestuft. Es ist sehr leicht flüchtig, die Dämpfe sind schwerer als Luft und bilden mit ihr ein explosionsfähiges Gemisch. Die untere Explosionsgrenze liegt bei 2,2, die obere bei 19,7 Volumenprozent DMS. Mit einer Mindestzündenergie von 0,48 mJ sind Dampf-Luft-Gemische extrem zündfähig.[32]