Pyrithion (1121-30-8) Physikalische und chemische Eigenschaften
Pyrithion
Ein antimikrobieller Wirkstoff aus der Klasse der Pyridinethione, der als Ligand in Zinkkomplexen fungiert und in Formulierungen für Körperpflegeprodukte sowie industrielle Biozid-Anwendungen verwendet wird.
| CAS-Nummer | 1121-30-8 |
| Familie | Pyridine (Pyridinethione) |
| Übliche Form | Pulver oder kristalliner Feststoff |
| Gängige Qualitätsstufen | EP |
Pyrithion ist ein kleines, heteroaromatisches Thion-/Oxid-Derivat des Pyridins, formal beschrieben als 1-Hydroxypyridin-2-thion (tautomer zu Pyridin-2-thiol N-oxid). Das Molekül enthält einen pyridinyl-Ring, der mit benachbarten Schwefel- und N–O/H-Funktionalitäten funktionalisiert ist und ein gemischtes Donorsystem aus weichen (Schwefel) und harten (Sauerstoff) Donoratomen bereitstellt. Dieses ambidente Donormotiv ermöglicht die Chelatbildung mit zweiwertigen Metallionen (insbesondere \(\ce{Zn^2+}\)) und ist die Grundlage der Bildung von Koordinationskomplexen, die pharmakologisch und industriell bedeutsam sind. Das neutrale Ausgangsmolekül besitzt eine begrenzte intrinsische Lipophilie und eine moderate topologisch-polaren Oberfläche, aber die Metallkomplexierung verändert seine Löslichkeit und Wechselwirkung mit Membranen wesentlich.
Elektronisch zeigt Pyrithion Resonanz zwischen Thiol/Thiolat-, Thion- und N‑oxid-artigen Strukturen; die Schwefel- und Sauerstoffzentren verleihen Nukleophilie und koordinieren Metalle bidentat. Das Säure-Base-Verhalten wird durch eine schwach saure Thiolfunktionalität in bestimmten Umgebungen und durch leichtes Tautomerisieren charakterisiert; der freie Ligand ist unter Normalbedingungen überwiegend neutral. Die Verbindung ist mäßig polar (XLogP ≈ 0,5) mit einem Wasserstoffbrücken-Donor und zwei Akzeptoren, was zusammen mit der niedrigen Rotierbarkeit eine definierte Festkörperpackung und begrenzte Konformationsflexibilität begünstigt. Oxidations- und Hydrolyseempfindlichkeiten sind unter üblichen Handhabungsbedingungen gering, aber Metallchelatisierung und redoxaktive Übergangsmetalle können Reaktivität und biologische Aktivität beeinflussen.
Pyrithion wird industriell und pharmazeutisch hauptsächlich in seinen metallchelatierten Formen (insbesondere Zinkpyrithion) als fungistatischer und bakteristatischer Wirkstoff in topischen Formulierungen sowie als Biozid in Farben und metallbearbeitenden Flüssigkeiten eingesetzt. Übliche kommerzielle Qualitätsstufen dieses Stoffes umfassen: EP.
Grundlegende physikalische Eigenschaften
Dichte
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell belegter Wert vor.
Schmelzpunkt
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell belegter Wert vor.
Siedepunkt
Ein numerischer Siedepunktwert von 100 ist in den verfügbaren Daten enthalten, jedoch wurde keine Einheit für diesen Wert im gelieferten Kontext angegeben. Der Wert „100“ ist somit in diesem Datensatz ohne zugewiesene Einheit zu behandeln.
Dampfdruck
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell belegter Wert vor.
Flammpunkt
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell belegter Wert vor.
Chemische Eigenschaften
Löslichkeit und Phasenverhalten
Der freie Pyrithion-Ligand ist schlecht wasserlöslich, seine Metallsalze (meist der Zinkkomplex) zeigen jedoch eine deutlich erhöhte wässrige Dispergierbarkeit gegenüber dem freien Liganden. Die vorliegenden Daten vermerken: „Löslich in kaltem Wasser (Zinksalt)“, was darauf hinweist, dass die Komplexierung mit \(\ce{Zn^2+}\) die scheinbare Löslichkeit und das Oberflächenabscheidungsverhalten wesentlich verbessert. In Formulierungen fördert die geringe intrinsische Löslichkeit des Metallkomplexes die Rückhaltung auf behandelten Oberflächen (z. B. Haut oder Farbschichten), was in topischen und schutzbeschichtenden Anwendungen genutzt wird. Das Phasenverhalten hängt daher stark von Metall-Gegenion, pH-Wert und Formulierungshilfsstoffen ab.
