Asparagusinsäure

Strukturformel
Allgemeines
Name	Asparagusinsäure
Andere Namen	Asparagussäure; 1,2-Dithiolan-4-carbonsäure (IUPAC);
Summenformel	C4H6O2S2
Externe Identifikatoren/Datenbanken
PubChem	16682
ChemSpider	15819
Wikidata	Q312125
Eigenschaften
Molare Masse	150,22 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	76,5–77,5 °C[1]
Sicherheitshinweise
	GHS-Gefahrstoffkennzeichnung ; keine Einstufung verfügbar[2]
	GHS-Gefahrstoffkennzeichnung ; keine Einstufung verfügbar[2]
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Asparagusinsäure ist eine schwefelhaltige Carbonsäure, die im Gemeinen Spargel (Asparagus officinalis) vorkommt. Diese heterozyklische Verbindung stellt ein Derivat der Isobuttersäure dar und enthält neben der Carboxygruppe eine Disulfidgruppe im Ring (1,2-Dithiolan).[3] Ihre schwefelhaltigen Abbauprodukte im Urin nach Genuss von Spargelgemüse können einen kennzeichnenden Geruch entwickeln.

Vorkommen

Im Gemüsespargel kommt Asparagusinsäure natürlich vor, neben ihrer reduzierten Form, der Dihydroasparagusinsäure (Dithiolisobuttersäure).[4]

Weißer, grüner und schwarzer Spargel

Asparagusinsäure hat einen dem Phytohormon Abscisinsäure vergleichbaren wachstumshemmenden Effekt[5][6] und wirkt darüber hinaus nematizid.[3]

Nach dem Verzehr von Spargel kann häufig ein auffälliger Harngeruch wahrgenommen werden; er wird auf flüchtige schwefelhaltige Metaboliten der Asparagusinsäure zurückgeführt. Doch bilden nicht alle Menschen die gleichen Abbauprodukte in gleichem Umfang und auch die Fähigkeit, sie im Urin zu riechen, ist unterschiedlich ausgeprägt.[7]

Metabolismus

Der Abbau von Asparagusinsäure im menschlichen Körper hängt von der Ausstattung an Enzymen ab. Bei vielen Menschen werden aufgrund ihrer genetischen Disposition im Stoffwechsel beim enzymatischen Abbau – nach Spaltung der Disulfidbrücke und S-Methylierung – als Metabolite Thiosäure-S-Methylester wie 2-Propenthiosäure-S-methylester (Thioacrylsäure-S-methylester) und 3-(Methylthio)thiopropionsäure-S-methylester gebildet.[8] Diese spielen eine besondere Rolle für die nachfolgende Entwicklung des Asparagus-Geruchs des Urins.[9]

Thioacrylsäure-S-methylester
3-(Methylthio)thiopropionsäure-S-methylester

Durch weiteren Abbau entstehen verschiedene flüchtige schwefelhaltige Verbindungen, die im Harn auftreten; insbesondere werden Methanthiol (Methylmercaptan), Dimethylsulfid, Dimethyldisulfid, 2,4-Dithiapentan (Bis-(Methylthio)methan), Dimethylsulfoxid und Dimethylsulfon als wichtige Geruchskomponenten vermutet.[10]

Laborsynthese

Asparagusinsäure ist aus β,β′-Dichlorisobuttersäure und Natriumdisulfid (in situ aus Natriumsulfid und Schwefel zugänglich) herstellbar.

Darstellung von Asparagusinsäure

Thermischer Abbau

Beim Garen des Spargels wird die Asparagusinsäure thermisch zu 1,2-Dithiacyclopenten und 1,2,3-Trithian-5-carbonsäure abgebaut:

Abbau von Asparagusinsäure beim Garen

Literatur

Nencki, Marcel (1891). Ueber das Vorkommen von Methylmercaptan im menschlichen Harn nach Spargelgenuss. In: Archiv für experimentelle Pathologie und Pharmakologie. 28 (3): 206–209, DOI:10.1007/bf01824333.
Mechthild Busch-Stockfisch: Lebensmittel-Lexikon, S. 665 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
R. J. Parry, A. E. Mizusawa, I. C. Chiu, M. V. Naidu, M. Ricciardone: Biosynthesis of Sulfur Compounds. Investigations of the Biosynthesis of Asparagusic Acid, Journal of the American Chemical Society 107, Nr. 8, 1985, S. 2512–2521, doi:10.1021/ja00294a051.
R. Singh, G. M. Whitesides: Comparisons of Rate Constants for Thiolate-Disulfide Interchange in Water and in Polar Aprotic Solvents Using Dynamic ¹H NMR Line Shape Analysis, J. Am. Chem. Soc. 112, Nr. 3, 1990, S. 1190–1197, doi:10.1021/ja00159a046.

