Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Иодорганические Соединения являются органическими соединениями , которые содержат одну или более углерод - йод связи . Они широко распространены в органической химии, но относительно редки в природе. В тироксине гормоны органикйодистое соединение, которые необходимы для здоровья и причин для правительства мандата йодирования соли.

Структура, связь, общие свойства [ править ]

Почти все йодорганические соединения содержат йодид, связанный с одним углеродным центром. Обычно они классифицируются как производные I - . Некоторые йодорганические соединения содержат йод в более высоких степенях окисления. [1]

Связь C – I является самой слабой из связей углерод – галоген . Эти силы связи коррелируют с электроотрицательностью галогена, уменьшаясь в порядке F> Cl> Br> I. Этот периодический порядок также следует за атомным радиусом галогенов и длиной связи углерод-галоген. Например, в молекулах, представленных как CH 3 X, где X представляет собой галогенид, связи углерод-X имеют прочность или энергию диссоциации связи 115, 83,7, 72,1 и 57,6 ккал / моль для X = фторид, хлорид, бромид и йодид соответственно. [2] Из галогенидов йодид обычно является лучшей уходящей группой.. Из-за слабости связи C – I образцы йодорганических соединений часто имеют желтый цвет из-за примеси I 2 .

Примечательным аспектом йодорганических соединений является их высокая плотность, которая возникает из-за высокого атомного веса йода. Например, один миллилитр йодистого метилена весит 3.325 г.

Промышленные приложения [ править ]

Немногие йодорганические соединения имеют промышленное значение, по крайней мере, с точки зрения крупномасштабного производства. Промежуточные соединения, содержащие йодид, широко используются в органическом синтезе из-за легкого образования и разрыва связи C – I. Промышленно значимые йодорганические соединения, часто используемые в качестве дезинфицирующих средств или пестицидов, представляют собой йодоформ (CHI 3 ), метилениодид (CH 2 I 2 ) и метилиодид (CH 3 I). [3] Несмотря на то, метилиодид не является промышленно важным продуктом, он является важным промежуточным продуктом , будучи транзиторно генерируется промежуточным продуктом в промышленном производстве вуксусная кислота и уксусный ангидрид . Потенциал йодистого метила для замены повсеместной зависимости от бромистого метила в качестве фумиганта почвы был рассмотрен, однако имеется ограниченная информация о поведении первого в окружающей среде. [4] Иоксинил (3,5-дийод-4-гидроксибензонитрил), который ингибирует фотосинтез в фотосистеме II, относится к очень немногим йодорганическим гербицидам. Член класса гидроксибензонитрильных гербицидов, иоксинил является йодированным аналогом бромированного гербицида, бромоксинила (3,5-дибром-4-гидроксибензонитрил).

Йодированные и бромированные органические соединения вызывают озабоченность как загрязнители окружающей среды из-за очень ограниченной информации о поведении в окружающей среде. Однако недавние отчеты показали многообещающие возможности биологической детоксикации этих классов загрязнителей. Например, йодтирозиндейодиназа представляет собой фермент млекопитающих с необычной функцией аэробного восстановительного дегалогенирования йод- или бромзамещенных органических субстратов. [5] Бромоксинил и иоксинил гербициды , как было показано , чтобы пройти различные экологические преобразования, в том числе восстановительным дегалогенирования путем анаэробных бактерий. [6]

Полийодорганические соединения иногда используются в качестве рентгеноконтрастных агентов во флюороскопии , одном из видов медицинской визуализации . Это приложение использует способность ядра тяжелого йода поглощать рентгеновские лучи. Различные агенты коммерчески доступны, многие производные 1,3,5-Трийод бензола и содержат около 50% по весу йода. Для большинства применений агент должен быть хорошо растворим в воде и, конечно же, нетоксичен и легко выводиться из организма. Типичным реагентом является Иоверсол (рисунок справа) [7], который содержит диоловые заместители, растворяющие воду . Типичные области применения включают урографию и ангиографию..

Йодорганические смазочные материалы можно использовать с титаном , нержавеющей сталью и другими металлами, которые имеют тенденцию схватываться с обычными смазочными материалами: йодорганические смазочные материалы могут использоваться в турбинах и космических кораблях , а также в качестве смазочно-охлаждающей жидкости при механической обработке . [8]

  • Метилиодид , предшественник синтетической уксусной кислоты.

  • Эритрозин , обычный пищевой краситель.

  • Иоверсол , йодорганическое соединение, используемое в качестве рентгеноконтрастного агента .

  • Тироксин (Т 4 ), гормон .

