كيمياء اليود العضوي
كيمياء المركبات العضوية اليودية هي دراسة تركيب وخواص هذه المركبات ، أو ما يُعرف بالمركبات العضوية اليودية ، وهي مركبات عضوية تحتوي على رابطة واحدة أو أكثر بين الكربون واليود . وتوجد هذه المركبات بكثرة في الكيمياء العضوية، ولكنها نادرة نسبيًا في الطبيعة. تُعد هرمونات الثيروكسين من المركبات العضوية اليودية الضرورية للصحة، وهي السبب وراء إلزامية إضافة اليود إلى الملح من قِبل الحكومات.
البنية، والترابط، والخواص العامة
تحتوي جميع مركبات اليود العضوية تقريبًا على أيون اليود المرتبط بذرة كربون واحدة. وعادةً ما تُصنف هذه المركبات على أنها مشتقات من أيون اليود (I⁻ ) . وتحتوي بعض مركبات اليود العضوية على اليود في حالات أكسدة أعلى. [ 1 ]
تُعدّ الرابطة C – I أضعف روابط الكربون - الهالوجين . وتتناسب قوة هذه الروابط طرديًا مع السالبية الكهربية للهالوجين، حيث تتناقص بالترتيب التالي: F > Cl > Br > I. ويتوافق هذا الترتيب الدوري أيضًا مع نصف قطر ذرات الهالوجينات وطول رابطة الكربون-الهالوجين. على سبيل المثال، في الجزيئات المُمثلة بـ CH₃X ، حيث X هو هاليد، تبلغ قوة روابط الكربون-X، أو طاقات تفككها ، 115، 83.7، 72.1، و57.6 كيلو كالوري/مول، وذلك عندما يكون X هو الفلوريد، الكلوريد، البروميد، واليوديد على التوالي. [ 2 ] ومن بين الهاليدات، يُعدّ اليوديد عادةً أفضل مجموعة مغادرة . ونظرًا لضعف رابطة C–I، غالبًا ما تكون عينات مركبات اليود العضوية صفراء اللون بسبب شوائب اليود (I₂ ) .
من أبرز خصائص مركبات اليود العضوية كثافتها العالية، والتي تعود إلى الوزن الذري العالي لليود. فعلى سبيل المثال، يزن ملليلتر واحد من يوديد الميثيلين 3.325 غرام.
التطبيقات الصناعية
تُعدّ مركبات اليود العضوية قليلة الأهمية صناعيًا، على الأقل من حيث الإنتاج على نطاق واسع. وتُعدّ المركبات الوسيطة المحتوية على اليود شائعة في التخليق العضوي على نطاق المختبر نظرًا لسهولة تكوين الرابطة C - I وكسرها. إلا أن عدم استقرار هذه الرابطة يحدّ من استخدام مركبات اليود العضوية كأدوية. [ 3 ]
تُعدّ مركبات اليود العضوية ذات الأهمية الصناعية، والتي تُستخدم غالبًا كمطهرات أو مبيدات حشرية، من بينها اليودوفورم (CHI₃ ) ، ويوديد الميثيلين (CH₂I₂ ) ، ويوديد الميثيل (CH₃I ) . [ 4 ] على الرغم من أن يوديد الميثيل ليس منتجًا ذا أهمية صناعية، إلا أنه وسيط مهم، حيث يتولد بشكل مؤقت في الإنتاج الصناعي لحمض الخليك وأنهيدريد الخليك . وقد تم النظر في إمكانية استبدال يوديد الميثيل ببروميد الميثيل كمبيد تبخير للتربة، إلا أن المعلومات المتوفرة حول سلوكه البيئي محدودة. [ 5 ] يُعدّ الإيوكسينيل (3،5-ثنائي يودو-4-هيدروكسي بنزونيتريل)، الذي يثبط عملية التمثيل الضوئي في النظام الضوئي الثاني، من بين مبيدات الأعشاب القليلة جدًا من اليود العضوي. يُعد الإيوكسينيل أحد أعضاء فئة مبيدات الأعشاب هيدروكسي بنزونيتريل، وهو نظير مُيود لمبيد الأعشاب المبروم، بروموكسينيل (3،5-ثنائي برومو-4-هيدروكسي بنزونيتريل).
