Metanotiol

El metanotiol (también conocido como metilmercaptano) es un compuesto organosulfurado con la fórmula química CH
₃SH. Es un gas incoloro con un olor pútrido característico. Es una sustancia natural que se encuentra en la sangre, el cerebro y las heces de los animales (incluidos los humanos), así como en los tejidos de las plantas. También ocurre naturalmente en ciertos alimentos, como algunas nueces y queso. Es uno de los compuestos químicos responsables del mal aliento y el olor a flatulencia. El metanotiol es el tiol más simple y, a veces, se abrevia como MeSH. Es muy inflamable.

Estructura y reacciones

La molécula es tetraédrica en el átomo de carbono, como el metanol. Es un ácido débil, con un pKa de ~10,4, pero es unas cien mil veces más ácido que el metanol. La sal incolora se puede obtener de esta forma:

CH₃SH + CH3ONa → CH3SNa + CH₃Oh.

El anión tiolato resultante es un nucleófilo fuerte.

Se puede oxidar a disulfuro de dimetilo:

2CH₃SH + [O] → CH₃SSCH₃ + H₂O

La oxidación adicional convierte el disulfuro en dos moléculas de ácido metanosulfónico, que es inodoro. El blanqueador desodoriza el metanotiol de esta manera.

Ocurrencia

El metanotiol (MeSH) se libera como subproducto de la fabricación de pulpa kraft en las plantas de pulpa. En la fabricación de pulpa kraft, la lignina se despolimeriza mediante un ataque nucleofílico con el ion hidrosulfuro fuertemente nucleofílico (HS⁻) en un medio altamente alcalino. Sin embargo, en una reacción secundaria, HS⁻ ataca los grupos metoxilo (OMe) en la lignina, desmetilándolos para dar grupos fenolato libres (PhO⁻) y liberando MeSH. Debido a la alcalinidad, MeSH se desprotona fácilmente (MeSNa), y el ion MeS⁻ formado también es un nucleófilo fuerte, que reacciona aún más al sulfuro de dimetilo. Los compuestos permanecen en el licor y se queman en la caldera de recuperación, donde el azufre se recupera como sulfuro de sodio.

El metanotiol se libera de la materia orgánica en descomposición en los pantanos y está presente en el gas natural de ciertas regiones, en el alquitrán de hulla y en algunos aceites crudos. Ocurre en varias plantas y vegetales, como los rábanos.

En el agua de mar superficial, el metanotiol es el principal producto de descomposición del metabolito de algas dimetilsulfoniopropionato (DMSP). Las bacterias marinas parecen obtener la mayor parte del azufre de sus proteínas mediante la descomposición de DMSP y la incorporación de metanotiol, a pesar de que el metanotiol está presente en el agua de mar en concentraciones mucho más bajas que el sulfato (~0,3 nM frente a 28 mM). Las bacterias en ambientes con y sin oxígeno también pueden convertir el metanotiol en sulfuro de dimetilo (DMS), aunque la mayoría del DMS en el agua de mar superficial se produce por una vía separada. Tanto el DMS como el metanotiol pueden ser utilizados por ciertos microbios como sustratos para la metanogénesis en algunos suelos anaeróbicos.

El metanotiol es un subproducto del metabolismo de los espárragos. Alguna vez se pensó que la producción de metanotiol en la orina después de comer espárragos era un rasgo genético. Investigaciones más recientes sugieren que, de hecho, todos los humanos producen el olor peculiar después de consumir espárragos, mientras que la capacidad de detectarlo (el metanotiol es uno de los muchos componentes en el "pipí de espárragos") es, de hecho, el rasgo genético. Los componentes químicos responsables del cambio en el olor de la orina aparecen tan pronto como 15 minutos después de comer espárragos.

Preparación

El metanotiol se prepara comercialmente mediante la reacción de metanol con gas de sulfuro de hidrógeno sobre un catalizador de óxido de aluminio:

CH₃OH + H₂S → CH₃SH + H₂O

Aunque no es práctico, puede prepararse mediante la reacción de yoduro de metilo con tiourea.

Usos

Cilindro de gas metanoetileno

El metanotiol se utiliza principalmente para producir el aminoácido esencial metionina, que se utiliza como componente dietético en la alimentación de aves y animales. El metanotiol también se usa en la industria del plástico como moderador de polimerizaciones de radicales libres y como precursor en la fabricación de pesticidas.

Este químico también se usa en la industria del gas natural como odorante, ya que se mezcla bien con el metano. El característico olor a vegetación podrida de la mezcla es ampliamente conocido por los clientes de gas natural como un indicador de una posible fuga de gas, aunque sea muy pequeña.

Seguridad

La hoja de datos de seguridad (SDS) enumera el metanotiol como un gas incoloro e inflamable con un olor extremadamente fuerte y repulsivo. En concentraciones muy altas es altamente tóxico y afecta el sistema nervioso central. Su olor penetrante advierte en concentraciones peligrosas. Se ha informado un umbral de olor de 1 ppb. El límite máximo de la OSHA de los Estados Unidos se indica como 10 ppm.

Accidentes

En 2001, un incendio de un vagón de ferrocarril de 25 000 galones estadounidenses (95 000 l) cerca de Trenton, Michigan, dejó 3 muertos y 9 heridos.

El 15 de noviembre de 2014, en las instalaciones de Dupont en La Porte, Texas, se produjo una liberación letal de metilmercaptano en un espacio confinado, que mató a 4 personas e hirió a 1 más.

El 14 de julio de 2022, hubo una liberación accidental de metanotiol en Charlotte, Carolina del Norte. Si bien no hubo heridos, un evento meteorológico poco común provocó que el olor persistiera durante varias horas. Muchos creían que estaban experimentando una fuga de gas natural, lo que provocó un gran volumen de llamadas de emergencia y el cierre de varias oficinas del gobierno local.