  • Трийодтиронин (Т 3 ), еще один гормон щитовидной железы.

Биологическая роль [ править ]

Дополнительная информация: Йод в биологии

С точки зрения здоровья человека наиболее важными йодорганическими соединениями являются два тиреоидных гормона тироксин («Т 4 ») и трийодтиронин («Т 3 »). [9] Морские природные продукты являются богатыми источниками йодорганических соединений, таких как недавно обнаруженные плакогипафорины из губки Plakortis simplex .

Сумма йодметана, производимого морской средой, микробной активностью на рисовых полях и сжиганием биологического материала, оценивается в 214 килотонн в год. [10] Летучий йодметан расщепляется в результате окислительных реакций в атмосфере, и устанавливается глобальный цикл йода. Идентифицировано более 3000 йодорганических соединений. [11]

Методы подготовки облигации C – I [ править ]

Йодорганические соединения получают множеством способов, в зависимости от степени и региохимии желаемого йодирования и природы предшественников. Прямое йодирование с помощью I 2 используется с ненасыщенными субстратами:

RHC = CH 2 + I 2 → RHIC-CIH 2

Иодид-анион является хорошим нуклеофилом и замещает хлорид, тозилат, бромид и другие уходящие группы, как в реакции Финкельштейна . Ароматические йодиды могут быть получены через соль диазония в реакции Сандмейера .

Благодаря низкой энергии ионизации йод легко превращается в реагенты, доставляющие эквивалент « I + ». [12] Типичным реагентом для электрофильного йодирования является монохлорид йода .

См. Также [ править ]

  • Фторорганические соединения
  • Хлорорганические соединения
  • Броморганические соединения
  • Йоданы
  • Периодинан

Ссылки [ править ]

  1. ^ Алекс Г. Фаллис, Пьер Э. Тесье, «2-Йодоксибензойная кислота (IBX) 1» Энциклопедия реагентов для органического синтеза, 2003 г., Джон Вили. DOI : 10.1002 / 047084289X.rn00221
  2. ^ Blanksby SJ, Эллисон GB (апрель 2003). «Связанные энергии диссоциации органических молекул». В соотв. Chem. Res . 36 (4): 255–63. CiteSeerX  10.1.1.616.3043 . DOI : 10.1021 / ar020230d . PMID  12693923 .
  3. ^ Филлис А. Лайдей. «Йод и йодные соединения». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a14_381 .
  4. ↑ Allard, AS и AH Neilson. 2003. Разложение и превращение органических соединений брома и йода: сравнение с их хлорированными аналогами. Справочник по химии окружающей среды 3: 1-74.
  5. ^ McTamney, PM и SE Рокита. 2010. Восстановительная дейодиназа млекопитающих обладает широкой способностью дегалогенировать хлорированные и бромированные субстраты. J Am Chem Soc. 131 (40): 14212–14213.
  6. ^ Cupples, М., Р. Сэнфорд, и GK Sims. 2005. Дегалогенирование бромоксинила (3,5-дибром-4-гидроксибензонитрил) и иоксинила (3,5-дийодино-4-гидроксибензонитрил) Desulfitobacterium chlororespirans . Прил. Env. Микро. 71 (7): 3741-3746.
  7. ^ Ульрих Спек, Уте Хюбнер-Штайнер «Рентгеноконтрастная среда» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. doi : 10.1002 / 14356007.a22_593
  8. ^ «Ключевой ингредиент смазки: йод движется в космическую эру», Schenectady Gazette , 17 ноября 1965 г.
  9. ^ Gribble, GW (1996). «Встречающиеся в природе галогенорганические соединения - всесторонний обзор». Прогресс в химии органических натуральных продуктов . 68 (10): 1–423. DOI : 10.1021 / np50088a001 . PMID 8795309 . 
  10. ^ Н. Белл; Л. Сюй; DJ Jacob; MG Schultz; ДР Блейк; Дж. Х. Батлер; DB King; Дж. М. Лоберт и Э. Майер-Реймер (2002). «Метилиодид: баланс атмосферы и использование в качестве индикатора морской конвекции в глобальных моделях» . Журнал геофизических исследований . 107 (D17): 4340. Bibcode : 2002JGRD..107.4340B . DOI : 10.1029 / 2001JD001151 .
  11. ^ В. М. Дембицкий; Г.А. Толстиков. (2003). «Встречающиеся в природе галогенорганические соединения - всесторонний обзор». Наука Пресс, Новосибирск .
  12. ^ FB Dains и RQ Брюстер (1941). «Йодобензол» . Органический синтез .; Сборник , 1 , стр. 323