อ่าน 4 นาที
เคมีสารประกอบไอโอดีน
เคมีสารประกอบไอโอดีนอินทรีย์ คือการศึกษาเกี่ยวกับการสังเคราะห์และคุณสมบัติของ สารประกอบไอโอดีนอินทรีย์ หรือ สารประกอบไอโอไดด์อินทรีย์ ซึ่งเป็นสารประกอบอินทรีย์ ที่ มี พันธะ...
เคมีสารประกอบไอโอดีน
เคมีสารประกอบไอโอดีนอินทรีย์คือการศึกษาเกี่ยวกับการสังเคราะห์และคุณสมบัติของสารประกอบไอโอดีนอินทรีย์หรือสารประกอบไอโอไดด์อินทรีย์ ซึ่งเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีพันธะคาร์บอน - ไอโอดีนตั้งแต่หนึ่งพันธะขึ้นไปสารประกอบเหล่านี้พบได้ทั่วไปในเคมีอินทรีย์ แต่ค่อนข้างหายากในธรรมชาติ ฮอร์โมน ไทรอกซินเป็นสารประกอบไอโอดีนอินทรีย์ที่จำเป็นต่อสุขภาพ และเป็นเหตุผลที่รัฐบาลกำหนดให้เติมไอโอดีนลงในเกลือ
โครงสร้าง พันธะ คุณสมบัติทั่วไป
สารประกอบออร์กาโนไอโอดีนเกือบทั้งหมดมีไอโอไดด์เชื่อมต่อกับศูนย์กลางคาร์บอนหนึ่งอะตอม โดยทั่วไปจัดเป็นอนุพันธ์ของ I − สารประกอบออร์กาโนไอโอดีนบางชนิดมีไอโอดีนในสถานะออกซิเดชันที่สูงกว่า[ 1 ]
พันธะ C–I เป็นพันธะคาร์บอน– ฮาโลเจน ที่อ่อนที่สุด ความแข็งแรงของพันธะเหล่านี้สัมพันธ์กับค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีของฮาโลเจน โดยลดลงตามลำดับ F > Cl > Br > I ลำดับ ตามคาบ นี้ ยังสอดคล้องกับรัศมีอะตอมของฮาโลเจนและความยาวของพันธะคาร์บอน-ฮาโลเจน ตัวอย่างเช่น ในโมเลกุลที่แสดงด้วย CH 3 X โดยที่ X คือเฮไลด์ พันธะคาร์บอน-X มีความแข็งแรงหรือพลังงานการสลายพันธะเท่ากับ 115, 83.7, 72.1 และ 57.6 กิโลแคลอรี/โมล สำหรับ X = ฟลูออไรด์ คลอไรด์ โบรไมด์ และไอโอไดด์ ตามลำดับ[ 2 ] ในบรรดาเฮไลด์ ไอโอไดด์มักจะเป็น หมู่ที่หลุดออกได้ดีที่สุดเนื่องจากความอ่อนแอของพันธะ C–I ตัวอย่างของสารประกอบออร์กาโนไอโอดีนจึงมักมีสีเหลืองเนื่องจากมีสิ่งเจือปนของI 2
ลักษณะเด่นอย่างหนึ่งของสารประกอบออร์กาโนไอโอดีนคือความหนาแน่นสูง ซึ่งเกิดจากน้ำหนักอะตอมของไอโอดีนที่สูง ตัวอย่างเช่นเมทิลีนไอโอไดด์ 1 มิลลิลิตร มีน้ำหนัก 3.325 กรัม
การใช้งานในอุตสาหกรรม
สารประกอบออร์กาโนไอโอดีนจำนวนน้อยมีความสำคัญทางอุตสาหกรรม อย่างน้อยก็ในแง่ของการผลิตในระดับใหญ่ สารตัวกลางที่มีไอโอไดด์เป็นส่วนประกอบนั้นพบได้ทั่วไปในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ในระดับห้องปฏิบัติการ เนื่องจากพันธะ C–I ก่อตัวและแตกตัวได้ง่าย แต่ความไม่เสถียรของพันธะ CI เช่นเดียวกันนี้จำกัดการใช้งานของสารประกอบออร์กาโนไอโอดีนในฐานะยา[ 3 ]