Weblinks

Commons: Asparagusinsäure – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

Olac Foss, Olav Tjomsland: Crystal and molecular structure of 1,2-dithiolane-4-carboxylic acid, Acta Chemica Scandinavica, 12 (1958) S. 1810–1818, doi:10.3891/acta.chem.scand.12-1810.
Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
R. Parry, A. Mizusawa, I. Chiu, M. Naidu, M. Ricciardone: Biosynthesis of sulfur compounds. Investigations of the biosynthesis of asparagusic acid. In: Journal of the American Chemical Society. Band 107, Nr. 8, 1985, S. 2512–2521, doi:10.1021/ja00294a051.
E. F. Jansen: The Isolation and Identification of 2,2’-Dithiolisobutyric Acid from Asparagus. In: Journal of Biological Chemistry. 176, Nr. 2, 1948, S. 657–664. PMID 18889921.
Y. Kitahara, H. Yanagawa, T. Kato, N. Takahashi: Asparagusic acid, a new plant growth inhibitor in etiolated young asparagus shoots. In: Plant and Cell Physiology. Band 13, Nr. 5, Oktober 1972, S. 923–925 doi:10.1093/oxfordjournals.pcp.a074805.
Stephen C. Mitchell: Biological Interactions Of Sulfur Compounds. CRC Press, 2004, ISBN 0-203-36252-7, S. 161 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
M. L. Pelchat, C. Bykowski, F. F. Duke, D. R. Reed: Excretion and perception of a characteristic odor in urine after asparagus ingestion: a psychophysical and genetic study. In: Chemical Senses. Band 36, Nr. 1, Januar 2011, S. 9–17, doi:10.1093/chemse/bjq081, PMID 20876394, PMC 3002398 (freier Volltext).
S. Mitchell: Food Idiosyncrasies: Beetroot and Asparagus. In: Drug Metabolism and Disposition. 29, Nr. 4 Pt 2, 2001, S. 539–534. PMID 11259347.
Eintrag zu Spargel. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 16. Juni 2014.
R. Waring, S. Mitchell, G. Fenwick: The chemical nature of the urinary odour produced by man after asparagus ingestion. In: Xenobiotica. Band 17, Nr. 11, November 1987, S. 1363–1371, PMID 3433805, doi:10.3109/00498258709047166.

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[Foss-1] Olac Foss, Olav Tjomsland: Crystal and molecular structure of 1,2-dithiolane-4-carboxylic acid, Acta Chemica Scandinavica, 12 (1958) S. 1810–1818, doi:10.3891/acta.chem.scand.12-1810.

[NV-2] Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.

[biosynthese-3] R. Parry, A. Mizusawa, I. Chiu, M. Naidu, M. Ricciardone: Biosynthesis of sulfur compounds. Investigations of the biosynthesis of asparagusic acid. In: Journal of the American Chemical Society. Band 107, Nr. 8, 1985, S. 2512–2521, doi:10.1021/ja00294a051.

[4] E. F. Jansen: The Isolation and Identification of 2,2’-Dithiolisobutyric Acid from Asparagus. In: Journal of Biological Chemistry. 176, Nr. 2, 1948, S. 657–664. PMID 18889921.

[5] Y. Kitahara, H. Yanagawa, T. Kato, N. Takahashi: Asparagusic acid, a new plant growth inhibitor in etiolated young asparagus shoots. In: Plant and Cell Physiology. Band 13, Nr. 5, Oktober 1972, S. 923–925 doi:10.1093/oxfordjournals.pcp.a074805.

[Stephen_C._Mitchell-6] Stephen C. Mitchell: Biological Interactions Of Sulfur Compounds. CRC Press, 2004, ISBN 0-203-36252-7, S. 161 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[PMID20876394-7] M. L. Pelchat, C. Bykowski, F. F. Duke, D. R. Reed: Excretion and perception of a characteristic odor in urine after asparagus ingestion: a psychophysical and genetic study. In: Chemical Senses. Band 36, Nr. 1, Januar 2011, S. 9–17, doi:10.1093/chemse/bjq081, PMID 20876394, PMC 3002398 (freier Volltext).

[8] S. Mitchell: Food Idiosyncrasies: Beetroot and Asparagus. In: Drug Metabolism and Disposition. 29, Nr. 4 Pt 2, 2001, S. 539–534. PMID 11259347.

[9] Eintrag zu Spargel. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 16. Juni 2014.

[10] R. Waring, S. Mitchell, G. Fenwick: The chemical nature of the urinary odour produced by man after asparagus ingestion. In: Xenobiotica. Band 17, Nr. 11, November 1987, S. 1363–1371, PMID 3433805, doi:10.3109/00498258709047166.