Reaktivität und Stabilität
Pyrithion ist unter neutralen und mild sauren/basischen Bedingungen, die für Lagerung und topische Anwendung typisch sind, chemisch stabil. Der Ligand kann stabile Koordinationskomplexe mit zweiwertigen Metallionen über Sauerstoff- und Schwefel-Donoratome bilden; Bildung und Dissoziation dieser Komplexe beeinflussen biologische Aktivität (ionophore Wirkung) und Löslichkeit. Obwohl wenig anfällig für einfache Hydrolyse oder oxidative Spaltung unter Standardbedingungen, können Wechselwirkungen mit redoxaktiven Metallzentren oder starken Oxidationsmitteln die schwefelhaltige funktionelle Gruppe verändern. Das N–O-/Thion-Tautomerismus bietet interne Stabilisierung, ermöglicht aber auch Reaktivitätswege für Konjugationen (z. B. S‑Glucuronidierung in biologischen Systemen).
Thermodynamische Daten
Standardenthalpien und Wärmekapazität
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell belegter Wert vor.
Molekulare Parameter
Molekulargewicht und Summenformel
- Summenformel: \(\ce{C5H5NOS}\)
- Molekulargewicht: 127,17 \(\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)
- Exakte Masse / Monoisotopische Masse: 127,00918496
Weitere berechnete Deskriptoren aus den molekularen Daten: Anzahl schwerer Atome = 8; Komplexität = 162; formale Ladung = 0; Anzahl kovalent gebundener Einheiten = 1.
LogP und Polarität
- XLogP3-AA: 0,5
- Topologisch polare Oberfläche (TPSA): 55,6 Å^2 (angegeben als 55.6)
- Anzahl Wasserstoffbrückendonoren: 1
- Anzahl Wasserstoffbrückenakzeptoren: 2
Diese Werte weisen auf eine mäßige Lipophilie mit signifikanter Polarität und Wasserstoffbrückungsfähigkeit für eine kleine heteroaromatische Verbindung hin. Die TPSA- und H-Brücken-Werte sind konsistent mit eingeschränkter passiver Membranpermeabilität als freier Ligand, während die Metallkomplexierung (z. B. mit \(\ce{Zn^2+}\)) Lipophilie und Membraninteraktionen verändert und ionophor-vermittelte Transportphänomene ermöglicht.
Strukturelle Merkmale
Pyrithion ist ein substituiertes Pyridin mit benachbarter Schwefel- und N–O/H-Funktionalität an Position 2. Die Struktur wird üblicherweise mit dem IUPAC-Namen 1-Hydroxypyridin-2-thion (1-Hydroxypyridin-2(1H)-thion) angegeben. Wichtige strukturelle/Festkörper-Eigenschaften:
- Der Ligand chelatiert Metalle durch Schwefel- und Sauerstoff-Donoratome zur Bildung von Koordinationskomplexen (Zinkpyrithion ist ein bekanntes Beispiel).
- Im Kristallzustand existiert der Zinkkomplex als centrosymmetrisches Dimer; Einkristalldaten für den Liganden und die Komplexe zeigen definierte Packungsmotive.
- Konformationssteif: Anzahl drehbarer Bindungen = 0, was mit gut definierter Kristallpackung und reproduzierbaren spektroskopischen Signaturen korreliert.
Kristallgitterparameter (Berichtete Werte für kristalline Proben im vorliegenden Kontext): a = 6,231, b = 7,935, c = 11,667; α = 90,00°, β = 92,09°, γ = 90,00°; Z = 4; Z' = 1. Diese Werte weisen auf eine monokline Raumgruppe (P 1 21/n 1; Hall: -P 2yn) mit gutem Qualitätsfaktor (Restfaktor ~0,0594) in den zitierten kristallographischen Depositionsdaten hin.
Identifikatoren und Synonyme
Registrierungsnummern und Codes
- CAS: 1121-30-8
- Europäische Gemeinschaft (EG) Nummer(n): 214-329-4; 214-328-9
- UNII: 6GK82EC25D
- InChI: InChI=1S/C5H5NOS/c7-6-4-2-1-3-5(6)8/h1-4,7H
- InChIKey: YBBJKCMMCRQZMA-UHFFFAOYSA-N
- SMILES: C1=CC(=S)N(C=C1)O
(Bei computergestützter Verwendung sollten SMILES, InChI und InChIKey als exakte Identifikatoren behandelt werden und sind oben inline wie angegeben aufgeführt.)
Synonyme und Strukturbezeichnungen
Gängige Synonyme und Strukturbezeichnungen im verfügbaren Kontext umfassen: Pyrithion; 2‑Pyridinethiol 1‑oxid; 1‑Hydroxypyridin‑2‑thion; Pyridin‑2‑thiol N‑oxid; 2‑Mercaptopyridin N‑oxid; Omadine. Der IUPAC/akzeptierte systematische Name lautet: 1‑Hydroxypyridin‑2‑thion.