تُعدّ المركبات العضوية المُيَوَّدة والمُبرومة مصدر قلقٍ باعتبارها ملوثات بيئية نظرًا لمحدودية المعلومات المتاحة حول مصيرها في البيئة. مع ذلك، أظهرت تقارير حديثة نتائج واعدة في مجال إزالة السموم البيولوجية لهذه الملوثات. على سبيل المثال، يُعدّ إنزيم ديودينيز اليودوتيروسين إنزيمًا ثدييًا يتميز بوظيفة فريدة تتمثل في إزالة الهالوجين الاختزالية الهوائية للركائز العضوية المُستبدلة باليود أو البروم. [ 6 ] وقد ثبت أن مبيدات الأعشاب بروموكسينيل وإيوكسينيل تخضع لتحولات بيئية متنوعة، بما في ذلك إزالة الهالوجين الاختزالية بواسطة البكتيريا اللاهوائية . [ 7 ]
تُستخدم مركبات البولي يودو العضوية أحيانًا كعوامل تباين في التصوير بالأشعة السينية ، وتحديدًا في التنظير الفلوري ، وهو نوع من التصوير الطبي . يعتمد هذا التطبيق على قدرة نواة اليود الثقيلة على امتصاص الأشعة السينية. تتوفر تجاريًا مجموعة متنوعة من هذه العوامل، والعديد منها مشتقات من 1،3،5-ثلاثي يودو بنزين ، وتحتوي على حوالي 50% من اليود وزنيًا. في معظم التطبيقات، يجب أن يكون العامل شديد الذوبان في الماء، وبالطبع غير سام وسهل الإخراج. يُعدّ Ioversol (الشكل إلى اليمين) [ 8 ] مثالًا نموذجيًا على هذه العوامل، إذ يحتوي على بدائل ديول قابلة للذوبان في الماء . تشمل التطبيقات الشائعة تصوير الجهاز البولي وتصوير الأوعية الدموية .
يمكن استخدام مواد التشحيم العضوية اليودية مع التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والمعادن الأخرى التي تميل إلى التصلب مع مواد التشحيم التقليدية: يمكن استخدام مواد التشحيم العضوية اليودية في التوربينات والمركبات الفضائية ، وكزيت قطع في عمليات التشغيل الآلي . [ 9 ]
يوديد الميثيل ، وهو وسيط في الطرق الصناعية لإنتاج حمض الأسيتيك.
الإريثروسين ، وهو صبغة غذائية شائعة.
Ioversol ، وهو مركب عضوي يودي يستخدم كعامل تباين للأشعة السينية ، وهو المركب اليودي السائد في التجارة.
الثيروكسين (T4 ) ، وهو هرمون .
هرمون ثلاثي يودوثيرونين (T3 ) ، وهو هرمون آخر من هرمونات الغدة الدرقية.
الدور البيولوجي
فيما يتعلق بصحة الإنسان، فإن أهم مركبات اليود العضوية هي هرمونا الغدة الدرقية ، الثيروكسين (T4 ) وثلاثي يودوثيرونين (T3 ) . [ 11 ] وتُعد المنتجات الطبيعية البحرية مصادر غنية بمركبات اليود العضوية، مثل مركبات البلاكوهيبافورين المكتشفة حديثًا من إسفنجة بلاكورتيس سيمبلكس .
