Тетраиодметан

Тетраиодметан (тетраиодид углерода, иодид углерода(IV), четырёхиодистый углерод) — химическое органическое вещество; полностью замещённое галогенпроизводное метана. При нормальных условиях существует в виде красных кристаллов. Применяется в органическом синтезе как иодирующий реагент. В больших концентрациях ядовит. Подобно другим галогеналканам считается потенциально опасным алкилирующим агентом.

Получение

Препаративный метод получения тетраиодметана заключается в реакции тетрахлорметана с иодэтаном в присутствии хлорида алюминия. Также его генерируют в условиях реакции из иодоформа и гидроксида натрия. Очищают данный реагент перекристаллизацией из бензола.

CCl 4 + 4 EtI ⟶ CI 4 + 4 EtCl {displaystyle {ce {CCl4 + 4 EtI -> CI4 + 4 EtCl}}}

Строение и физические свойства

Тетраиодметан чувствителен к свету и обладает коррозионными свойствами. Растворим в органических растворителях. Молекула является правильным тетраэдром, длина связи C—I составляет 2,155 Å. Образует кристаллы тетрагональной сингонии, пространственная группа I42m, параметры ячейки a = 0,6409 нм, b = 0,9558 нм, Z = 2 (не изоструктурен с CBr4, образующим гранецентрированную кубическую решётку).

Химические свойства

Тетраиодметан находит применение в синтезе амидофосфатов по реакции Тодда — Атертона.

( E t O ) 2 P ( = O ) H + C I 4 → ( E t O ) 2 P ( = O ) I → P h N H 2 ( E t O ) 2 P ( = O ) N H P h {displaystyle {mathsf {(EtO)_{2}P(!!=!!O)H+CI_{4} ightarrow (EtO)_{2}P(!!=!!O)I{xrightarrow[{}]{PhNH_{2}}}(EtO)_{2}P(!!=!!O)NHPh}}}

В присутствии гидроксида калия тетраиодметан иодирует фенилацетилен по терминальной связи С—H c выходом 94 %. Реакцию проводят в присутствии катализатора межфазного переноса 18-краун-6.

P h C C H + → K O H C I 4 P h C C I {displaystyle {mathsf {PhCCH+{xrightarrow[{KOH}]{CI_{4}}}PhCCI}}}

Система тетраиодметан — гидроксид натрия применяется для иодирования некоторых алканов и циклоалканов, например пентана, гексана, адамантана и других. Эту систему генерируют in situ из иодоформа и щёлочи, часто применяя также ультразвуковую обработку. Считается, что в ходе реакции тетраиодметан восстанавливается до анион-радикала CI4•-, который, отдавая иодид-ион, превращается в радикал CI3•. Далее этот радикал отщепляет атом водорода от субстрата, и полученный алкильный радикал при взаимодействии с другой молекулой тетраиодметана даёт целевой алкилиодид.

O H − + C I 4 → C I 4 ⋅ − + O H ⋅ {displaystyle {mathsf {OH^{-}+CI_{4} ightarrow CI_{4}^{cdot -}+OH^{cdot }}}} C I 4 ⋅ − → C I 3 ⋅ + I − {displaystyle {mathsf {CI_{4}^{cdot -} ightarrow CI_{3}^{cdot }+I^{-}}}} R − H + C I 3 ⋅ → R ⋅ + C H I 3 {displaystyle {mathsf {R!!-!!H+CI_{3}^{cdot } ightarrow R^{cdot }+CHI_{3}}}} R ⋅ + C I 4 → R I + C I 3 ⋅ {displaystyle {mathsf {R^{cdot }+CI_{4} ightarrow RI+CI_{3}^{cdot }}}}

Тетраиодметан используется в комбинации с трифенилфосфином для превращения альдегидов в дииодалкены. Реакцию обычно проводят в хлористом метилене, используя при обработке цинковый порошок.

R C H = O → C I 4 , P h 3 P R C H = C I 2 {displaystyle {mathsf {RCH!!=!!O{xrightarrow[{}]{CI_{4},Ph_{3}P}}RCH!!=!!CI_{2}}}}

В углеводах и нуклеозидах та же система используется для селективного замещения первичной гидроксильной группы на иодид.

Основные сферы применения

Тетраиодид углерода в основном используется в органическом синтезе в качестве иодирующего реагента.

Биологические свойства

Тетраиодметан ядовит. По степени воздействия на человеческий организм относится к вредным веществам 2-го класса опасности. Летальная доза (ЛД50) для крыс составляет 149 мг/кг при пероральном введении. В высоких концентрациях тетраиодид углерода раздражает кожу и слизистые оболочки; коррозионно-активен. ПДК тетраиодида углерода в воздухе рабочей зоны составляет 1 мг/м³.