Industrielle und kommerzielle Anwendungen
Repräsentative Verwendungen und Branchenbereiche
Pyrithion und seine Metallsalze werden hauptsächlich als antimikrobielle Wirkstoffe und Biozide verwendet. Repräsentative Branchenbereiche und Verwendungen im verfügbaren Kontext:
- Topische antimykotische/antischuppende Wirkstoffe (Zinkpyrithion) in Ausspülformulierungen und medizinischen Shampoos zur Kontrolle von Malassezia-Arten, die mit Schuppen und seborrhoischer Dermatitis assoziiert sind.
- Biozidzusatz in Farben und Beschichtungen (Antifouling-/Anti-Algen-Anwendungen).
- Biozid in Metallbearbeitungsflüssigkeiten, Schmierstoffen, Druckfarben und bestimmten industriellen Formulierungen, bei denen mikrobiologische Kontrolle erforderlich ist.
Diese Anwendungen nutzen die chelatbildenden und ionophoren Eigenschaften des Pyrithion-Liganden bei Koordination an Metallionen, welche sowohl die Aktivität als auch die Ablagerung auf Oberflächen modulieren.
Funktion in Synthese und Formulierungen
Pyrithion fungiert als Ligand und als aktiver antimikrobieller Bestandteil. In Formulierungen ist das Zinksalt (Zinkpyrithion) die hauptsächliche kommerzielle Form, da die Koordination an \(\ce{Zn^2+}\) den Wirkstoff stabilisiert, die Löslichkeit/Retentionszeit verändert und die Flüchtigkeit reduziert. Das Natriumsalz wird verwendet, wenn eine erhöhte Wasserlöslichkeit erforderlich ist (für spezifische industrielle biozide Anwendungen). In der synthetischen Chemie kann der Ligand zur Herstellung von Metallkomplexen mit maßgeschneiderten antimikrobiellen oder enzymhemmenden Eigenschaften eingesetzt werden.
Wenn eine prägnante, proprietäre Formulierungszusammenfassung für Beschaffung oder Herstellung erforderlich ist, erfolgt die Auswahl typischerweise basierend auf der vorgesehenen Matrix (wässrig versus nicht-wässrig), dem geforderten Wirkstoffeintrag (Oberflächenablagerung versus löslicher Biozid) und der regulatorischen Akzeptanz für die Zielanwendung.
Sicherheits- und Handhabungsübersicht
Akute und berufliche Toxizität
Verfügbare Gefahrenklassifikationen und Einstufungen im angegebenen Kontext umfassen akute Toxizität und Reizwirkungen:
- GHS-Gefahrensätze (Beispiele): H301 (Giftig bei Verschlucken), H315 (Verursacht Hautreizungen), H319 (Verursacht schwere Augenreizung), H335 (Kann die Atemwege reizen).
- Gefahrenklassen (aggregierte Meldungen): Acute Tox. 3; Skin Irrit. 2; Eye Irrit. 2; STOT SE 3.
- Schädliche Wirkungen: Hautsensibilisierung und allergische Kontaktdermatitis wurden in beruflichen Umgebungen berichtet; Pyrithion kann als Hautsensibilisator wirken.
Die Kontrolle der beruflichen Exposition sollte daher ein Potenzial für Haut- und Atemwegser irritation sowie mögliche systemische Toxizität bei Verschlucken annehmen. Technische Schutzmaßnahmen, geeignete persönliche Schutzausrüstung (chemikalienbeständige Handschuhe, Augenschutz sowie Atemschutz bei möglicher Aerosol- oder Staubbildung) und Minimierung des Hautkontakts sind empfehlenswert.
Lagerungs- und Handhabungshinweise
Pyrithion und dessen Salze sind kühl, trocken und gut belüftet zu lagern, fern von starken Oxidationsmitteln und nicht kompatiblen Metallen. Staubbildung und Verbreitung in der Luft sind zu vermeiden; feste Stoffe sollten in geschlossenen Systemen oder unter Absaugung gehandhabt werden. Es sind gute industrielle Hygienemaßnahmen anzuwenden: Verschlucken, Einatmen und Haut-/Augenkontakt vermeiden; Rückstände von Verschüttungen sind umgehend zu reinigen; Einrichtungen für Augenspülung und Notdusche sollten verfügbar sein. Für detaillierte Gefahren-, Transport- und regulatorische Informationen sollten Nutzer das produktspezifische Sicherheitsdatenblatt (SDS) und die örtlichen Vorschriften konsultieren.
Für die Herstellung und Qualitätskontrolle von Formulierungen sind folgende Qualitäts- und Sicherheitsmerkmale zu berücksichtigen: Kontrolle der Partikelgröße und polymorphen Form (Festkörperpackung beeinflusst Löslichkeit und Ablagerung), Identität des metallischen Gegenions (Zink versus Natrium) sowie Reinheitsprofil (Restlösemittel und Abbauprodukte). Übliche kommerzielle Qualitätseinstufung für diesen Stoff: EP.
