Los Tio Lores, una comparación ficticia pero clasificación real.

¿Quién no ha sentido ese olor tan fuerte y desagradable durante un viaje por una ruta rodeada de monte? Seguramente en las cercanías hubía algún zorrino, zorrillo, mofeta o mapurite. Este mamífero omnívoro que a simple vista parece un inofensivo animal con bello pelaje blanco y negro, se caracteriza principalmente por el fuerte y fétido olor que segregan sus glándulas anales. Ese olor es emitido cuando el zorrino se siente amenazado, y antes de la emanación, la mofeta adopta una posición corporal distinta según la especie; algunas levantan su cola, mientras que otras especies levantan las patas traseras, quedando apoyados solamente sobre las delanteras. La sustancia emitida puede llegar fácilmente a los 2 metros de distancia. De todos modos, ante situaciones amenazantes, las especies de zorrillos también 
emiten un sonido agudo. Todo esto les permite protegerse de los depredadores.

En la naturaleza tambien existen fuertes olores acres y característicos similares al zorrillo pero en el reino plantae, como en los bulbos de la cebollas, ajos, etc.

Químicamente hablando, existe una relación entre aquella sustancia emitida por el zorrillo o mofeta, el olor que poseen las cebollas y ajos, como así tambien la sustancia olorosa que poseen las garrafas de gas metano.

El componente (feromona) que segrega en abundancia la mofeta rayada (Mephitis mephitis), es el 3-metilbutano-1-tiol (C5H12S). Este compuesto se encuentra en los músculos que estiran su cola, asi que la erección de la cola se puede ver acompañada por un chorro de secreción frente a un adversario. Si observamos la estructura del 3-metilbutano-1-tiol vemos que es un compuesto azufrado.

3-metilbutano-1-tiol

Los aromas de las especies vegetales de Allium, mayoritariamente se deben también al azufre, mas precisamente a los disulfuros, en los cuales dos átomos de azufre están unidos por un enlace para formar un puente entre dos cadenas hidrocarbonadas. El dialil disulfuro (4,5-ditiol-1,7-octadieno) es uno de los componentes encargados del olor a ajos frescos, es un líquido amarillento, insoluble en agua y se obtiene por destilación del vapor del aceite de ajo. 
El alil-propil-disulfuro (3-propil disulfanil prop-1-eno) es un líquido de color amarillo pálido y volátil con un fuerte olor a cebolla, tambien se obtiene por destilación del vapor de su aceite y es uno de los componentes mayoritarios del olor a cebollas.

Dialil disulfuro

Alil-propil-disulfuro

Hasta aquí todas las sustancias olorosas que he nombrado son líquidos amarillentos, formados por compuestos orgánicos relativamente pequeños de bajo peso molecular, y por consiguiente, con suficiente volatilidad para ser transportados como vapores hasta la naríz. Además éstos compuestos poseen cadenas hidrocarbonadas y un átomo de azufre terminal o puente disulfuro. 

Existen otras sustancias que poseen las mismas características de los anteriores compuestos pero que cumplen otra función que es importantísima para la sociedad actual. Por ejemplo, al gas natural se le añaden algunas sustancias olorosas para detectar pérdidas o fugas. Los distribuidores de gas natural comenzaron añadiendo diversas formas de compuestos acres, por lo general etanotiol o tert-butiltiol, al gas natural que es inodoro, después de la mortífera explosión de 1937 en el New London School en New London, Texas (USA).

Etanotiol o etil mercaptano

New London School Explosion

El etanotiol, una sustancia con olor muy desagradable, tambien es responsable de una clase de fallos en los vinos causados por la reacción no deseada entre el azufre y la levadura. El umbral de detección en el ser humano es de 1,1 µg/L. El etanotiol en los vinos es el resultado de la reactividad del H2S (Acido Sulfhídrico) con el etanol: Etanol + H2S (Acido Sulfhídrico) = Etanotiol (olor a cebolla).

Con el objetivo de relacionar y organizar a todos los compuestos mencionados anteriormente, todas éstas sustancias son azufradas o sulfuradas pero siguen dos patrones de clasificación química no muy distinta: algunas pertenecen a la familia o función química de los Tioles y otras a la familia de los Disulfuros.

En química orgánica, un tiol es un compuesto que contiene el grupo funcional formado por un átomo de azufre y un átomo de hidrógeno (-SH). Siendo el azufre análogo de un grupo alcohol (-OH), este grupo funcional es llamado grupo tiol o grupo sulfhidrilo. Tradicionalmente los tioles son denominados mercaptanos. El término mercaptano viene del latín mercurius captans, que significa "capturado por mercurio", debido a que el grupo –SH se une fuertemente al elemento mercurio.

Había comentado que los tioles de bajo peso molecular, a menudo tienen olor fuerte y repulsivo. Sin embargo, no todos los tioles tienen olores desagradables. Por ejemplo, los mercaptanos del pomelo son tioles monoterpenoides responsables del aroma característico de este. Uno de los principales componentes del olor a pomelo es el 3-Mercapto-1-hexanol.

3-Mercapto-1-hexanol

Nos podríamos preguntar entonces: ¿Por qué algunas sustancias de la misma familia química poseen olores de distinto agrado? Tiene que ver mucho con la composición química y tambien con el peso molecular del compuesto. ¿Qué propiedades de las anteriores moléculas son las responsables de su olor? En primer lugar, de todas las propiedades físicas, la forma de la molécula es crucial. Se puede comprobar la importancia de éste factor si comparamos moléculas isómeras en donde prácticamente todas sus propiedades físicas son idénticas, justamente porque son imágenes especulares una de otra. Por tanto el olor producido por una sustancia depende no solo de una propiedad física, sino de la interacción de ese compuesto con una unión específica en la superficie, principalmente un receptor proteico. Los tioles se unen fuertemente a las proteínas de la piel y son responsables de la intolerable persistencia de olores producidos por las mofetas. En segundo lugar, algunos seres humanos y otros animales sufren de anosmias específicas, lo que quiere decir que son incapaces de oler determinados compuestos aunque su sistema olfativo sea en todo lo demás normal. Dichas anosmias son, a menudo, hereditarias. Estas observaciones sugieren que mutaciones en los genes de determinados receptores pueden provocar la imposibilidad de detectar un subgrupo de compuestos.

Para finalizar dejo una pregunta abierta ¿Que indica la comparación ficticia de las imágenes animadas en color de ésta publicación y si existe la relación con la química? 

Bibliografía y documentos electrónicos:

Atkins, Peter (2003). "Las moléculas de Atkins". Ediciones Akal S. A. Madrid. Pág. 159.

Berg, Jeremy M. (2008) "Bioquímica" Ed. Reverté S. A. Barcelona. Pág. 922, 923.

Hoyos Manchado, Rafael (2011). Artículo "El olor de la vida" Revista Moleqla de química de la Universidad Pablo de Olavide. Nº 2. Pág. 8.

Liceo AGB QUÍMICA, entornos educativos para el apoyo del proceso de enseñanza/aprendizaje. Disponible en, http://www.liceoagb.es/quimiorg/azufre1.html

Sáez, Pedro B. (2011). Artículo electrónico " Tiol, tioles o mercaptanos". Disponible en: http://urbinavinos.blogspot.com.ar/2011/04/tiol-tioles-o-mercaptanos.html

Las imágenes de ésta publicación son de 123RF pero modificadas para REDFI@UI. Este artículo es original no es copia y fue realizado por Prof. Correa Juan. Se permite divulgarlo para la enseñanza pero citando la autoría.

Este post participa en el XXXI Carnaval de la Química, que organiza Marta Macho  en el blog de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU.