Iodine compounds

Введение

Chemical compounds containing iodine
{| class="wikitable" style="float:right; margin top:0; margin left:1em; text align:center; font size:10pt; line height:11pt; width:25%;"
|+ style="margin bottom: 5px;" | Halogen bond energies (kJ/mol) By the same token, however, since iodine has the lowest ionisation energy among the halogens and is the most easily oxidised of them, it has a more significant cationic chemistry and its higher oxidation states are rather more stable than those of bromine and chlorine, for example in iodine heptafluoride.

Комплексы для передачи заряда

Молекула йода, I2, растворяется в CCl4 и алифатических углеводородах, получая ярко-фиолетовые растворы. В этих растворителях максимальная полоса поглощения происходит в области 520 540 нм и присваивается переходу * к σ *. Когда I2 реагирует с основаниями Льюиса в этих растворителях, наблюдается синий сдвиг пика I2 и возникает новый пик (230 330 нм), который обусловлен образованием аддукта, которые называются комплексами переноса заряда.

Соединения органоиода

Органойодовые соединения играют важную роль в развитии органического синтеза, например, в устранении аминов Хофманом, синтезе эфиров Уильямсона, реакции сцепления Вурца и в реагентах Григнара. Смесь углерода йода является общей функциональной группой, которая является частью основного органического химического состава; формально эти соединения можно рассматривать как органические производные йодидного аниона. Простейшие органоиодные соединения, алкил-йодиды, могут синтезироваться реакцией спиртов с трийодидом фосфора; они затем могут использоваться в реакциях нуклеофильной замещения или для приготовления реагентов Гринарда. Связь CI является самой слабой из всех углеродныхгалогенных связей из-за крошечной разницы в электроотрицательности между углеродом (2,55) и йодом (2,66). Таким образом, йодид является лучшей выходящей группой среди галогенов, в такой степени, что многие органоидовые соединения желтеют при хранении с течением времени из-за разложения на элементарный йод; как таковые, они обычно используются в органическом синтезе из-за легкого образования и расщепления связи CI. Они также значительно плотнее, чем другие органогалогенные соединения, благодаря высокой атомной массе йода. Некоторые органические окислители, такие как йоданы, содержат йод в более высоком окислительном состоянии, чем −1, например, 2-иодоксибензоевая кислота, обычный реагент для окисления спиртов в альдегиды, и дихлорид йодобензола (PhICl2), используемый для селективного хлорирования алкенов и алкинов. Одним из наиболее известных применений органоидовых соединений является так называемый йодоформный тест, в котором йодоформ (CHI3) получают путем исчерпывающего йодирования метилкетона (или другого соединения, способного к окислению до метилкетона), следующим образом: Некоторые недостатки использования органоидовых соединений по сравнению с органохлориновыми или органоброминовыми соединениями заключаются в более высоких затратах и токсичности производных йода, поскольку йод дорогой, а органоидовые соединения являются более сильными алкилирующими агентами. Например, йодоацетамид и йодоацетиновая кислота денатурируют белки путем необратимого алкилирования остатков цистеина и предотвращения реформирования дисульфидных связей. Обмен галогена для получения йодоалканов в реакции Финкельштейна немного осложняется тем, что йодид является лучшей выходной группой, чем хлорид или бромид. Однако разница достаточно мала, чтобы реакцию можно было довести до завершения, используя дифференциальную растворимость галоидных солей или используя большой избыток галоидной соли. Реакция приводит к получению продукта массовым действием вследствие осаждения нерастворимой соли.

Organoiodine compounds have been fundamental in the development of organic synthesis, such as in the Hofmann elimination of amines, the Williamson ether synthesis, the Wurtz coupling reaction, and in Grignard reagents. The carbon–iodine bond is a common functional group that forms part of core organic chemistry; formally, these compounds may be thought of as organic derivatives of the iodide anion. The simplest organoiodine compounds, alkyl iodides, may be synthesised by the reaction of alcohols with phosphorus triiodide; these may then be used in nucleophilic substitution reactions, or for preparing Grignard reagents. The C–I bond is the weakest of all the carbon–halogen bonds due to the minuscule difference in electronegativity between carbon (2.55) and iodine (2.66). As such, iodide is the best leaving group among the halogens, to such an extent that many organoiodine compounds turn yellow when stored over time due to decomposition into elemental iodine; as such, they are commonly used in organic synthesis, because of the easy formation and cleavage of the C–I bond. They are also significantly denser than the other organohalogen compounds thanks to the high atomic weight of iodine. A few organic oxidising agents like the iodanes contain iodine in a higher oxidation state than −1, such as 2 iodoxybenzoic acid, a common reagent for the oxidation of alcohols to aldehydes, and iodobenzene dichloride (PhICl2), used for the selective chlorination of alkenes and alkynes. One of the more well known uses of organoiodine compounds is the so called iodoform test, where iodoform (CHI3) is produced by the exhaustive iodination of a methyl ketone (or another compound capable of being oxidised to a methyl ketone), as follows:

Some drawbacks of using organoiodine compounds as compared to organochlorine or organobromine compounds is the greater expense and toxicity of the iodine derivatives, since iodine is expensive and organoiodine compounds are stronger alkylating agents. For example, iodoacetamide and iodoacetic acid denature proteins by irreversibly alkylating cysteine residues and preventing the reformation of disulfide linkages. Halogen exchange to produce iodoalkanes by the Finkelstein reaction is slightly complicated by the fact that iodide is a better leaving group than chloride or bromide. The difference is nevertheless small enough that the reaction can be driven to completion by exploiting the differential solubility of halide salts, or by using a large excess of the halide salt. The reaction is driven toward products by mass action due to the precipitation of the insoluble salt.