يُقدّر مجموع يوديد الميثان الناتج عن البيئة البحرية، والنشاط الميكروبي في حقول الأرز ، وحرق المواد البيولوجية بنحو 214 كيلوطنًا سنويًا. [ 12 ] يتحلل يوديد الميثان المتطاير بفعل تفاعلات الأكسدة في الغلاف الجوي، مما يُنشئ دورة عالمية لليود. وقد تم تحديد أكثر من 3000 مركب عضوي من اليود. [ 13 ]
طرق تحضير الرابطة C – I
من الجزء الأول 2
تُحضّر مركبات اليود العضوية بطرق عديدة، وذلك تبعاً لدرجة اليود المطلوبة وتوجيهها، فضلاً عن طبيعة المواد الأولية. ويُستخدم اليود المباشر باستخدام اليود (I₂ ) مع الركائز غير المشبعة.
- RHC=CH 2 + I 2 → RHIC-CIH 2
ومع ذلك، يسير التفاعل ببطء مع الألكينات غير المتوترة. [ 14 ] يُستخدم هذا التفاعل لتحديد رقم اليود ، وهو مؤشر على عدم تشبع الدهون والعينات ذات الصلة.
من مصادر I
إن أيون اليوديد هو نيوكليوفيل جيد وسوف يحل محل الكلوريد والتوسيلات والبروميد ومجموعات المغادرة الأخرى، كما هو الحال في تفاعل فينكلشتاين .
يمكن تحويل الكحولات إلى اليوديدات المقابلة باستخدام ثلاثي يوديد الفوسفور . ومن الأمثلة التوضيحية تحويل الميثانول إلى يوديد الميثان : [ 15 ]
- PI 3 + 3 CH 3 OH→ 3CH 3 أنا+ "ح3 PO3 "
بالنسبة للركائز الكحولية الضخمة، تم استخدام ميثيوديد ثلاثي فينيل فوسفيت. [ 16 ]
- [ CH₃ ( C₆H₅O ) ₃P ] + I⁻ + ROH → RI + CH₃ ( C₆H₅O ) ₂PO + C₆H₅OH
يمكن تحضير اليوديدات العطرية عن طريق ملح الديازونيوم عن طريق المعالجة بيوديد البوتاسيوم: [ 17 ]
![$$ {KI} {}\mathrel {\longrightarrow} {}\mathrm {C} {\vphantom {A}}_ {\smash[{t}]{6}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_ {\smash[{t}]{5}}\mathrm {I} {}+{}\mathrm {K} {\vphantom {A}}^{+}{}+{}\mathrm {ن} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/344389a3f59a4975453d29d34169c1c02d44b5ad)
من مصادر متعددة
يمكن إضافة اليود إلى البنزين باستخدام مزيج من اليوديد وحمض النيتريك . [ 18 ] أحادي كلوريد اليود هو كاشف يستخدم أحيانًا للحصول على ما يعادل " I + ".
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ أليكس ج. فاليس، بيير إي. تيسييه، "حمض 2-يودوكسي بنزويك (IBX)1"، موسوعة الكواشف للتخليق العضوي، 2003، جون وايلي، doi : 10.1002/047084289X.rn00221
- ↑ بلانكسبي إس جيه، إليسون جي بي (أبريل 2003). "طاقات تفكك الروابط في الجزيئات العضوية". مجلة أبحاث الكيمياء . 36 (4): 255-263 . CiteSeerX 10.1.1.616.3043 . doi : 10.1021/ar020230d . PMID 12693923 .
- ↑ كايو، تاتسو (2014). "المستحضرات الصيدلانية". كيمياء اليود وتطبيقاتها . ص 433-437 . doi : 10.1002/9781118909911.ch23 . ISBN 978-1-118-46629-2.
- ↑ فيليس أ. ليداي. "اليود ومركبات اليود". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-في سي إتش. doi : 10.1002/14356007.a14_381 . ISBN 978-3-527-30673-2.
- ↑ ألارد، أ.س. ونيلسون، أ.هـ. 2003. تحلل وتحول مركبات البروم واليود العضوية: مقارنة بنظائرها المكلورة. دليل الكيمياء البيئية 3: 1-74.
- ↑ ماكتامني، بي إم، وروكيتا، إس إي، 2010. إنزيم ديودينيز اختزالي ثديي يتمتع بقدرة واسعة على إزالة الهالوجين من الركائز المكلورة والمبرومة. مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية. 131(40): 14212–14213.