สารประกอบ ออ ร์ กาโนไอโอดีนที่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรม ซึ่งมักใช้เป็นสารฆ่าเชื้อหรือยาฆ่าแมลง ได้แก่ไอโอโดฟอร์ม (CHI₃ ) , เมทิลีนไอโอไดด์ (CH₂I₂ )และเมทิลไอโอไดด์ (CH₃I ) [ 4 ]แม้ว่าเมทิลไอโอไดด์จะไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ที่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรม แต่ก็เป็นสารตัวกลางที่สำคัญ เนื่องจากเป็นสารตัวกลางที่เกิดขึ้นชั่วคราวในการผลิตกรดอะซิติกและอะซิติกแอนไฮไดรด์ใน อุตสาหกรรม ศักยภาพ ของเมทิลไอโอไดด์ในการทดแทนการพึ่งพาเมทิลโบรไมด์อย่างแพร่หลายในฐานะสารรมดินได้รับการพิจารณาแล้ว อย่างไรก็ตาม ข้อมูลเกี่ยวกับพฤติกรรมทางสิ่งแวดล้อมของสารตัวแรกยังมีจำกัด[ 5 ]ไอออกซินิล (3,5-ไดไอโอโด-4-ไฮดรอกซีเบนโซไนไตรล์) ซึ่งยับยั้งการสังเคราะห์แสงที่โฟโตซิสเต็ม II เป็นหนึ่งในสารกำจัดวัชพืชออร์กาโนไอโอดีนเพียงไม่กี่ชนิด ไอออกซินิลเป็นสารกำจัดวัชพืชในกลุ่มไฮดรอกซีเบนโซไนไตรล์ ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของโบรมีนในสารกำจัดวัชพืชโบรมีนที่เรียกว่าโบรโมซินิล (3,5-ไดโบรโม-4-ไฮดรอกซีเบนโซไนไตรล์)
สารประกอบอินทรีย์ที่มีไอโอดีนและโบรมีนเป็นสารปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมที่น่าเป็นห่วง เนื่องจากมีข้อมูลเกี่ยวกับพฤติกรรมการเปลี่ยนแปลงในสิ่งแวดล้อมค่อนข้างจำกัด อย่างไรก็ตาม รายงานล่าสุดแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการล้างพิษทางชีวภาพของสารปนเปื้อนกลุ่มนี้ ตัวอย่างเช่น ไอโอโดไทโรซีนดีไอโอไดเนสเป็นเอนไซม์ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีหน้าที่พิเศษในการลดฮาโลเจนแบบใช้ออกซิเจนของสารตั้งต้นอินทรีย์ที่มีไอโอดีนหรือโบรมีนเป็นองค์ประกอบ[ 6 ]สารกำจัดวัชพืชโบรโมซินิลและไอออกซินิลได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีการเปลี่ยนแปลงในสิ่งแวดล้อมหลายอย่าง รวมถึงการลดฮาโลเจนโดยแบคทีเรียแบบไม่ใช้ออกซิเจน[ 7 ]
