Тетраиодметан

Тетраиодметан (тетраиодид углерода, иодид углерода(IV), углерод четырёхиодистый) — химическое органическое вещество; тетрагалогенметан, существующий в виде красных кристаллов. Применяется в органическом синтезе как иодирующий реагент. В больших концентрациях ядовит. Подобно другим галогеналканам считается потенциально опасным алкилирующим агентом.

Тетраиодметан
Общие
Систематическое наименование	Иодид углерода​(IV)​
Традиционные названия	Тетраиодметан, тетраиодид углерода; углерод четырёхиодистый
Хим. формула	CI4
Рац. формула	CI4
Физические свойства
Состояние	красные кристаллы
Молярная масса	519,63 г/моль
Термические свойства
Температура
• плавления	171 °С (разл.)
Классификация
Рег. номер CAS	507-25-5
PubChem	24856318
Рег. номер EINECS	208-068-5
SMILES	C(I)(I)(I)I
InChI	InChI=1S/CI4/c2-1(3,4)5 JOHCVVJGGSABQY-UHFFFAOYSA-N
RTECS	FG4960000
ChemSpider	10055
Безопасность
Предельная концентрация	1 мг/м3
ЛД50	149 мг/кг (крысы, перорально)
Токсичность	ирритант, высокотоксичен
Краткие характер. опасности (H)	H315, H319, H335
Меры предостор. (P)	P261, P305+P351+P338
Сигнальное слово	Осторожно
Пиктограммы СГС
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

ПолучениеПравить

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.

${\text{CCl}}_4^{}+4\text{EtI}⟶<!--\; ⟶\; -->{\text{CI}}_4^{}+4\text{EtCl}$${\ce {CCl4 + 4 EtI -> CI4 + 4 EtCl}}$ 

Строение и физические свойстваПравить

Тетраиодметан чувствителен к свету и обладает коррозионными свойствами. Растворим в органических растворителях. Длина связи C-I в его молекуле составляет 2,12 ± 0,02 Å. Кристаллизуется он в тетрагональной кристаллической структуре с параметрами a = 6,409, c = 9,558 (•10⁻¹ нм).

Химические свойстваПравить

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

$\mathsf{(}\mathsf{E}\mathsf{t}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{P}\mathsf{(}\mathsf{=}\mathsf{O}\mathsf{)}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{I}}_{\mathsf{4}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{(}\mathsf{E}\mathsf{t}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{P}\mathsf{(}\mathsf{=}\mathsf{O}\mathsf{)}\mathsf{I}\underset{}{\overset{\mathsf{P}\mathsf{h}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}}{\to }}\mathsf{(}\mathsf{E}\mathsf{t}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{P}\mathsf{(}\mathsf{=}\mathsf{O}\mathsf{)}\mathsf{N}\mathsf{H}\mathsf{P}\mathsf{h}$${\mathsf {(EtO)_{2}P(\!\!=\!\!O)H+CI_{4}\rightarrow (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.

$\mathsf{P}\mathsf{h}\mathsf{C}\mathsf{C}\mathsf{H}\mathsf{+}\underset{\mathsf{K}\mathsf{O}\mathsf{H}}{\overset{\mathsf{C}{\mathsf{I}}_{\mathsf{4}}}{\to }}\mathsf{P}\mathsf{h}\mathsf{C}\mathsf{C}\mathsf{I}$${\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.

$\mathsf{O}{\mathsf{H}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{I}}_{\mathsf{4}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{C}{\mathsf{I}}_{\mathsf{4}}^{\cdot <!--\; \cdot \; -->\mathsf{-<!--\; -\; -->}}\mathsf{+}\mathsf{O}{\mathsf{H}}^{\cdot <!--\; \cdot \; -->}$${\mathsf {OH^{-}+CI_{4}\rightarrow CI_{4}^{\cdot -}+OH^{\cdot }}}$ 

$\mathsf{C}{\mathsf{I}}_{\mathsf{4}}^{\cdot <!--\; \cdot \; -->\mathsf{-<!--\; -\; -->}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{C}{\mathsf{I}}_{\mathsf{3}}^{\cdot <!--\; \cdot \; -->}\mathsf{+}{\mathsf{I}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}$${\mathsf {CI_{4}^{\cdot -}\rightarrow CI_{3}^{\cdot }+I^{-}}}$ 

$\mathsf{R}\mathsf{-<!--\; -\; -->}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{I}}_{\mathsf{3}}^{\cdot <!--\; \cdot \; -->}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{R}}^{\cdot <!--\; \cdot \; -->}\mathsf{+}\mathsf{C}\mathsf{H}{\mathsf{I}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {R\!\!-\!\!H+CI_{3}^{\cdot }\rightarrow R^{\cdot }+CHI_{3}}}$ 

${\mathsf{R}}^{\cdot <!--\; \cdot \; -->}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{I}}_{\mathsf{4}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{R}\mathsf{I}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{I}}_{\mathsf{3}}^{\cdot <!--\; \cdot \; -->}$${\mathsf {R^{\cdot }+CI_{4}\rightarrow 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.

$\mathsf{R}\mathsf{C}\mathsf{H}\mathsf{=}\mathsf{O}\underset{}{\overset{\mathsf{C}{\mathsf{I}}_{\mathsf{4}}\mathsf{,}\mathsf{P}{\mathsf{h}}_{\mathsf{3}}\mathsf{P}}{\to }}\mathsf{R}\mathsf{C}\mathsf{H}\mathsf{=}\mathsf{C}{\mathsf{I}}_{\mathsf{2}}$${\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 примененияПравить

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

Биологические свойстваПравить

Тетраиодметан ядовит. По степени воздействия на человеческий организм относится к вредным веществам 2-ого 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.

ЛитератураПравить

• Schreiner P. R., Fokin A. A. Carbontetraiodide (англ.) // Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. — Wiley, 2005. — doi:10.1002/047084289X.rn00604.