- ↑ كابلز، أ.م.، وسانفورد، ر.أ.، وسيمز، ج.ك. 2005. إزالة الهالوجين من بروموكسينيل (3،5-ثنائي برومو-4-هيدروكسي بنزونيتريل) وإيوكسينيل (3،5-ثنائي يودينو-4-هيدروكسي بنزونيتريل) بواسطة بكتيريا ديسلفيتوباكتيريوم كلوروسبيرانس . مجلة علم الأحياء الدقيقة التطبيقية والبيئية 71(7): 3741-3746.
- ^ أولريش شبيك، أوتي هوبنر-شتاينر “وسائل الإعلام الشفاف” في موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية، Wiley-VCH، Weinheim، 2005. دوى : 10.1002/14356007.a22_593
- ↑ "مكون التشحيم الرئيسي: اليود ينتقل إلى عصر الفضاء"، صحيفة شينيكتادي غازيت ، 17 نوفمبر 1965.
- ↑ ويلهلموس، ك. ر. (يناير 2015). "العلاج المضاد للفيروسات والتدخلات العلاجية الأخرى لالتهاب القرنية الظهاري الناتج عن فيروس الهربس البسيط" . قاعدة بيانات كوكرين للمراجعات المنهجية . 1 (1) CD002898. doi : 10.1002/14651858.CD002898.pub5 . PMC 4443501. PMID 25879115 .
- ↑ غريبل، جي دبليو (1996). "المركبات العضوية الهالوجينية الطبيعية - دراسة شاملة". التقدم في كيمياء المنتجات الطبيعية العضوية . 68 (10): 1-423 . doi : 10.1021/np50088a001 . PMID 8795309 .
- ↑ ن. بيل؛ ل. هسو؛ د. ج. جاكوب؛ م. ج. شولتز؛ د. ر. بليك؛ ج. هـ. بتلر؛ د. ب. كينغ؛ ج. م. لوبيرت؛ إ. ماير-رايمر (2002). "يوديد الميثيل: ميزانية الغلاف الجوي واستخدامه كمتتبع للحمل الحراري البحري في النماذج العالمية" . مجلة البحوث الجيوفيزيائية . 107 (D17): 4340. Bibcode : 2002JGRD..107.4340B . doi : 10.1029/2001JD001151 . hdl : 11858/00-001M-0000-0012-0250-1 . S2CID 18327103 .
- ↑ في إم ديمبيتسكي؛ جي إيه تولستيكوف. (2003). "مركبات الهالوجين العضوية الطبيعية - دراسة شاملة". دار نشر ناوكا، نوفوسيبيرسك .
- ↑ جيلبرت، جورج؛ جاكوبسن، جيرولد جيه؛ هيوستن جيتزر، كيلي؛ فيليبس، ديفيد (2022) [29 نوفمبر 2013]. إجهاد الحلقة - عرض توضيحي (فيديو على الإنترنت). الجمعية الكيميائية الأمريكية، قسم التعليم الكيميائي - عبر ChemEdX.
- ↑ كينغ، سي إس؛ هارتمان، دبليو دبليو (1933). "يوديد الميثيل". التخليق العضوي . 13 : 60. doi : 10.15227/orgsyn.013.0060.
- ↑ HN Rydon (1971). "ألكيل يوديد: نيوبنتيل يوديد ويودوسيكلوهكسان". التخليق العضوي . 51 : 44. doi : 10.15227/orgsyn.051.0044 .
- ↑ لوكاس، إتش جيه؛ كينيدي، إي آر (1939). "يودوبنزين". التخليق العضوي . 19 : 55. doi : 10.15227/orgsyn.019.0055 .
- ↑ FB Dains و RQ Brewster (1929). "يودوبنزين". التخليق العضوي . 9 : 46. doi : 10.15227/orgsyn.009.0046.
- مركبات اليوديد العضوية