สารประกอบโพลีไอโอโดออร์แกนิกบางครั้งถูกนำมาใช้เป็นสารเพิ่มความคมชัดของภาพเอกซเรย์ในการตรวจฟลูออ โรสโคปี ซึ่งเป็นการ ถ่ายภาพทางการแพทย์ชนิดหนึ่ง การใช้งานนี้ใช้ประโยชน์จากความสามารถในการดูดซับรังสีเอกซ์ของนิวเคลียสไอโอดีนหนัก มีสารหลายชนิดวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ หลายชนิดเป็นอนุพันธ์ของ 1,3,5-ไตรไอโอโด เบนซีนและมีไอโอดีนประมาณ 50% โดยน้ำหนัก สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ สารดังกล่าวต้องละลายน้ำได้ดี และแน่นอนว่าต้องไม่เป็นพิษและขับออกได้ง่าย สารตัวอย่างคือไอโอเวอร์ซอล (รูปด้านขวา) [ 8 ] ซึ่งมีหมู่แทนที่ ไดออลที่ละลายน้ำได้การใช้งานทั่วไป ได้แก่การตรวจระบบทางเดินปัสสาวะและ การ ตรวจ หลอดเลือด
สารหล่อลื่นออร์กาโนไอโอดีนสามารถใช้กับไทเทเนียมเหล็กกล้าไร้สนิมและโลหะอื่นๆ ที่มีแนวโน้มที่จะติดขัดเมื่อใช้สารหล่อลื่นทั่วไป สารหล่อลื่นออร์กาโนไอโอดีนสามารถใช้ในกังหันและยานอวกาศและใช้เป็นน้ำมันตัดในการตัดเฉือน[ 9 ]
- เมทิลไอโอไดด์ สารตัวกลางในกระบวนการผลิตกรดอะซิติกในระดับอุตสาหกรรม
- อีริโทรซีนเป็นสีผสมอาหารที่พบได้ทั่วไป
- ไอโอเวอร์ซอล (Ioversol) เป็นสารประกอบ ออร์กาโนไอโอดีนที่ใช้เป็นสารทึบรังสีเอกซ์และเป็นสารประกอบไอโอดีนหลักในเชิงพาณิชย์
- ไทรอกซิน (T4 )เป็นฮอร์โมนชนิด หนึ่ง
- ไตรไอโอโดไทโรนีน (T3 )ซึ่งเป็นฮอร์โมนไทรอยด์อีกชนิดหนึ่ง
บทบาททางชีววิทยา
ในแง่ของสุขภาพของมนุษย์ สารประกอบออร์กาโนไอโอดีนที่สำคัญที่สุดคือฮอร์โมนไทรอยด์ สองชนิด ได้แก่ ไทรอกซีน ("T4 " ) และไตรไอโอโดไทโรนีน ("T3 " ) [ 11 ] ผลิตภัณฑ์ธรรมชาติจากทะเลเป็นแหล่งที่อุดมไปด้วยสารประกอบออร์กาโนไอโอดีน เช่นพลาโคไฮพาโฟรีน ที่เพิ่งค้นพบ จากฟองน้ำPlakortis simplex
ปริมาณไอโอโดมีเทนที่ผลิตจากสิ่งแวดล้อมทางทะเล กิจกรรมของจุลินทรีย์ในนาข้าวและการเผาไหม้ของวัสดุชีวภาพ คาดว่าจะอยู่ที่ 214 กิโลตันต่อปี[ 12 ]ไอโอโดมีเทนที่ระเหยได้จะแตกตัวด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชันในชั้นบรรยากาศ และเกิดวัฏจักรไอโอดีนทั่วโลกขึ้น มีการระบุสารประกอบออร์กาโนไอโอดีนมากกว่า 3,000 ชนิด[ 13 ]
วิธีการเตรียมพันธะ C–I
จาก I 2
สารประกอบออร์กาโนไอโอดีนถูกเตรียมขึ้นด้วยวิธีการมากมาย ขึ้นอยู่กับระดับและตำแหน่งของไอโอดีนที่ต้องการ รวมถึงลักษณะของสารตั้งต้น การเติมไอโอดีนโดยตรงด้วยI₂ใช้กับสารตั้งต้นที่ไม่อิ่มตัว :
- RHC=CH 2 + I 2 → RHIC-CIH 2
อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาจะดำเนินไปอย่างช้าๆ กับแอลคีนที่ไม่มีความเครียด[ 14 ] ปฏิกิริยานี้ใช้เพื่อกำหนดเลขไอโอดีนซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ความไม่อิ่มตัวของไขมันและตัวอย่างที่เกี่ยวข้อง
จากแหล่งข้อมูล I −
ไอโอไดด์แอนไอออนเป็นนิวคลีโอไฟล์ที่ดีและจะแทนที่คลอไรด์ โทซิเลต โบรไมด์ และหมู่ที่หลุดออกอื่นๆ ดังเช่นในปฏิกิริยาฟิงเคิลสไตน์
แอลกอฮอล์สามารถแปลงเป็นไอโอไดด์ที่สอดคล้องกันได้โดยใช้ฟอสฟอรัสไตรไอโอไดด์ตัวอย่างเช่น การแปลงเมทานอลเป็นไอโอโดมีเทน : [ 15 ]
- PI 3 + 3 CH 3OH → 3 CH 3ฉัน + " H3พีโอ3"
สำหรับสารตั้งต้นแอลกอฮอล์ขนาดใหญ่เมทิโอไดด์ของไตรฟีนิลฟอสไฟต์ถูกนำมาใช้[ 16 ]
- [CH 3 (C 6 H 5 O) 3 P] + I − + ROH → RI + CH 3 (C 6 H 5 O) 2 PO + C 6 H 5 OH
ไอโอไดด์อะโรมาติกสามารถเตรียมได้โดยใช้เกลือไดอะโซเนียมโดยการบำบัดด้วยโพแทสเซียมไอโอไดด์: [ 17 ]
จากแหล่งข้อมูล I +
เบนซีนสามารถไอโอดีนได้ด้วยส่วนผสมของไอโอไดด์และกรดไนตริก [ 18 ] ไอโอดีนโมโนคลอไรด์เป็นรีเอเจนต์ที่บางครั้งใช้ในการส่งมอบเทียบเท่ากับ " I + "
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เคมีสารประกอบไอโอดีน
เคมีสารประกอบไอโอดีนอินทรีย์ คือการศึกษาเกี่ยวกับการสังเคราะห์และคุณสมบัติของ สารประกอบไอโอดีนอินทรีย์ หรือ สารประกอบไอโอไดด์อินทรีย์ ซึ่งเป็นสารประกอบอินทรีย์ ที่ มี พันธะ...
โครงสร้าง พันธะ คุณสมบัติทั่วไป
สารประกอบออร์กาโนไอโอดีนเกือบทั้งหมดมีไอโอไดด์เชื่อมต่อกับศูนย์กลางคาร์บอนหนึ่งอะตอม โดยทั่วไปจัดเป็นอนุพันธ์ของ I − สารประกอบ ออร์กาโนไอโอดีนบางชนิด มีไอโอดีนในสถานะออกซิเดชันที่สูงกว่า [ 1 ]
การใช้งานในอุตสาหกรรม
สารประกอบออร์กาโนไอโอดีนจำนวนน้อยมีความสำคัญทางอุตสาหกรรม อย่างน้อยก็ในแง่ของการผลิตในระดับใหญ่ สารตัวกลางที่มีไอโอไดด์เป็นส่วนประกอบนั้นพบได้ทั่วไปใน การสังเคราะห์สารอินทรีย์ ในระดับห้องปฏิบัติการ เนื่องจากพันธะ C–I ก่อตัวและแตกตัวได้ง่าย...
บทบาททางชีววิทยา
ในแง่ของสุขภาพของมนุษย์ สารประกอบออร์กาโนไอโอดีนที่สำคัญที่สุดคือ ฮอร์โมนไทรอยด์ สองชนิด ได้แก่ ไทรอกซีน ("T4 " ) และ ไตรไอโอโดไทโรนีน ("T3 " ) [ 11 ] ผลิตภัณฑ์ธรรมชาติจากทะเลเป็นแหล่งที่อุดมไปด้วยสารประกอบออร์กาโนไอโอดีน เช่น พลาโคไฮพาโฟรีน ที่เพิ่งค้นพบ...